XLPE电缆绝缘老化与剩余寿命评估的试验方法
低压电缆绝缘状态检测方法及寿命评估
在 电 力 电缆的日常运行过程中，其 所 处 运 行 环 境 、承载
电流、电 压 大 小都会对其绝缘状况造成影响，随着绝缘的逐
渐 老 化 ，会对电缆的运行造成隐患，如 不 进行及时处理，会因
绝缘击穿出现接地、短 路 、断 线 及 闪 络 等 故 障 。图 1 为电缆
绝缘老化到造成击穿的过程▲意图e
收 稿 日 期 =2016-11 -30 作 者 简 介 :姚 晓 明 （1970 - ) ，男 ，福 建 漳 州 人 ，本 科 ，工 程 师 ，主要 从 事 工程项目管理与施工工作。
索 综 合 作 用 下 的 结 果 。这 一 老 化 过 程 具 有 差 异 性 强 、速度 快 等 特 点 ，极难防范。 1.2 热老化
2 电力电缆绝缘检测方法
绝 缘 作 为 电 力 电 缆 重 要 的 电 性 能 指 标 ，目前的检 测 方 法
主要有介质损耗角的测暈、泄 露 电 流 的 测 a 、绝缘电阻的测
量等方法£5
老化因素
起点
老化形态
------- - 气 隙 —
热^ 机械力<
局部放电—
环境
、、、> -----+ 气 隙 杂 质 —
— 局部放电
I t1 — -电 树 枝 老 化 一 -绝 缘 击 穿
— 水树枝老化
图 1 绝缘老化到击穿的过程示意图
1.1 电 树 枝 老 化 在 电缆的生产过程中，由 于 工 艺 等 方 面 限 制 ，在绝缘层
晶形态和分子结构的同时，也 使 得 电 缆 机 械 性 能 产 生 劣 化 ， 具 体 表 现 为 绝 缘 材 料 的 伸 长 率 、拉 伸 强 度 等 机 械 特 性 的 变 化 。热老化过程中所需要的热量主要来自电缆在运行过程 中由于电能损耗产生的热量。 1. 3 机 械 老 化
XLPE电力电缆绝缘老化分析
XLPE电力电缆绝缘老化分析摘要：本文对电缆的绝缘老化原因和主要绝缘监测技术进行分析，首先建立了气隙局放等效电路模型，在此基础上搭建电缆绝缘介质气隙放电仿真模型。
提出基于监测电缆绝缘介质局部放电信号为主的模糊综合评价法，为基于局部放电信号的电缆绝缘监测提供了理论依据。
关键词：电力电缆；绝缘老化；仿真模型1电缆绝缘老化故障及监测方法1.1绝缘材料老化基于物联网的配电线路监测系统，由前端的智能电网传感器和通常电缆绝缘劣化分为电劣化、热劣化、化学劣化、机械劣化及鼠虫害引起的劣化等。
最常见的类型是电劣化。
电劣化的主要形式有局部放电劣化和电树枝劣化。
电缆浸水是影响电缆安全运行的主要隐患。
研究表明，聚乙烯聚合物的绝缘老化需要先经过树枝老化。
1.2绝缘监测方法现有的电缆绝缘性检测方法分为离线检测试验和绝缘在线监测两种。
而离线检测多以周期预防性试验为主。
预防性实验的模式为周期巡检、定期停电实验。
离线检测方法主要包括介质损耗检测试验、直流耐压试验、局部放电试验及交流耐压试验等。
传统的电缆离线检测方法需要停电为辅，这对人们的生产、生活带来极大的困扰，难以适应当今电网全面自动化、智能化的趋势。
在线监测可以在对电缆无任何损伤情况下实现对电缆的绝缘水平评估、实时掌握电缆运行状况。
其独特的优势成为近几年来学者们热衷的话题。
国内外主流的电缆在线监测方法有直流分量法、直流叠加法、交流叠加法、介质损耗法、局部放电法、低频叠加法等依托电信号监测的方法以及温度分布测量法、电缆应力测量法等物理特征监测方法。
1.3局放在线监测方法监测局部放电信号是定量分析绝缘劣化的主要方式之一，可以判断内部是否存在缺陷，作为警告或预警信息。
还可根据信号分析电缆的老化情况，预估电缆的剩余使用寿命。
局部放电会产生的放电现象有很多种，有些诸如电流脉冲、介质损耗突然增大、电磁波辐射等电气现象，另外一些则属于非电气现象，例如光、热、噪声等。
通过这些现象完成对局部放电现象的监测。
基于理、化、电特性的110kV XLPE绝缘电缆剩余寿命的综合评估
基于理、化、电特性的110kV XLPE绝缘电缆剩余寿命的综合评估刘刚;刘斯亮;金尚儿;黄嘉盛【摘要】为了准确判断110kV交联聚乙烯绝缘电缆的老化状况,并对电缆的剩余寿命进行评估,引入逐级耐压法、热老化法及活化能法,从宏观、微观两个方面入手分析了电缆在老化过程中理、化、电特性的变化规律.结果表明,电缆运行过程中,最高运行电压环境、负载加大以及温度升高会明显降低电缆的剩余寿命,降低量约为60％～70％;同时,交联聚乙烯材料的活化能表现出整体下降的趋势.综合各试验可评估1985年投入运行的日本住友电缆、1985年投入运行的日本古河电缆、1996年投入运行的日本住友电缆的剩余寿命分别约为10年、20年、20年～30年,评估结果与预期相符,根据电缆的多项老化指标进行寿命的综合评估具有准确性与可靠性,对线路改造与电网规划有重要的指导意义.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2016(031)012【总页数】9页(P72-79,107)【关键词】110kV交联电缆;逐级耐压;热老化;活化能;寿命综合评估【作者】刘刚;刘斯亮;金尚儿;黄嘉盛【作者单位】华南理工大学电力学院广州 510640;华南理工大学电力学院广州510640;华南理工大学电力学院广州 510640;广州供电局有限公司输电所广州510310【正文语种】中文【中图分类】TM2470 引言交联聚乙烯（XLPE）绝缘电缆具有良好的电气性能和机械性能，广泛应用于电力输电网络中。
