交联聚乙烯电缆结构及其试验方法
交联聚乙烯电缆结构
交联聚乙烯电缆结构
交联聚乙烯（XLPE）电缆是一种常用于输电和配电系统中的电缆。
它由导体、绝缘层、金属屏蔽层、填充物和护套层组成。
导体是电力传输的核心部分，它通常由铜或铝制成，并根据需要采用不同的截面积。
绝缘层是将导体与其他部分隔离的部分，一般选用交联聚乙烯作为绝缘材料，其具有良好的电气特性和耐热性。
金属屏蔽层位于绝缘层外部，可以有效地防止电磁干扰和电气短路。
金属屏蔽层通常由铝箔或铜丝编织层构成。
填充物用于填充绝缘层和金属屏蔽层之间的空隙，以增强电缆的机械强度并提供更好的电气性能。
护套层是电缆的最外层，主要用于保护电缆免受外界环境的影响，如湿气、化学物质和机械损伤。
常见的护套材料有聚氯乙烯（PVC）和聚乙烯（PE）等。
交联聚乙烯电缆结构复杂，但其优点包括高温耐受性、耐电压、电气性能稳定以及长寿命等。
由于这些优势，交联聚乙烯电缆在各个领域中得到广泛应用。
110千伏交联聚乙烯绝缘电缆耐压试验的方法及优缺点比较
试论110千伏交联聚乙烯绝缘电缆耐压试验的方法及优缺点比较摘要：文章分析了110千伏交联聚乙烯绝缘电缆耐压试验采用直流耐压、0.1hz超低频耐压、工频串联谐振以及调频串联谐振耐压等方法的优缺点，并结合实例进行了论证，以供同仁参考。
关键词：110千伏交联聚乙烯绝缘电缆；耐压试验中图分类号：c33 文献标识码：a 文章编号：作者介绍：林志鹏（1984—），男，广东汕头人，现在广东电网公司汕头供电局从事高压试验工作。
一、前言近年来，随着我国电力网的不断更新改造，交联聚乙烯绝缘电缆具有电性能高、输送容量大、质量轻、运行维护方便等优点成为高压电缆发展的主要方向。
目前，虽然高压电缆在制造厂内部都经过了严格的试验，但在运输、安装过程中有可能对电缆及其附件造成损伤或安装不正确，因此，必须对新安装的电缆进行严格的交接试验。
文章分析了110千伏交联聚乙烯绝缘电缆耐压试验采用直流耐压、0.1hz超低频耐压、工频串联谐振以及调频串联谐振耐压等方法的优缺点，并结合实例进行了论证，以供同仁参考。
二、交联电缆直流耐压试验的缺点高电压试验技术的一个通用原则：试品上所施加的试验电压场强必须模拟高压电器的运行工况。
高电压试验得出的通过或不通过的结论要代表高压电器中的薄弱点是否对今后的运行带来危害。
这就意味着试验中的故障机理应与电器运行中的机理有相同的物理过程。
按照此原则，交联电缆进行直流耐压试验的问题主要表现在以下几个方面:观点一：认为xlpe交联聚乙烯电缆结构具有存储积累单极性残余电荷的能力，当在直流试验后，如不能有效的释放掉直流残余电荷，投运后在直流残余电荷加上交流电压峰值将可能致使电缆发生击穿。
观点二：交联聚乙烯电缆的直流耐压试验中，由于空间电荷效应，绝缘中的实际电场强度可比电缆绝缘的工作电场强度高达11倍。
交联聚乙烯绝缘电缆即使通过了直流试验不发生击穿，也会引起绝缘的严重损伤。
观点三：由于施加的直流电压场强分布与运行的交流电压场强分布不同。
交联聚乙烯 交联度测定
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
交联聚乙烯电缆绝缘中局部放电测试方法
交联聚乙烯电缆绝缘中局部放电测试方法交联聚乙烯电缆绝缘中局部放电测试方法是电气工程领域中最基础、最重要的一个测试方法之一。
这种方法可以对电缆绝缘中可能存在的缺陷进行检测，保证电缆质量和电力系统的稳定性。
本文将从以下几个方面进行介绍：交联聚乙烯电缆绝缘的特点、局部放电的定义、交联聚乙烯电缆绝缘中局部放电测试的原理、测试的方法及步骤、测试结果的分析以及未来的展望。
一、交联聚乙烯电缆绝缘的特点交联聚乙烯电缆绝缘是一种高分子材料，相比于其他绝缘材料，其具有以下特点：1. 交联聚乙烯电缆绝缘具有较高的绝缘强度和耐高电压能力，可以承受电压的冲击和耐受高电场强度；2. 交联聚乙烯电缆绝缘具有良好的机械性能，例如硬度、韧性、耐磨性等，可以减少电缆运输和安装中的损伤；3. 交联聚乙烯电缆绝缘具有优异的耐热性能、耐水性能、耐腐蚀性能等特点，可以适应各种恶劣环境条件下的应用。
二、局部放电的定义局部放电是电气设备中常见的一种故障形态，是由局部缺陷或局部不均匀电场引起的放电现象。
一般来讲，局部放电分为内放电和外放电两种类型，前者是指在电介质内部发生的放电，后者是指在电介质表面或近表面发生的放电。
