电力电缆预防性试验培训课件

交叉互联系统
实验项目： 1、电缆外护套、绝缘接头外护套与绝缘夹板的 直流耐压试验； 2、护层过电压保护器的绝缘电阻或直流伏安特 性； 3、互联箱闸刀(或连接片)接触电阻和连接位置 的检查；
一、绝缘电阻测量
注意事项
1）电缆电容大，充电电流大，必须经过较长时间才能 得到正确的测量结果。
2）采用手动兆欧表测量，转速不得低于额定转速的 80%，并且当兆欧表达到额定转速后才能接到被试设备上 并记录时间。
图 10-2 测量直流泄漏电流时的屏蔽方法 1—微安表屏蔽罩；2—屏蔽线；3—端头屏蔽帽；4—屏蔽环
两端同时测量的方法
测量方法：在非高压电源端增加一个测量微安表，同 时记录两端的泄漏电流值。
高压电源端测得的泄漏电流包含电缆绝缘的泄漏电流 和表面泄漏电流、杂散电流，另一端测量的是表面泄漏电 流和杂散电流，从而电缆的泄漏电流为两者的差。
（3）由于XLPE绝缘电阻很高，以致在直流耐压时所注入的电子 不易扩散，从而引起电缆中电场发生畸变，因而更易被击穿；
（4）由于直流电压分布与实际运行电压不同，直流试验合格的 电缆，投入运行后，在正常工作电压作用下也会发生绝缘故障
水树枝和电树枝：在局部高电场的作用下，绝缘层中 水分、杂质等缺陷呈现树枝状生长。
35kV 110kV
220kV 及以上
试验电压 2.0U0 (或
1.6U0) 1.6U0
1.6U0
1.12U0 （1.36U0）
时间min 5 (或60)
60 60 60
常系统相对地电 压24小时方法替 代
2）对于运行年限 较久（如5年以上） 的电缆线路，可 选用较低的试验 电压或较短的时 间。
3）必要时，如： 怀疑电缆有故障 时
（3）在测量过程中，泄漏电流应稳定，如发现有周期 性摆动，则说明电缆有局部孔隙性缺陷。
交联聚乙烯电缆与直流耐压试验
（1）直流电压对XLPE绝缘有积累效应，经过直流耐压试验后， 将在电缆绝缘中残余一定的电荷，增加了击穿的可能性；
（2） XLPE在运行中会逐步形成水树枝、电树枝，这种树枝化老 化过程伴随着整流效应，由于整流效应的存在，致使直流耐压试验 中，在水树枝或电树枝端头积聚的电荷难以消散，并在电缆运行过 程中加剧树枝化的过程；
套
4
源自文库
直 流 耐
110kV及以上：必 要时
按制造厂规定 执行
必要时，如： 当怀疑外护套绝缘 有故障时
压
试
验
橡塑绝缘电力电缆线路
序项 号目
周期
要求
说明
推荐使用频率20Hz～300Hz谐振耐压试验
1）不具备试验条 件时可用施加正
主
5
绝 缘 交 流
1）大修 新作终 端或接 头后
耐 压 试
2）必要 时
验
电压等级 35kV以下
化学树枝：绝缘层中的硫化物与铜导体产生化学反应 ，生成硫化铜和氧化铜等物质，这些生成物在绝缘层中呈 树枝状生长。
整流效应：由于交联聚乙烯电缆中存在着树枝化绝缘 缺陷，它们在交流正、负半周表现出不同的电荷注入与中 和特性，导致在长时间交流工作电压的反复作用下，树枝 前端积聚了大量的负电荷，这种现象称为整流效应。
第六章 电力电缆预防性试验
电缆分类：纸（油）绝缘电缆、橡塑绝缘电缆 （聚氯乙烯、交联聚乙烯、乙丙橡皮）、自容式 充油电缆。
统包型电缆
分相铅包型电缆
油浸纸绝缘电缆结构
自容式充油电缆及XLPE电缆
自容式充油电缆：最高工作电压已发展到1100kV
交联聚乙烯电缆（XLPE）
纸（油）绝缘电力电缆线路
本条仅适用于粘性油纸绝缘电力电缆和不滴流油纸绝 缘电力电缆线路。
3）兆欧表停止摇动时，应进行充分放电。
二、直流耐压试验
采用直流耐压试验的原因：电力电缆具有很大的电容， 现场采用大容量试验电源不现实，所以改为直流耐压试验， 以显著减小试验电源的容量。
直流与交流耐压试验之间的差别
1）直流试验带来的剩余破坏比交流试验小（如交流试 验因局部放电、极化等所引起的损耗比直流大）。
2）浸渍纸绝缘电缆的击穿电压与温度的关系：温度在 25oC以上，每升高1oC击穿电压降低0.54%。
3）试验时应均匀升压； 4）试验完成后放电。
2、泄漏电流测量
电缆泄漏电流很小，一般只有几到几十微安。测量中 应将微安表接在高电位端，尽量避免放在低电位端。测量 用微安表、引线及电缆两头，应该严格屏蔽。