在我国，XLPE绝缘电缆大概从20世纪80年代开始投入使用，至今部分电缆已服役20多年，少部分电缆运行时间已接近30年，而电缆的设计寿命一般为30年[1]，因而需要确切了解电缆的老化状况。
由于电缆生产厂家、敷设条件以及运行环境的不同，导致电缆的老化情况不尽相同。
同时，国内针对电缆寿命的研究主要集中于某一指标，较少从多指标多角度出发对电缆寿命进行综合评估[2]，并且在电缆老化的宏观性能变化与相应的微观性能变化方面联系较少。
用于评估XLPE电缆绝缘老化状态的介电分析方法[发明专利]
![用于评估XLPE电缆绝缘老化状态的介电分析方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/c034142b974bcf84b9d528ea81c758f5f61f29fc.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810580802.2(22)申请日 2018.06.07(71)申请人 国网上海市电力公司地址 200002 上海市浦东新区中国（上海）自由贸易试验区源深路1122号申请人 西安交通大学(72)发明人 周利军 蒋晓娟 张屹 陈立荣 王承 陆俊 侯东雨 杨舒婷 周宏 徐伟 何磊 朱宇明 陆青 汤敏吉 沈斌 (74)专利代理机构 上海科盛知识产权代理有限公司 31225代理人 应小波(51)Int.Cl.G01R 31/12(2006.01)G01R 27/26(2006.01)(54)发明名称用于评估XLPE电缆绝缘老化状态的介电分析方法(57)摘要本发明涉及一种用于评估XLPE电缆绝缘老化状态的介电分析方法，包括以下步骤：步骤1、在设定温度下测量XLPE电缆绝缘的复介电常数的频谱，获得介电常数实部ε'和介电常数虚部ε”随频率的变化曲线；步骤2、对介电常数实部ε'进行数学变化后获得含有介电常数实部ε'的数学式随频率的变化曲线；步骤3、根据步骤2的变化曲线分析XLPE电缆绝缘老化状态。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：简单易行，具有一定的工程应用前景。
权利要求书1页 说明书2页 附图2页CN 108508337 A 2018.09.07C N 108508337A1.一种用于评估XLPE电缆绝缘老化状态的介电分析方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、在设定温度下测量XLPE电缆绝缘的复介电常数的频谱，获得介电常数实部ε'和介电常数虚部ε”随频率的变化曲线；步骤2、对介电常数实部ε'进行数学变化后获得含有介电常数实部ε'的数学式随频率的变化曲线；步骤3、根据步骤2的变化曲线分析XLPE电缆绝缘老化状态。
2.根据权利要求1所述的一种用于评估XLPE电缆绝缘老化状态的介电分析方法，其特征在于，所述的步骤2中的含有介电常数实部ε'的数学式为3.根据权利要求1所述的一种用于评估XLPE电缆绝缘老化状态的介电分析方法，其特征在于，所述的步骤1中的测量温度为80℃。
基于等温松弛电流法的XLPE绝缘电力电缆老化评估判据研究
基于等温松弛电流法的XLPE绝缘电力电缆老化评估判据研究高树国;朱永华;吴长顺;尹毅【摘要】XLPE绝缘电力电缆,特别是中压电缆在运行过程中可能产生水树枝等缺陷,并且进一步发展为电树枝,最终导致电缆击穿.除了常规的物理和化学评估方法以及在线监测等技术能够为电缆的状态评估和运行提供必要的判据,等温松弛电流法作为一种具有丰富物理内涵的方法也已经在国外的XLPE电缆老化状态以及寿命的评估方面发挥积极的作用.对目前国内外电缆评估的方法进行了简略的分析,着重介绍了等温松弛电流法的原理.在详细分析欧美等多个国家对等温松弛电流法老化状态评估的关键参数——老化因子A的基础上,初步研究了国产电缆在未老化的初始状态的老化因子以及热老化后的老化因子的变化.研究表明国产电缆在未老化时期老化因子就大于国外电缆的.论文初步分析了出现该现象的原因,为等温松弛电流法在我国的应用提供了必要的基础.【期刊名称】《电线电缆》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】4页(P34-37)【关键词】交联聚乙烯电力电缆;老化评估;等温松弛电流法;老化因子;判据【作者】高树国;朱永华;吴长顺;尹毅【作者单位】国网河北省电力公司电力科学研究院,河北石家庄050021;上海电缆研究所,上海200093;上海电缆研究所,上海200093;上海交通大学电子信息与电气工程学院电气工程系,上海200240【正文语种】中文【中图分类】TM247.10 引言自1960年在美国出现了交联聚乙烯(XLPE)电缆制造技术后，该技术立即传入欧洲和日本。
此后XLPE绝缘电力电缆在美国、欧洲和日本开始逐渐成熟，并逐渐向超高压电缆方向迅速发展。
我国XLPE电缆主要开始于上个世纪80年代，其中1985年长春电业局首次使用了由沈阳电缆厂制造的66 kV XLPE电缆。
到目前为止，110 kV及以下电压等级电网已全面使用XPLE电缆，仅在220 kV及以上电压等级仍保留有部分充油电缆线路。
XLPE高压电缆绝缘老化状态评估研究
Research on Assessment Method for Insulation Aging State of XLPE Cables