在交联聚乙烯电缆中，局部放电可能会由于以下原因引起：1. 气泡、裂纹、异物等缺陷导致的局部电场变化；2. 电缆接头安装不当导致的局部放电；3. 电缆在长期使用过程中发生老化、损伤等因素引发的局部放电。
局部放电产生的电流和放电量很小，但随着放电的不断进行，会导致电缆绝缘损坏，最终引起电缆故障。
三、交联聚乙烯电缆绝缘中局部放电测试的原理局部放电测试的原理是通过在电缆绝缘中施加高电压，通过探测器探测出在电缆绝缘中发生的局部放电信号。
测试时定位到放电信号的位置，根据不同的放电类型，可以判断出电缆绝缘中可能存在的缺陷情况。
交联聚乙烯电缆绝缘中局部放电测试的原理是在一个高压测试仪的作用下，施加一定的正弦波电压，使电缆绝缘中存在的缺陷区域形成足够的电场强度，产生局部放电，利用分布式光纤传感技术对电缆绝缘内产生的局部放电信号进行监测和分析。
110kV交联聚乙烯电缆现场交流耐压试验
工频谐振法 的原理是利用 电容器组与被试 品并 联 ，再 与 调感 式 电抗 器 串联 构 成谐 振 电路 ，通 过 调 感 来调 谐 ，使得 试 验 频率 达 到 工频 。 电缆作 工 频 耐 压显然最符合其实际运行工况，但 由于高电压 、长 距离的交联聚乙烯 电缆的电容量很大，而调感式 电
抗器 其 负荷 调谐 范 围很 小 ，从 而使 得 工频 谐 振 法 无
法进行高电压、长距离的交联聚乙烯 电缆的耐压试
验。 ．
２ １ ２ 超 低频 （ ．Ｈ ）法 ．． ０ １ｚ
超 低频 （．Ｈ ）法 由于 其频 率很 低 ，对 电缆 的 ０ １ｚ 充 电 电流 小 ， 能 够 降低 试 验 设 备 的 容 量 。超 低 频 （．Ｈ ）法 的局 限性 在 于 目前 研制 出的试 验设 备 最 ０ １ｚ 高输出电压只有 ７ ￣８ ｋ 峰值 ） ０ ０Ｖ（ ，因此仅能满足 ３ Ｖ及 以下 的交 联聚 乙烯 电缆 的耐压 要 求 。同时 国 ５ ｋ 际大 电网会议 （ ＩＲ ）２ ９ 工作组 的研 究表 明 ， ＣＧ Ｅ 卜０ 交 联聚 乙烯 电缆在超 低 频 （．Ｈ ）法耐 压 时的击 穿 ０ １ｚ
回路和变频 调压回路组成 ，其工作原理是：用 电抗 器和被试电缆组成高压 串联谐振的主回路，由变频 器 调 节励 磁 变 压 器 的 电压频 率使 得主 回 路达 到谐 振 状态，最后调节调压器 电压使被试 电缆达到耐压值。
随着 电力电子技 术酌发展，大功率的变频试验设备
已经 出现 ， 目前 国外先 进 的设备 可作 ５ ０Ｖ及 以下 ０ｋ
交联聚乙烯绝缘电缆交联工艺介绍及应用
交联聚乙烯绝缘电缆交联工艺介绍及应用交联聚乙烯绝缘电缆是一种高压电力电缆，具有较高的耐热性、耐电压、耐电化学腐蚀性和机械强度。
它广泛应用于各个领域，如城市供电网络、石油化工、冶金、煤炭等领域，以满足生产和生活的需要。
在这篇论文中，我们将介绍交联聚乙烯绝缘电缆的交联工艺及应用。
交联聚乙烯绝缘电缆交联工艺交联聚乙烯绝缘电缆的交联工艺是将聚乙烯绝缘层加热至一定温度，使其发生化学反应并产生交联，从而使聚乙烯形成三维网络结构，提高其性能。
通常交联方法有两种：1.辐照交联：在实验室或生产现场中采用电子或γ射线进行辐照交联。
该方法交联速度快，但需要较高的能量和投资成本。
2.热交联：将电缆在一定的温度下加热，使其自身产生化学反应，从而进行交联。
该方法简单、省时省力，且在许多现场应用中具有广泛的适用性。
目前，在电缆行业中，热交联更为普遍使用。
它通常分为两种：1.潜沸法：将绝缘层的温度加热至170-180℃，然后浸泡在高压水中，使水液化，进而产生蒸汽，根据蒸汽逐渐递进的原理，使聚乙烯绝缘层进行交联。
与辐照交联相比，交联产生的能量较小，但需要使用大量水资源。
2.干燥热交联：将绝缘层在特殊的热空气中进行干燥，使其发生化学交联反应。
此方法用于大批量生产，在交联过程中产生的烟尘易于处理，但生产过程中会有一定的空气污染。
应用交联聚乙烯绝缘电缆是目前电缆行业中应用较为广泛的一种高压电力电缆，主要用于输电、变电站及工厂等场合。
交联聚乙烯绝缘电缆的优点：1. 耐热性优良：能承受高温、高湿、高海拔及强辐射等特殊环境；2. 耐电压高：在高电压下仍能保持稳定的功能性能；3. 机械强度高：具有较好的抗拉、抗压、抗弯曲和抗振动的性能特点；4. 耐电化学腐蚀性能良好：在很多强腐蚀介质和化学试剂等物质中仍能很好地保持电缆性能。