执行
用红外热像仪测量，对电缆 终端接头和非直埋式中间接
头进行
纸绝缘电力电缆线路
序 号
项 目
周期
要求
说明
1）试验电压值按下表规定，加压时间5min，不击穿
额定电压 U0/U，kV
粘性油纸绝缘试验 不滴流油纸绝缘试验电
电压，kV
压，kV
直 1） 6
0.6/1
4
2
流 耐
年
2）大 修新
压 做终
1.8/3 3.6/6 6/6 6/10
试验电源 低压直流
直流耐压试验
高压直流
直流泄漏测量
高压直流
局部放电测量 tan测量
交流工频
超低频、三角波 交流工频
超低频高压
反向吸收电流
高压直流
残余电压法
高压直流
检测效果 可测量绝缘电阻、
终端受潮 可测出施工缺陷及
绝缘劣化 可测出吸潮、树枝
劣化
可检测内部气隙、 外伤
对检测受潮、水树 枝有效
对检测水树枝等有 效
研究表明：水树枝发展得越长，直流分量越大。
电缆的直流分量与直流泄漏电流及交流击穿电压间具 有较好的相关性。直流分量增大，反映出水树枝、泄漏电 流增大，电缆绝缘劣化增大。
泄漏电流与直流分量的相关性
交流击穿电压与直流分量的相关性
2、直流叠加法
基本原理：在接地的电压互感器的中性点处加进低压 直流电源（通常为50V），使该直流电压与施加在电缆绝 缘上的交流电压叠加，测量通过电缆绝缘层的微弱的纳安 级直流电流。
实验项目：绝缘电阻、直流耐压试验、红外检测
序 号
项目
周期
要求
说明
1 绝 缘 电 阻 6年1次
大于1000MΩ
额定电压0.6/1kV电缆用1000V 兆欧表；0.6/lkV以上电缆用 2500V兆欧表；6/6kV及以上
电缆也可用5000V兆欧表
序 号
项目
3 红外检测
周期 1年
要求
说明
按DL/T664-2008 《带电设备红外 诊断应用规范》
三、针对交联聚乙烯电缆的试验方法
1、残余电压法
试验过程：S2打开，S3接地，S1合向试验电源，对电 缆充电（电压依照1kV/mm绝缘厚度）；充电10min，S1、 S2接地，经10s后打开S1、S2，将S3接通电压表，测量电 缆绝缘上的残余电压。
研究表明：电缆劣化越严重残余电压越高。
2、反向吸收电流法
直流叠加法测量原理图
3、电缆绝缘tan在线监测系统
由电压互感器 获取电源电压的相 位，与电流互感器 获取的电流信号进 行相位比较。
电缆绝缘中树枝增长会 引起tan值增大
交流击穿电压随tan值 上升而降低
多路巡回检测tan测量原理
电缆绝缘在线检测方法的比较
方法
直流 叠加
法
局部 放电
法
tan法
直流 分量
橡塑绝缘电力电缆线路
序 号
项目
周期
要求
说明
6 局部放电测试 必要时
护层保护器的绝
7 缘电阻或直流伏
6年
安特性
按相关检测设 备要求，或无 明显局部放电 信号
可采用：振荡波、超声波、超高频 等检测方法
参见8.4表27中 序号2、3
接地箱、保护箱
8 连接接触电阻和
连接位置的检查
110kV及以上： 参见8.4表27中
12 24 30 40
试 端或
验
接头 后
8.7/10 21/35
47 105
4
6/6kV及以 下电缆的
-
泄漏电流
-
小于10μA，
8.7/10kV
-
电缆的泄
-
漏电流小
30
于20μA时， 对不平衡
-
系数不作
26/35
130
-
规定
2）耐压结束时泄漏电流值不应大于耐压lmin时泄漏电流值 3）三相之间的泄漏电流不平衡系数不应大于2
2）直流试验没有交流真实、严格。串联介质在交流试 验中场强分布与其介电常数成反比；直流试验中场强分布 与其电导率成反比。
3）电缆绝缘的直流耐电强度比交流耐电强度高，所以 直流试验电压比交流试验电压高；直流耐压试验时间一般 选为5~10min。
试验中应注意的几个问题
1）直流击穿电压与电压极性的关系：试验时一般选择 电缆芯接负极性（电缆芯接正极性时，击穿电压比负极性 高约10%）；
对检测水树枝等有 效
存在的问题
终端表面泄漏的影响
可能引起交联聚乙烯 绝缘损伤
电晕、电源波动的影 响
要消除干扰、提高灵 敏度
专用电源设计、制造 需要大容量电源 要消除干扰
要消除局部电流或终 端脏污
要消除表面泄漏