领 域：电气工程 研 究 生：薛程 指导教师：杜伯学 教授 企业导师：朱晓辉 高工
天津大学电气与自动化工程学院 二零一三年十二月
（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）
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Байду номын сангаас
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摘要
交联聚乙烯绝缘电缆在国内已有 40 多年的运行历史，国内外大量研究表明， 交联聚乙烯电缆绝缘老化并不是单一应力作用的结果，而是电、热、环境等多种 因素共同作用的结果。运行中的电缆绝缘的老化状况一直是电网单位关注的重 点，但目前国内外对 XLPE 电缆绝缘老化的研究大多是未投入运行的新电缆，对 已运行交联聚乙烯电缆绝缘老化机理及老化状态的研究还较少。不同老化程度 XLPE 电缆绝缘的介电及理化性能特征明显不同。因此，测量老化前后 XLPE 电 缆绝缘的电气性能、理化性能的变化，研究电缆绝缘材料各项性能与其老化之间 的对应关系，找出有效的 XLPE 电缆老化状态评估方法很有必要。
关键词： XLPE 电缆 理化性能 老化状态 宽频介电谱 氧化诱导期 交流耐压
ABSTRACT
The XLPE cable has been more than 40 years’ operation history in China. A lot of research show that the degradation of XLPE cable insulation is not the result of a single factor, but a variety of factors such as electrical stress, thermal stress and environmental effect. The operating cable insulation degradation conditions is always the focus of attention of the grid operation corporation, but at present , most studies of XLPE cable insulation degradation is new cable which is never put into operation in China and abroad, the study of performance of operating XLPE cable insulation degradation is less. The dielectric and physicochemical characteristics of XLPE cable insulation varies with its aging state obviously. Therefore, the test of the dielectric properties, physicochemical properties and power frequency breakdown characteristics of XLPE cable insulation before and after aging is necessary. The measurement of these parameters can be used as an effective method for aging state assessment of operating XLPE cable. In this paper, the research contents and achievements are as follows:
XLPE电缆绝缘老化与剩余寿命评估的试验方法
XLPE电缆绝缘老化与剩余寿命评估的试验方法喻岩珑;李晟;孙辉;岳彩鹏;吴延坤;陈广辉;姚瑾【摘要】Insulation of the cables put into operation tends to become aged due to electricity, temperature mechanics water.and many other factors therefore affecting the operation reliability and service life of the cables Currently. analyses of the status of XLPE cables' insulation and assessment of the cable's remaining life have become hot issues Relative to the qualitative analysis quantitative evaluation of the cable's remaining life ia of more practical value This paper summarized the XLPE cable insulation aging mechanisms, studied several quantitative analysis methods for the remaining life: comparative analysis of breakdown voltage dielectric loss factor method and DC leakage current method which provide reference for researchers studying the cable operation condition and its remaining.