以上优点使其在石油化工、冶金、煤炭等行业具有广泛应用。
结论交联聚乙烯绝缘电缆是一种高质量、高性能的电缆，具有较强的耐用性和经济性。
110kv交联聚乙烯绝缘电缆的基本结构
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交联聚乙烯绝缘电缆(XLPE)的试验技术分析研究
交联聚乙烯绝缘电缆(XLPE)的试验技术分析研究摘要:文章针对橡塑电缆,对交联聚乙烯绝缘电缆(XLPE)在试验过程中存在的问题及解决办法进行探讨。
为有效诊断电缆老化与局部缺陷,全面掌握电缆的绝缘性能状况提出建议。
基于此,对目前通用的试验方法进行了对比,凸显了低频耐压的优势。
关键词:超低频(VLF);交联聚乙烯;绝缘电缆1引言随着城市电网电缆化率的不断提高,对电缆线路的交接试验、预防性试验及缺陷诊断提出了更高要求。
而在电缆的使用中,橡塑电缆尤其是交联聚乙烯绝缘电缆(XLPE)使用更为广泛,已逐步取代了油纸电缆。
根据多年来国内外电缆试验经验证明,采用直流耐压试验检测油浸纸绝缘电缆绝缘缺陷比较有效,但对于目前普遍使用的橡塑绝缘电缆(XLPE,EPR,PVC,PE)绝缘检测有效性不高,而且具有较强破坏性,会加速绝缘老化,缩短电缆使用寿命。
国家最新颁布的电气设备预防性试验相关规程已经明文规定不再使用直流高压对电气设备进行耐压试验,推荐使用交流耐压。
鉴于此,国外相继研究开发了谐振电压试验、振荡波电压试验、工频电压和0.1 Hz超低频试验方法。
经过对大量的电缆运行和试验数据反复分析对比,这些试验方法能较好解决XLPE电缆试验的上述问题,同时也适用于油纸电缆,正逐步取代直流耐压试验,成为XLPE绝缘电缆试验的发展趋势和方向。
上述方法中,前三种方法由于设备容量大、接线复杂,一般用于高压(超高压)电缆试验中,而0.1 Hz 超低频试验技术系统的设计由一个便携的、成套式装置提供高压正弦波输出,这样既能对电缆绝缘老化程度进行科学诊断,又能检测电缆存在的局部缺陷,更具优越性。
该技术在国外,特别是欧洲一些国家已研究近三十年时间,发展较为成熟,是目前中低压(35 kV及以下)XLPE绝缘电缆试验的主要手段,目前已在国际上和国内一些一线城市被广泛采用。
同时,0.1 Hz超低频试验技术标准已列入部分国际国内电气试验标准中,如:美国电子与电气工程师协会的IEEE标准、德国电气技术委员会(DKE)制定的交联聚乙烯电缆0.1 Hz耐压试验标准、华北电力集团公司的电缆试验标准、武汉高压研究所编制的《35 kV 及以下交联聚乙烯绝缘电力电缆超低频(0.1 Hz)耐压试验规范》、电力行业标准《超低频高压发生器通用技术条件DL/T849.4-2004》等。
交联聚乙烯电缆的耐压试验
的绝 缘 在 直 流 耐 压 试 验 中被 击 穿 。 此 ． 流耐 压 试 验 是 检 验 电 因 直 ３ 变 频 谐 振 耐 压 试 验 、
缆耐压强度 、 发现 纸 绝 缘 介 质受 潮 、 械 损 伤 等 局 部 缺 陷 的有 效 机
手段 。 三 、 流 耐压 试 验 对 交联 聚 乙 烯 绝 缘 电缆 的 局 限 性 直
变 频 谐 振 试 验 系 统 不 但 能 满 足 高 压 交 联 聚 乙 烯 电缆 的 耐压 要 求 ． 且 具 有 重 量 轻 、 移 动 性好 的优 点 ， 宜 现 场 试 验 。 装 而 可 适 该
有 局 限性 。介 绍 了 ０１ ｚ 低 频 电 压 、 荡 电 压 、 ．Ｈ 超 振 变频 谐 振 耐 压 几种 交 流 耐 压 试 验 方 法 。 【 键 词 】 交联 聚 乙烯 电缆 耐 压 试 验 关 ：
一
、
概 述
直 流 耐 压 试 验 模 拟 交 联 聚 乙 烯 绝缘 电 缆 的 运 行 场 强 状 态 不
来 的运 行 和 研 究 证 明 ．交 联 电缆 的绝 缘 材 料 在 运 行 中 易 产 生 树 绝缘 的 状 况 以及 发现 绝 缘 中 的 缺 陷 。 因此 ， 内外 权 威 机 构 大力 国