四、电力电缆运行状态在线监测
1、直流分量法
由于“整流效应”的作用，使流过电缆接地线的交流电流含有微 弱的直流成分；检测电缆线芯与屏蔽层之间电流中的直流分量，即 可进行电缆劣化分析。
自容式充油电缆线路
实验项目： 1、主绝缘直流耐压试验 2、外护套和接头外护套的直流耐压试验 3、压力箱供油特性、电缆油击穿电压和电缆油的tanδ 4、油压示警系统信号指示及控制电缆线芯对地绝缘电 阻 5、电缆及附件内的电缆油击穿电压、tanδ及油中溶解 气体 6、护层保护器的绝缘电阻或直流伏安特性 7、接地箱保、护箱连接接触电阻和连接位置的检查 8、红外检测
老化形态
化学腐蚀 化学树枝
热效应
温度异常、 冷热循环
热老化 热-机械老化
机械 机械冲击、 机械损伤、变形 效应 挤压外伤 电-机械复合老化
生物 动物啃咬 效应 微生物腐蚀
成孔、短路
日本目前通用的直流叠加法测量绝缘电阻的判断标准
测定对象 电缆主绝缘电阻
法
特征 测得反映劣化的绝 对量,可能监测局部
损坏
能检测出缺陷处发 生的局部放电
在运行电压下能检 测劣化
直流分量有可能反 映劣化的绝对量
在线检测特点
使用情况
常在中性点PT处叠加 以低压直流,宜用于在 应用较广泛
线检测
理论上可在线检测,关 在线检测困
键是消除干扰
难较大
在线检测仪需要特殊 设计
应用较多
因电流小更要排除杂 散电流的影响
必要时
序号2、3
红外检测
9
220kV：1年4
次或以上； 10kV：1年2 次或以上
按DL/T6642008《带电设
备红外诊断应 用规范》执行
1）用红外热像仪测量，对电缆终端 接头和非直埋式中间接头进行 2） 结合运行巡视进行，试验人员每年
至少进行一次红外检测，同时加强
对电压致热型设备的检测，并记录 红外成像谱图
两端同时测量泄漏电流的接线
直流泄漏电流试验过程中出现以下现象，则表 明电缆绝缘已经出现明显缺陷：
（1）泄漏电流随加压时间的延长不应明显上升，否则 ，说明电缆接头、终端头或电缆内部已受潮；
（2）泄漏电流不应随试验电压升高而急剧上升。否则 ，说明电缆已明显老化或存在严重隐患，如电压进一步升 高，则可能导致击穿；
橡塑绝缘电力电缆线路
序 号
项目
1
主绝缘的 绝缘电阻
2
外护套绝 缘电阻
带电测试
3 外护层接 地电流
周期
新作终端 或接头后
110kV及 以上：6 年
110kV及 以上：1 年
要求
说明
大于1000MΩ
0.6/1kV电缆用1000V兆欧表； 0.6/1kV以上电缆用2500V兆欧表； 6/6kV及以上电缆可用5000V兆欧 表
S2闭合，S1合向电源侧，电缆加1kV直流电压10min； 然后将S1接地，使电缆放电；3min后打开S2，由电流表 测量反向吸收电流。
3、电位衰减法
先对电缆充电，然后打开K1让电缆自放电。 如电缆绝缘良好，则自放电很慢；如电缆绝缘品质已 经下降，则放电电压下降速度很快。
电缆试验方法对比
方法 绝缘电阻测量
已开始应用
直流分量法、直流叠加法、tan法三种方法组成的综 合在线检测仪的测量原理。
直流叠加法、直流分量法和tan测量的联合装置
交联聚乙烯电缆绝缘老化原因及表现形态
老化原因
老化形态
老化原因
电效应
运行电压、 过电压、过 负荷、直流
负荷
局部放电老化 电树枝老化 水树枝老化
化学 效应
化学腐蚀、 油浸泡
每千米绝缘电阻值不低于 1）采用500V兆欧表
0.5MΩ
2）对外护套有引出线者进行
单回路敷设电缆线路，一 般不大于电缆负荷电流值 的10%，多回路同沟敷设 用钳型电流表测量 电缆线路，应注意外护套 接地电流变化趋势，如有 异常变化应加强监测并查 找原因
橡塑绝缘电力电缆线路
序项 号目
周期
要求
说明
外
护
橡塑绝缘电力电缆线路
橡塑绝缘电缆是塑料绝缘和橡皮绝缘的总称。塑料绝 缘电缆包括：聚氯乙烯、聚乙烯和交联聚乙烯；橡皮绝缘 电缆包括：乙丙橡皮绝缘电力电缆等。
实验项目： 1、主绝缘的绝缘电阻 2、外护套绝缘电阻 3、带电测试外护层接地电流 4、外护套直流耐压试验 5、主绝缘交流耐压试验 6、局部放电测试 7、护层保护器的绝缘电阻或直流伏安特性 8、接地箱、保护箱连接接触电阻和连接位置的检查 9、红外检测