%电缆投入运行后.绝缘会受到电、热、机械、水分等因素的作用而发生老化,影响电缆的运行可靠性和使用寿命.XLPE电缆的绝缘状态与剩余寿命的评估是目前的热点问题,相对于定性的分析,对电缆剩余寿命的定量评估更有实际价值.文章总结了XLPE 电缆绝缘老化机理并调研了几种定量分析电缆剩余寿命的方法:击穿电压对比法,介质损耗因素法和直流泄漏电流法.可为从事电缆运行情况和寿命研究的技术人员提供参考.【期刊名称】《电网与清洁能源》【年(卷),期】2011(027)004【总页数】4页(P26-29)【关键词】XLPE电缆;绝缘老化;剩余寿命;树老化【作者】喻岩珑;李晟;孙辉;岳彩鹏;吴延坤;陈广辉;姚瑾【作者单位】华北电力大学,电气与电子工程学院,北京,102206;华北电力大学,电气与电子工程学院,北京,102206;华北电力大学,电气与电子工程学院,北京,102206;华北电力大学,电气与电子工程学院,北京,102206;华北电力大学,电气与电子工程学院,北京,102206;华北电力大学,电气与电子工程学院,北京,102206;宝鸡市供电局,陕西,宝鸡,721004【正文语种】中文【中图分类】TM855电力电缆是电力系统输变电的非常重要的设备，对电力负荷安全，电力可靠传输具有不可或缺的作用。
XLPE高压电缆绝缘老化状态评估研究
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1. It studied the relationship between the dielectric properties, physicochemical properties and the aging state of XLPE cable insulation. The dielectric properties, physicochemical properties will change with the influence of electrical stress, thermal stress and environmental effect, etc. The influence of electrical stress, thermal stress is the most important. The measurement of these parameters can be used as an effective method for aging state assessment of XLPE cable insulation.
XLPE电缆绝缘性能参数测量
XLPE电缆绝缘性能参数测量【摘要】交联聚乙烯绝缘电力电缆（简称XLPE电缆），通过物理或化学方法将聚乙烯进行交联而成，性能优良、工艺简单、安装方便、载流量大、耐热性好，目前在配电网、输电线中应用广泛并逐渐取代了传统的油纸绝缘电缆，于是我们针对交联聚乙烯的绝缘性能的测量进行了论述。
【关键词】交联聚乙烯电线电缆绝缘性能参数测量方法0.引言近20年来，大量引进的66—220kV级和国产的66—220kV级的XLPE电缆已广泛应用于城网送电系统中。
随着时间的推移，如今运行的66kV及以上高压的XLPE电缆，有些已逐渐进入电缆及其附件预期寿命“中年期”。
电缆系统在实际使用状况下，能够继续长时期可靠工作或因绝缘老化加速而缩减使用寿命是运行管理部门十分关注的问题。
1.XLPE电力电缆劣化机理交联聚乙烯绝缘电力电缆由线芯、半导体屏蔽层、XLPE绝缘、铠甲、护套等结构组成，在实际运行中，XLPE绝缘会由于老化造成绝缘性能劣化。
XLPE 电力电缆劣化机理包括：⑴热劣化：电缆运行温度超过材料允许温度时，材料发生氧化分解等化学反应，从而使电缆绝缘电阻和耐压性能下降；⑵电气劣化：绝缘内部气隙、绝缘和屏蔽层之间的空隙部位的电晕放电、屏蔽层上的尖状突起等引发局部放电，并产生电树枝，引起耐电强度下降；⑶水树枝劣化：有机材料在长时间受水浸渍将吸潮，在强电场作用下水分将呈树枝状侵蚀电缆，生成水树枝；⑷化学性劣化：有机材料溶胀、溶解、龟裂、化学树枝状裂化。
这些电缆的劣化都可以通过检测直流泄漏电流和交流电压下的tgδ和局部放电来判断其绝缘状况2.绝缘性能测量2.1绝缘电阻测量测量电力电缆的主绝缘电阻可以检查电缆绝缘是否老化、受潮，以及耐压试验中暴露出来的绝缘缺陷。
根据不同的机理，可以得出不同的诊断方法。
2.1.1停电诊断方法我国《规程》规定的停电诊断方法有：（1）测量电缆主绝缘绝缘电阻对 0． 6／1kV电缆用 1000V绝缘电阻表； 0.6/1kV以上电缆用2500V绝缘电阻表；其中6kV及以上电缆也可用5000V绝缘电阻表。
低压电缆绝缘状态检测方法及寿命评估