取代 现行 的直 流 耐 压试 验 。 枝 性 放 电 ． 成 绝 缘 老 化 、 伤 ， 至 影 响 其 使 用 。 因此 ， 分 认 推 荐 交 联 聚 乙烯 电缆 交 流 耐 压试 验 ． 造 损 甚 充 识 交 联 电缆 的 绝 缘 特 性 ．及 时 有 效 地 发 现 和 预 防 绝 缘 中 存 在 的 １ 振 荡 电 压 脉 冲 、 按 照 有 无 极 性 变 换 的 电 路 变 形 ．这 种 电 压 波 形 因 其 随时 问 缺 陷． 对保 障设 备 乃 至 系统 的 安全 运 行 具 有 十分 重 要 的 意义 。 的 变 化 避 免 了空 间 电荷 效 应 。此 外 ， 用 这 种 电压 波 形 ， 现 场 采 在 二 、 流 耐压 试 验 的应 用 直 传 统 的 电 力 电缆 预 防 性 试 验 项 目主 要 有 绝 缘 电 阻试 验 、 直 可 用 相 对 比较 简 单 的方 法 产 生 很 高 的 试 验 电平 。 流 耐 压试 验 及 泄漏 电 流试 验 。 其 中 测 量 绝 缘 电 阻 主要 是 检 验 电 ２ ０ １ ｚ 低 频 电 ．采 用 传 统 的工 频 试 验 变 压 器 很 笨 缆 绝 缘 是 否 老 化 、 潮 以及 耐 压 试 验 中暴 露 的绝 缘 缺 陷 。 流 耐 受 直
交联聚乙烯绝缘电力电缆的耐压试验
下发 生击 穿故 障 。而单 纯 的水树 枝在 交流 工作 电
压 下还 能保 持相 当的耐压 值 ， 并能持 续一段 时问 。 因此交联 电缆产 生的树枝化 放 电， 其 结果将直 接影 响到 电缆 的绝缘 水平 。
电场 强 度 高很 多倍 。交 联聚 乙烯 绝缘 电缆 即使 通
制造有 质 量瑕疵 也会 造成 绝缘 水平 下 降。 ２ ． ３ 绝 缘老 化和 变质
式 电缆相 比， 交联聚 乙烯绝缘 电力 电缆具有 高机械
强度 、 耐环境 应力好 、 重量轻 、 结构简 单 、 使用 方便 、
电气 性 能好和 耐化 学腐 蚀等 特 点 。 但 长期 以来 ， 在 交 联 电缆试 验手 段上 仍 一直 沿用 油浸 式 电缆所 采 用 的直 流耐 压试 验 。直流 耐 压试 验在 油浸 式 电缆 虽有 不错 的效 果 ，但 现在 很 多机 构在 研究 后 都表 明， 直 流耐压试 验对 交联聚 乙烯 电缆 绝缘有不 同程
度 的损伤 ， 这 是因为 交联聚 乙烯 电缆 在直流 耐压试 验 中， 绝缘 中的实际 电场强度 可 比电缆绝缘 的工作
交联 电缆过 负荷运行 或超 时限使 用 ， 内部 易产 生树枝 化放 电现 象 ， 一 旦产 生水树 枝 ， 在直 流 耐压 试验 的直 流 电压 下即会迅速 转变 为电树枝 ， 形 成放
检 查绝 缘状 况 、 发现局 部缺 陷的有效 方法 。 但 多年 来许 多机构 的试验和 运行表 明 ， 直流 耐压试验不 能 有效 地发现 交联 电缆 中 的绝缘 缺 陷， 且通 过直流 耐 压试 验 的交 联绝 缘 电缆及 附件 在投 入运 行后 有击
27. 5KV交联聚乙烯电缆终端头制作与试验技术
27. 5KV交联聚乙烯电缆终端头制作与试验技术摘要:27.5kV交联聚乙烯电缆作为我国牵引供电系统的专用电缆,它与我国电力系统广泛使用的35kV电缆不同,具有一定的独特性。
为让27.5KV交联聚乙烯电缆施工技术得到提升,本文对27．5kV交联聚乙烯电缆头制作与试验过程进行了详细的阐述。
关键词:电缆终端制作试验随着我国电缆和冷缩头技术的发展研究,27.5kV专用电缆具有很高的可靠性,并在客运专线和高速铁路建设中被广泛采用。
根据牵引供电系统运营维护统计,供电系统故障率约占牵引供电系统整个故障的13%,属于牵引供电系统故障易发部位,直接影响了电气化铁路的安全运营和牵引供电系统整体的可靠性。
本文主要对牵引供电系统27.5kv交联聚乙烯绝缘电缆头制作和试验工艺进行探讨,以期可靠施工质量,来保证安全、可靠地运营。
1 电缆终端头制作电缆终端应满足以下条件:(1)适用于27.5kV单芯XLPE带铠装、铜丝屏蔽电缆,截面240mm2,并采用金属铠装和金属屏蔽分开接地的双接地方式。
(2)工作条件应满足使用环境条件。
(3)电缆终端应用特种硅橡胶制作,内设计应有应力锥,以解决电缆终端的外屏蔽切断处电场集中问题。
(4)应力控制部件与电缆半导电屏蔽层的搭接长度应满足55mm,以保证电缆运行过程中,绝缘发生最大收缩时,不会出现电缆绝缘屏蔽层与应力控制部件脱离现象。
电缆终端制作时,环境要保持清洁、无尘;相对湿度不应超过75%,环境温度应高于5℃。
安装过程应在水平场地进行,完成后再竖直固定;终端的制作须由接受过培训、有一定操作经验的人员来进行。
制作方法如下。