网络高等教育本科生毕业论文（设计）题目：低压电缆绝缘状态检测方法及寿命评估学习中心：内蒙古呼伦贝尔奥鹏学习中心层次：专科起点本科专业：电气工程及其自动化年级： 2013 年秋季学号：学生：指导教师：完成日期： 2015 年 6 月 1 日内容摘要由于交联聚乙烯电缆绝缘性能好,易于制造和安装方便,近年得到了迅速的发展。
随着城网改造和农网改造的实施,电力电缆的利用比重也会越来越高,如何维护使用好已有的电力设备,提高供电可靠性就显得十分必要,电缆的运行状况直接关系到电力系统的安全运行及供电的可靠性。
文首先论述了电缆的一般结构，介绍了目前电缆检测的方法及意义，分析了影响电缆绝缘性能的因数以及电缆运行的等效电路。
着重论述了电缆检测的三个主要检测手段，即绝缘电阻、泄露电流和介质损耗，对电缆性能检测的实际意义。
关键词：绝缘电阻；介质损耗；电缆寿命目录内容摘要 ........................................................................................................................... I 1 绪论 . (4)1.1 课题的背景及意义 (4)1.2 国内外发展现状 (4)1.2.1 国外低压电缆绝缘检测和老化检测发展现状 (4)1.2.2 我国低压电缆绝缘检测和老化检测发展现状 (5)1.3 本文的主要内容 (5)2 电缆故障类型及绝缘老化的原因 (7)2.1 电缆故障的类型 (7)2.1.1 接地故障 (7)2.1.2 短路故障 (7)2.1.3断线故障 (7)2.1.4闪络性故障 (7)2.2 电缆老化原因 (8)2.2.1 电气老化 (8)2.2.2 热老化 (8)2.2.3 机械老化 (8)2.2.4 水老化 (9)2.3 电缆研究现状及发展趋势 (9)3 电缆绝缘状态的检测与寿命分析 (11)3.1 绝缘电阻的测量意义 (11)3.2 绝缘电阻测量方法与分析 (11)3.3 介质损耗测量的意义 (13)3.4 介质损耗的测量与分析 (15)3.5 热老化性能概述 (16)3.6 热老化实验及数据分析 (17)4 结论 (19)参考文献 (20)附录 .......................................................................................... 错误！未定义书签。
交联聚乙烯电缆绝缘老化试验及其检测技术
交联聚乙烯电缆绝缘老化试验及其检测技术王天1，白银浩1，吕中宾1，王钎宇2，姚利娜2（1.国网河南省电力公司电力科学研究院，河南郑州450052；2.郑州大学电气工程学院，河南郑州450001）摘要：为了更好地研究交联聚乙烯（XLPE）电缆的绝缘老化特性，需在实验室条件下对其进行老化试验，本文总结了目前对XLPE电缆的绝缘老化试验及其检测技术的研究进展。
首先对交联聚乙烯电缆的常见老化类型和现象进行了介绍，阐述了目前对于水树老化和电树老化生长机理及影响因素方面的研究成果；其次介绍了在实验室条件下对XLPE电缆进行加速老化试验的方法和该试验对电缆的影响；然后对目前电缆绝缘老化的检测方法进行了简要分类，介绍了各种方法的原理、适用条件和优缺点以及各个阶段绝缘检测的特点和适用方法；此外，总结了目前对于水树老化和电树老化的抑制方法和原理；最后对电缆绝缘老化相关问题进行了探讨，展望了未来研究的发展方向。
关键词：交联聚乙烯电缆；绝缘老化；水树老化；电树枝；状态检测中图分类号：TM215文献标志码：A文章编号：1009-9239（2022）06-0006-10DOI:10.16790/ki.1009-9239.im.2022.06.002Progress in Insulation Ageing Test andDetecting Technology of XLPE CableWANG Tian1,BAI Yinhao1,LÜZhongbin1,WANG Qianyu2,YAO Lina2(1.Electric Power Research Institute of State Grid Henan Electric Power Company,Zhengzhou450052,China;2.School of Electrical Engineering,Zhengzhou University,Zhengzhou450001,China)Abstract:In order to research the insulation ageing characteristics of cross-linked polyethylene(XLPE)cables,it is necessary to perform ageing tests under laboratory conditions.In this paper,the current research progress on insulation ageing tests and detection techniques of XLPE cables was reviewed.Firstly,the common ageing types and phenomena of XLPE cables were introduced,and the current research results on the growth mechanism and influencing factors of water tree ageing and electrical tree ageing were elaborated.Secondly,the accelerated ageing test methods for XLPE cables under laboratory conditions and their effect on cables were introduced.Then,the current detection methods of cable insulation ageing were briefly classified,the principle,applicable conditions, and advantages and disadvantages of each methods and the characteristics and application method of each insulation detection stage were introduced.Finally,the problems related to cable insulation ageing and their future research directions were discussed.Key words:XLPE cable;insulation ageing;water tree ageing;electric tree branch;condition detecting0引言随着我国国民对用电需求的不断增加，电力电缆的重要性也日益提高。
浅述XLPE电力电缆试验方法及其等效性和敏感性
浅述XLPE电力电缆试验方法及其等效性和敏感性XLPE电力电缆试验方法是评估电缆性能和可靠性的重要手段。
本文将从试验方法、等效性和敏感性三个方面进行浅述。
XLPE电力电缆的试验方法主要包括导体电阻测量、绝缘电阻测量、介质损耗测量、局部放电测量和耐压试验等。
首先，导体电阻测量是通过测量电缆导体的电阻来评估其导电性能。
这个试验方法可以检测到导体接头和导体本身的接触不良或断路情况。
导体电阻测量的方法有直流电桥法、直流电流法和交流电桥法等。
其次，绝缘电阻测量是用来评估绝缘性能的重要指标。
通过测量电缆绝缘材料两端之间的电阻来判断绝缘材料的性能。
绝缘电阻测量可以检测到绝缘材料本身的缺陷和安装不良等问题。
常用的绝缘电阻测量方法有直流电阻法和交流电阻法等。
介质损耗测量是评估电缆绝缘介质耗能特性的方法。
它主要是通过测量电缆的介质损耗角正切值来判断绝缘材料的质量。
介质损耗测量可以检测到绝缘材料的老化、污秽和气泡等问题。
通常采用交流桥法或交流阻抗法等方法进行。
局部放电测量是评估电缆绝缘性能的重要手段。
通过检测电缆绝缘中的局部放电现象来判断绝缘材料的质量。
局部放电测量可以检测到绝缘材料的缺陷、安装不良和老化等问题。
常用的局部放电测量方法有互感耦合法和电容耦合法等。
最后，耐压试验是评估电缆绝缘性能和电缆整体可靠性的重要方法。
通过施加高电压来检测电缆是否能够正常工作，并判断电缆绝缘是否能够承受预定的工作电压。
常见的耐压试验方法有交流频率耐压试验和直流频率耐压试验等。
以上所述的XLPE电力电缆试验方法在评估电缆性能和可靠性方面具有一定的等效性和敏感性。
在试验过程中，这些方法能够从不同的角度评估电缆的性能，并检测到不同类型的缺陷和问题。
因此，综合运用这些试验方法可以提高电缆试验的准确性和可靠性。
但是需要注意的是，虽然这些试验方法能够较全面地评估电缆性能，但并不能完全排除电缆存在问题的可能性。
试验方法存在一定的局限性，无法检测到一些微小的故障或隐蔽的缺陷。
低压电缆绝缘状态检测方法及寿命评估
低压电缆绝缘状态检测方法及寿命评估随着我国国民经济持续快速发展，人们的生活水平大有改善。
但与此同时，对电力市场的需求也日益增加，突现出电力短缺的供需矛盾。
在城市文明化的建设过程中，人们希望营造优雅的生存环境和宽松的生活空间。
于是，地下电力电缆输配电线路逐渐取代架空线路，为整洁明快的市容市貌提供了先决条件。
城市电网电缆化程度是衡量城市电网技术经济水平的重要标志。
特别是XLPE绝缘电力电缆输送容量大、不受落差限制、运行安全可靠、使用寿命长等诸多优点已被人们普遍认识和接受。
现在,国内外广泛开展带电检测方法的研究,提出了多种方法。
实际的运行过程中发现,大部分电力电缆故障是由电缆绝缘发生劣化引起的。
引起这种电缆发生劣化的原因较多(有电劣化、热劣化、化学劣化、机械劣化甚至鼠虫害引起的劣化等),但最主要仍是电劣化。
其主要劣化形态为:①局部放电电劣化;②电树枝劣化;③水树枝劣化。
研究表明33 kV以下的固体绝缘电缆中,引起绝缘劣化的主要是水树枝劣化。
但无论哪种劣化都可能造成绝缘电阻的下降,泄漏电流的增加及介质损耗tgδ变大等现象。
使得在工作电压下交流损失电流变大,使得流过绝缘的电流中所含的直流分量增大。
因此,可以通过对电缆绝缘的在线监测来测定劣化信号,判定电缆绝缘是否能继续运行。
电缆绝缘的劣化信号一般来说极其微小,如因树枝状劣化产生的直流分量电流为nA级,最大的也只不过为μA级。
因此,国外在对高分子绝缘材料劣化的基础物理过程进行大量研究的基础上,针对劣化信号,研究并采取了相应的监测措施。