(1)安装前检查电缆终端是否受伤、进水等;为确保电缆完好无进水现象,应切除电缆头部500mm,并对电缆终端部位(距离电缆端部1米的范围内)进行校直。
(2)电缆校直后,将距电缆端部1米部位进行固定;并按图1尺寸进行剥切。
剥切时,不要损伤屏蔽铜丝,各环切断口与电缆铜芯垂直,断口不能有毛刺和尖端凸起。
交联聚乙烯热收缩试验方法
交联聚乙烯(XLPE)热收缩材料是一种高分子材料，经过化学或物理交联处理形成立体网络结构，在加热后能够在一定程度上收缩以适应被包裹物体的外形。
这种材料通常被用于电缆接头、终端的绝缘和保护。
测试方法主要用以验证材料的热收缩性能和其他相关性能。
以下是一些基本的试验方法：1. **尺寸变化测试**：普通要求下，交联聚乙烯热收缩材料在自由状态下释放其内部应力，通过测量加热前后的尺寸变化率来确定收缩性能。
测试前后的尺寸测量通常使用卡尺或其他合适的测量工具。
2. **垂直收缩率测试**：为了测试热收缩管在热力作用下的垂直方向收缩率，在一定温度下（通常是材料收缩的温度或该材料推荐的收缩温度）对热收缩样品进行加热一定时间，然后测量垂直方向上的收缩率。
3. **纵向收缩率测试**：测量材料在加热后沿着长度方向的收缩情况，通常也是在推荐的加热温度下进行，记录收缩前后的长度变化，计算纵向收缩率。
4. **物理机械性能测试**：测量材料的抗拉强度、断裂伸长率等。
这些测试通常使用万能材料试验机进行，提前将热收缩样品切割成规定大小和形状，按照标准方法进行拉伸测试。
5. **老化后的热收缩性能**：检验材料在人工老化（如暴露于高温、紫外线或化学腐蚀环境）后的热收缩性能的变化。
样品先进行预定的老化处理，然后进行热收缩测试，以验证老化对性能的影响。
6. **热恢复力测试**：用于评估热收缩材料恢复原有形状的能力。
在测试中，样品会被加热使其收缩，然后在收缩后的状态下进行加负载处理，再热处理至恢复状态，对比恢复前后的尺寸变化。
这些测试通常需要遵循特定的国际标准或行业标准，例如ISO (国际标准化组织) 和ASTM (美国材料与试验协会) 提供的标准。
对于电力行业特有的应用，还有专门的标准，如IEEE（电气和电子工程师协会）标准，用于电缆接头和终端产品。
在进行任何测试时都需要确保测试条件的准确性，而且必要的预处理和后期处理不可以忽略，以确保测试的有效性和可重复性。
交联聚乙烯电力电缆耐压试验方法分析
（） １ 由于机械应力 的破坏 使交联聚 乙烯绝缘产生 应变造 成气隙和裂纹 ， 引发电树枝放 电。 （） ２ 气隙放电造成电树枝的发展。现代的生产工 艺尽管可
以消除交联 电缆生产线 中某些宏观的气隙 ， 但仍有 １ ０ —１ ｍ
或少量 的 ２ ０—３ ｍ的气隙形成 的微观多孔结构。多孔结构 Ｏ
成树枝状物。水树枝 的特点是 引发树枝 的空隙含有水分 ， 且在
较低的场强下发生 。一般认为 ， 水树枝 的发展过程有 以下几种 形式 ：
乙醇 等 ， 他们具有相对小的绝缘 电阻系数 ， 且在绝缘层径 向的
分布不均 ， 因此在直流 电压作用下 ， 交联聚 乙烯 电缆绝缘层 中
运动 ， 若绝缘 中含有带水分的杂质 ， 这些杂 质会 向导 电线 芯附
但是 ， 近年来 的运行和研究表 明 ， 交联聚 乙烯电缆的绝缘
在运行 中易产生树枝化放电 ， 造成绝缘 老化破坏 ， 严重地影响
近的高电场区聚集 。这一区域的温度相对偏高 ， 水分因此而膨
胀， 形成较大 的压力 ， 使间隙扩大 ， 引起水树枝 的扩大和发展。 电树枝往 往在绝缘 内部产生细微 开裂 ， 形成细小的通道 ， 并在放电通道 的管壁上产生放电后 的碳化颗粒 。水树枝的产 生， 将会使介质损耗增加， 绝缘电阻和击穿电压下 降。 因此 ， 电缆 中的电树枝和水树枝对电缆的电气性能将会带来严重的隐患。
了交联聚乙烯绝缘电力 电缆的使用寿命。因此 ， 充分认识交联
电缆的绝缘特性 ，及时有效地发现和预防绝缘 中存在的某些 缺陷 ， 对保障设备乃至系统 的安全运行具有十分重要 的意义。 预 防性 试 验 是 判 断 电缆 能 否 投 入 运 纯 的重 要 措 施 。 交 联 聚 乙 烯电力电缆耐压试验有 以下几种试验 ： 流耐压试验 、 直 工频 、
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。
浅谈交联聚乙烯电缆的试验方法