电缆绝缘在线监测的方法有很多种,如直流电流法,直流电压迭加法,交流电压迭加法,低频交流迭加法等等。
2电缆的老化机理在现场环境下，电缆的绝缘和护套等聚合物材料随着时间的推移会发生各种缓慢的、不可逆的化学变化和物理变化，这些变化就是电缆的老化过程。
从宏观上来看，表现为材料的延伸率降低，即材料的抗拉强度减弱；护套材料的硬度或抗压模量增大；材料的密度增加；电气性能改变(如介质损耗增加)。
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生命指数：
n=[ln（T2/T1）]/（[ P1-P2）lnq]
（4）
用线形回归方法来计算击穿电压，结果见表1。
表1 4组测试分别的平均击穿电压
测试项目 1 min测试旧电缆 20 min测试旧电缆 1 min测试新电缆 20 min测试新电缆
喻岩珑1，李晟1，孙辉1，岳彩鹏1，吴延坤1，陈广辉1，姚瑾2
（1．华北电力大学 电气与电子工程学院，北京 102206；2. 宝鸡市供电局，陕西 宝鸡 721004）
Test Method for Aging of XLPE Cable Insulation and Remaining Life Assessment
智能电网 Smart Grid
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喻岩珑，等：XLPE电缆绝缘老化与剩余寿命评估的试验方法
Vol.27 No.4
围，分为小于1年、1~10年、大于10年3大类[10]。目前运
行单位对是否更换电缆依据一个定义为年失效数
的参数，大于某值时就更换电缆，而不对剩余寿命做
预测。要对寿命进行预测，就必须了解绝缘材料的老
（3）
式中，T1 为每一步测试的时间（1 min）;T2为每一步测试的 时间（20 min）;P1为测试从开始到升至击穿所需要的步 数（1 min）;P2为测试从开始到升至击穿所需要的步数 （20 min）;t1为测试中最后一步持续的时间（1 min）;t2 为测试中最后一步持续的时间（20 min）。
ABSTRACT：Insulation of the cables put into operation tends to become aged due to electricity, temperature, mechanics, water, and many other factors, therefore affecting the operation reliability and service life of the cables. Currently, analyses of the status of XLPE cables’insulation and assessment of the cable’s remaining life have become hot issues. Relative to the qualitative analysis, quantitative evaluation of the cable’s remaining life is of more practical value. This paper summarized the XLPE cable insulation aging mechanisms, studied several quantitative analysis methods for the remaining life: comparative analysis of breakdown voltage, dielectric loss factor method and DC leakage current method, which provide reference for researchers studying the cable operation condition and its remaining. KEY WORDS: XLPE cable；aging of insulation；remaining life; tree aging 摘要：电缆投入运行后, 绝缘会受到电、热、机械、水分等因 素的作用而发生老化, 影响电缆的运行可靠性和使用寿命。 XLPE电缆的绝缘状态与剩余寿命的评估是目前的热点问 题，相对于定性的分析，对电缆剩余寿命的定量评估更有实 际价值。文章总结了XLPE电缆绝缘老化机理并调研了几种 定量分析电缆剩余寿命的方法：击穿电压对比法,介质损耗 因素法和直流泄漏电流法。可为从事电缆运行情况和寿命研 究的技术人员提供参考。 关键词：XLPE电缆；绝缘老化；剩余寿命;树老化
水树的形成发展理论至今总结大概有下面8种 情况：