浅谈交联聚乙烯电缆的试验方法随着国民经济的发展以及城网供电电压等级的升高，交联聚乙烯电缆（XLPE）以其合理的结构、工艺以及优良的电气性能等优点，在国内外被越来越广泛使用。
与充油电缆相比，交联聚乙烯电缆安全方便，运行维护简单，不存在油的流淌等问题。
但是，近年来的运行和研究证明，交联电缆的绝缘材料在运行中易产生树枝性放电，造成绝缘老化、损伤，甚至影响其使用。
因此，充分认识交联电缆的绝缘特性，及时有效地发现和预防绝缘中存在的缺陷，对保障设备乃至系统的安全运行具有十分重要的意义。
一、电缆试验：为了保证电缆安全可靠运行，有关国标对电缆的各种试验做了明确的规定。
主要试验项目包括：测量绝缘电阻、直流耐压和泄漏电流。
其中测量绝缘电阻主要是检验电缆绝缘是否老化、受潮以及耐压试验中暴露的绝缘缺陷。
直流耐压和泄漏电流试验是同步进行的，其目的是发现绝缘中的缺陷。
但是，近年来国内外的试验和运行经验证明：直流耐压试验不能有效地发现交联电缆中的绝缘缺陷，甚至造成电缆的绝缘隐患。
因此，国内外有关部门广泛推荐采用交流耐压取代传统的直流耐压。
研究表明，直流耐压试验对绝缘的影响主要表现在：电缆的局部绝缘气隙部位由于游离产生的电荷在此形成电荷积累，降低局部电场强度，使这些缺陷难以发现；试验电压往往偏高，绝缘承受的电场强度较高，这种高电压对绝缘是一种损伤，使原本良好的绝缘产生缺陷，而且，定期性的预防性试验使电缆多次受到高压作用，对绝缘的影响形成积累效应；试验时，其电场分布是按体积电阻分配的，与运行工况下的电场分布不同，不能准确反映运行时的绝缘状况；交联电缆绝缘层易产生电树枝和水树枝，在直流电压下易造成电树枝放电，加速绝缘老化。
而交流耐压试验由于试验状况接近电缆的运行工况，耐压电压值较低，而且，耐压时间适当加长，更能反映电缆绝缘的状况以及发现绝缘中的缺陷。
因此，国内外权威机构大力推荐XLPE 电缆交流耐压试验。
二、交流耐压试验方法：1．试验标准根据IEC推荐的XLPE电缆交流耐压试验标准，国外现行的标准包括：标准一：试验电压为1.7倍U0（额定相电压），耐压时间为5min。
浅谈交联聚乙烯(XLPE)电缆的现场耐压试验方法
浅谈交联聚乙烯（XLPE）电缆的现场耐压试验方法摘要：本文详细介绍了电缆线路的耐压试验方法及具体实施，重点讨论了大容量长电缆的耐压试验方法，对于现场试验具有一定的指导和借鉴意义。
关键词：高压电力电缆;主绝缘;试验技术;有效性前言近年来，随着城市不断发展，各变电站间经济实用的架空线路走廊也不断减少，高压电力电缆随之出现。
为保证设备正常运行，需要对新安装的高压电力电缆进行试验，根据国标交接试验规程，需要对高压电力电缆进行主绝缘试验。
通过运行和研究的例子分析，部分高压电力电缆的主绝缘仅用直流耐压试验方法进行检测，投运后不久便发生电缆击穿事故。
而交联聚乙烯电缆的绝缘层，在直流电压下易发生树枝化放电，进而令绝缘加速老化。
因此，为保障设备乃至系统的安全运行，需要高试技术人员充分认识高压电力电缆的绝缘特性，通过不断试验总结分析，选择有效的耐压试验方法，以提前发现或预防高压电缆的绝缘缺陷。
1.耐压试验方法的选择。
目前己有高压电力电缆主绝缘试验的技术方法中，将最常用直流耐压和交流耐压两种方法进行对比。
1.1 直流耐压试验法（1）对高压电力电缆进行直流耐压试验，是传统的方法。
实践证明，这种方法非常适合油纸绝缘的电缆，但是，对于高电压等级的橡塑绝缘电缆，却是低效而且有害的。
（2）对高压电力电缆进行直流耐压试验过程中，施加在电力电缆上的电压是按照电阻率分布的，不能反映电缆在交流耐压下电压按介电常数分布的实际工况，因此这种方法，对检验出高压电力电缆在交流电压作用下的绝缘缺陷，不是非常有效。
（3）对高压电力电缆进行直流耐压试验后，在电缆内部将集起空间电荷，电缆投入运行时，其残留的直流电荷会在交流电压峰值上产生叠加，令电缆某一时刻的运行电压大于其额定电压，会造成电缆的老化，并且有可能导致绝缘降低而击穿。
（4）电缆内部，某些绝缘弱点的部位均可能产生局部放电，持续的局部放电对绝缘是非常有害的。
直流电压可使电缆内部的局部放电大为减弱，不利于检出绝缘缺陷。
交联聚乙烯电缆结构及其试验方法
交联聚乙烯电缆结构及其试验方法1.导体：通常采用铜或铝作为导体。
导体的主要功能是将电能传输到电缆的各个部分。
2.绝缘层：绝缘层是将导体与金属屏蔽层和护套层隔离的层。
通常采用交联聚乙烯作为绝缘材料，具有良好的电绝缘性能和耐热性能。
3.金属屏蔽层：金属屏蔽层主要用于屏蔽电缆内部的电磁干扰，防止电缆受到外部干扰影响。
常见的金属屏蔽材料包括铜带或铝带。
4.护套层：护套层用于保护电缆的绝缘层和金属屏蔽层。
通常采用聚氯乙烯（PVC）或刚性聚氯乙烯（PVC）作为护套材料。
在生产交联聚乙烯电缆时，常用的试验方法有以下几种。
1.绝缘电阻试验：该试验方法用于检测电缆的绝缘层是否符合要求。
其原理是将一定的直流电压施加在电缆的两端，通过测量电缆两端的电阻值来判断绝缘层的质量。
2.交流电阻试验：该试验方法用于检测电缆在交流电压下的电阻值。
通过该试验可以判断电缆的导体和绝缘层是否存在故障或缺陷。
3.局部放电试验：局部放电试验用于检测电缆的绝缘结构是否存在局部缺陷。
该试验通过施加高压电场和测量局部放电信号来评估电缆的绝缘质量。
4.耐压试验：该试验方法用于检测电缆在一定的电压下是否能够长时间正常运行。
通过在电缆两端施加高电压，并保持一定时间来评估电缆的耐压能力。
5.耐热试验：耐热试验用于检测交联聚乙烯电缆在高温环境下的性能。
通过暴露电缆样品在高温条件下，并观察电缆的物理性质和电性能的变化来评估电缆的耐热能力。
总结而言，交联聚乙烯电缆是一种重要的电力电缆，其结构由导体、绝缘层、金属屏蔽层和护套层组成。
常用的试验方法包括绝缘电阻试验、交流电阻试验、局部放电试验、耐压试验和耐热试验。
这些试验方法可以评估交联聚乙烯电缆的质量和性能，确保电缆的安全可靠运行。
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5000 V L G E
外护套绝缘电阻测试
电缆埋入地下后， 可对外护套绝缘电阻 进行测试。测量电压 通常采用500V，当绝 缘电阻低0.5MΩ /km 时，应用万用表正、 反接线进行测量，当 两次测得的阻值相差 较大时，表明外护套 已破损受潮。
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500 V L G E
直流耐压和泄漏电流试验
µA
由于交联聚乙烯电缆材质、结构的特点，所以尽管在正式颁布的 标准中要求在交接试验中做直流耐压，但实际上有不少人 认为对交联聚乙烯绝缘电缆不宜采用直流耐压试验， 其基本观点是： 1、直流电压试验过程中在交联聚乙烯绝缘电缆及附件 中会形成空间电荷，对绝缘有积累效应，加速绝缘老化， 缩短使用寿命。 2、直流电压下绝缘电场分布与实际运行电压不同，前者
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直流耐压和泄漏电流试验
PA1
µA
I1
A
B
C
PA2
µA
I2 A
B
C
U~
现场工作时，可 以采用左图所示的 接线方式进行试验。 这时电源端采取 屏蔽将表面和空间 的杂散泄漏电流排 除，另一端的杂散 泄漏电流I2流经微 安表PA2。于是， 试品的泄漏电流IX 可由微安表PA1的 读数I1减去I2而得
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直流耐压试验存在的问题
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试验步骤
1）对被试电缆充分放电，按照原理图进行试验接线，调试好设 备。试验场地四周装设围栏，悬挂“止步，高压危险！”标示牌。 2）测量被试电缆的绝缘电阻，确认绝缘电阻合格。 3）将试验引线接上被试电缆终端接头。 4）检查试验回路所有接线，检查测量仪表，准备开始试验。 5）合上试验电源，调整变频电源的频率，将试验回路调至谐振， 此时调压旋钮置于初始位置。 6）将输出电压逐渐升至试验电压，保持试验电压5min，然后快 速降压至零，断开试验电源，高压端挂接地线。 7）复测被试电缆的绝缘电阻。 8）试验过程中如发生闪络、击穿或异常情况，应立即暂停试验。 检查被试电缆及试验设备是否损坏，如有损坏须立即检修。 9）试验中无异常现象发生，复测绝缘电阻与试验前无明显变化， 则被试电缆通过交流耐压试验。
*
*
按电阻率分布而后者按介电常数分布，因此，直流试验合格的交
联聚乙电缆，投入运行后，在正常工作电压的作用下也会发生绝 缘事故。
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交流耐压试验