1）在水和电场同时存在的条件下发生水树。 2）水树是由直径为数μm的水填满的空隙群所 组成的。 3）即使在比较低的电场下也能发生水树。 4）绝缘中的杂质、半导电层的缺陷、空隙等高场 强处，是引发水树的起点。 5）水 树 在 直 流 电 压 作 用 下 难 以 产 生 ，但 在 交 流 电 压 作 用 下 较 易 产 生 ，高 频 电 压 也 能 促 进 水 树 的发生。 6）在高温水中水树较易发生，而且也容易延伸。 7）水树在形成的过程中，由于放电而观察不到 脉冲现象。 8）发生水树的部位会产生机械变形。 对水树引发和发展机理作为一个统一的理论还 不成熟。水树的引发和发展不但缓慢，而且是微观 现象，统一理论还需要时间研究。 1.1.2 发生水树后电缆特性的变化 水树的发展会影响电缆的电特性： 1） 电缆的绝缘介质损耗角正切值随水树长度 的增加而增大。 2）水树引起绝缘电阻下降。 3）交流电压击穿场强随着电树长度增加而明显 下降。 随着抗水树电缆材料的研发，电缆结构的调整， 水树的影响越来越小。 1.2 电缆绝缘电树老化 水树不是导致电缆失效的直接原因，绝缘严重 水树化的电缆也可能正常运行很长时间而不击穿。 实际上，总是在水树的末端发展出电树，对于高压 和超高压电缆，电树枝是绝缘失效的决定性因素。 对于电缆绝缘来讲，其中的杂质、半导电层凸起、电 压作用下空间电荷的的积累等原因均会造成局部 电场集中，形成局部高场强而诱发电树枝。
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号：1674- 3814（2011）04- 0026- 04
电网与清洁能源 Power System and Clean Energy
中图分类号：TM855
Vol.27 No.4 Apr. 2011
文献标志码：A
XLPE电缆绝缘老化与剩余寿命评估的试验方法
电缆绝缘事故基本上都是水树和电树造成的， 下面主要介绍电缆中水树和电树的老化情况。 1.1 电缆绝缘水树老化
水树就是交联聚乙烯电缆在进水的情况下，由
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第27卷 第4期
电网与清洁能源
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于电场的作用，使绝缘体内形成树枝的现象。几乎 都是电缆在制造、运输、保管、敷设过程中水分侵入 电缆内部所致；或者由于在导体上使用以布带为基 体的半导电层，在毛刺突出处产生水树并延伸而导 致绝缘击穿。 1.1.1 水树的形成和发展
目前, 现场检测XLPE 绝缘老化还没有公认的 可在电力部门推广应用的在线检测技术及相应设 备,因此电缆绝缘老化状态的数据积累较少,缺乏判 别电缆老化的标准, 所以传统的在线检测技术尚难 以对电缆的绝缘状态及其剩余寿命进行非常确切 的推断,还需要有一个较长的数据积累过程。
2 剩余寿命评估的试验方法
电缆残余寿命预测研究,国内开展较晚,国外20 世纪60年代就开始了关于XLPE电缆绝缘弱点检出 和老化检测技术的研究,至今仍在不断发展。日本是 开展XLPE电缆绝缘老化检测技术研究较早的国家, 检测技术有非在线式和在线式。非在线式包括残留 电压、反吸收电流、直流泄漏电流、电位衰减法,残留 电荷、直流电压叠加法等。在线式包括直流成分、脉 动法,直流电压叠加法等[9]。
1.2.1 电树的引发和生长 电树枝化无论是在引发阶段还是在生长阶段都
是一种极其复杂的电腐蚀现象，是包括电荷注入—抽 出、局部放电、局部高气压、局部高温、电—机械应 力、物理变形、化学分解等在内的一个非常复杂的 综合过程；绝缘介质种类的不同、状态的不同、微观 结构的差异都增大了电树枝在引发过程中和生长 过程中的随机性[8]。 1.2.2 电树引起交联聚乙烯绝缘老化的诊断
化机理，发展有效的测试技术，下面介绍几种预测
电缆剩余寿命的试验。
2.1 击穿电压对比法
XLPE电缆的寿命方程为
Unt=C
（1）
式中，U是电缆所施加的电压，n为生命时间指数，t
为电缆寿命，C为常数。
试验用18个使用过的电缆样本（运行10年的10 kV带
消弧线圈的三相XLPE电缆），12个新的8.7/10 kV样本。
电力电缆是电力系统输变电的非常重要的设 备，对电力负荷安全，电力可靠传输具有不可或缺 的作用。40 余年的运行及研究表明,水树枝化是导 致交联聚乙烯 (XLPE) 电缆绝缘寿命缩短的主要因 素, 水树枝尖端最终长出的电树枝, 或是在电缆投 运初期由绝缘缺陷处长出的电树枝则是电缆绝缘
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实际上，绝缘老化的原因有两方面，一是电气 方面，二是化学方面。电气方面包括游离放电老化 和树老化。前者是在绝缘层和屏蔽层的空隙产生游 离放电，使绝缘受到侵蚀所造成的绝缘老化现象。 不过正常相电压下一般不会发生，只有在电缆内部 有缺陷时才会成为问题。后者树老化主要有电树、 水树两种。树老化是目前绝缘老化最主要的因素。 化学老化是由敷设环境所引起的，有一种称为硫化 的老化现象，对电缆绝缘影响最大，由于硫化物透 过护套及绝缘层与电缆的铜导体产生化学反应，生 成硫化铜和氧化铜等物质，这些物质在绝缘层的内 导侧向外呈树枝状生长，称为化学树[5-7]。
YU Yan-long1, LI Sheng1, SUN Hui1, YUE Cai-peng1, WU Yan-kun1, CHEN Guang-hui1,YAO Jin2
(1.School of Electrical & Electronic Engineering, North China Electric Power University, Beijing 102206,China； 2.Baoji Power Supply Bureau, Baoji 721004, Shaanxi Province, China)