电 抗 器
电 容 分 压 器
380V
变 频 柜
测量装置
控制台
kV
多年以来，由于人们认识水平 和试验设备的原因，橡塑电缆在现 场以直流耐压试验或0.1Hz频率耐 压试验代替交流耐压试验，经过多 年实践发现上述两种方法都存在很 多问题，无法对橡塑电缆的绝缘优 劣起到有效地检验作用。 根据IEC最新标准规定，频率 在20Hz~300Hz之间的交流耐压与 工频50Hz下的交流耐压基本可以等 效，因此110kV及以上的橡塑电缆 目前普遍采用20Hz~300Hz的变频 串联谐振试验装置进行交流耐压试 验。 220kV及以上：试验电压为 1.36倍U0；110kV/66kV：试验电 压为1.60倍U0，时间为5分钟。
交联聚乙烯电缆结构 及其试验方法
•——ICEAGESKY
2013-03-15
主要内容
交联聚乙烯电缆结构
PVC/PE外护套 金属铠装 铜屏蔽层 外半导体层
交联聚乙烯绝缘层
内半导体层 导体
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主绝缘电阻测试
从电缆的绝缘电阻的数值可初 步判断电缆绝缘是否受潮、老化， 并可检查由耐压试验检出的缺陷的 性质，所以，耐压试验前后均应测 量绝缘电阻。 0.6/1kV电缆试验电压采用 1000V； 0.6/1kV以上电缆试验电压采 用2500V； 6/6kV以上电缆试验电压采用 5000V 良好电缆的绝缘电阻值通常很 高，试验数据与出厂值比较应无明 显变化； 试验前后应充分对电缆放电以 避免电缆中的残余直流电荷对结果 造成影响。放电时，应先经过放电 棒前端电阻放电，再直接放电，否 则会对电缆的绝缘结构造成冲击
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串联谐振进行交流耐压的优点
1）应用串联谐振进行交流那压试验，省去了传统交流那压试验 中的大功率调压装置，很大程度上减少了实验设备的体积和重量 为试验的开展提供了方便。 2）谐振电源是谐振式滤波电路，能改善输出电压的波形畸变， 获得很好的正弦波形，有效的防止了谐波峰值对试品的误击穿。 3）对于传统交流那压试验，当被试品存在绝缘缺陷，试验中绝 缘弱点被击穿，此时的击穿电流较之试验电流增大几十倍，造成 故障点烧损扩大故障范围，给绝缘缺陷的分析带来很大困难。串 联谐振装置不存在这方面问题，发生击穿时，由于试品电容量的 改变，试验电路立即脱谐，回路电流瞬间变小，即找到了故障点 又避免了故障点的烧损。
直流耐压和泄漏电流试验
A
µA
B
C
A
B
C
U~
实际工作现场中，由 于电缆铺设长度较长，将 被测相电缆两端进行屏蔽 不易实现，所以往往采用 左图所示的接线方式，以 邻相电缆作为屏蔽线进行 测试。 这种测试方法看似解 决了屏蔽问题，实际上却 存在两个缺点： 1、每相电缆在试验 中承受两次电压，对电缆 主绝缘容易造成损伤； 2测得的泄漏电流数 值并不是被测相缆芯对外 皮及地的泄漏电流，而是 被测相对外皮及另一相缆 芯的泄漏电流数值。 因此这种测量方法并 不妥当。
*
应用举例
以110kV交联聚乙烯电缆为例
C 额定电压 64/110kV 长度 截面积 电容量
1500m
400mm2
0.156μF/km
A
B
*
试验前参数计算
试验电压：
U=1.6U0=1.6X64=102.4(kV)
高压电抗器电感值
试验电压频率：
52.05(Hz)
*
原理接线图
试验原理接线如图所示，其中变频器用来改变工频交流电频率确 保试验电压的频率处在谐振点上，通过试验变压器将电压抬升到 试验所需电压，考虑到试验中容升效应的影响，试验变压器测量 端的电压无法准确反应试品两端电压，在试品高压端并联电容分 压器监测试品电压。
U~
直流耐压试验对检查绝缘中的 气泡、机械损伤等局部缺陷比较有 效，泄漏电流对反映绝缘老化、受 潮比较灵敏。 进行泄漏电流试验时应均匀升 压，升压过程中在0.25、0.5、0.75、 1倍试验电压下各停留1min，读取 泄漏电流值，以便必要时绘制泄漏 电流和试验电压的关系曲线。 绝缘良好的电缆泄漏电流很小， 一般在几十微安以下，因而设备及 引线的杂散电流相对较大，影响显 著。此时如仍将微安表接在低压端 测量，会有很大误差。必须将微安 表接在高压端测量，并注意屏蔽后 才能获得准确的结果。 电压为35kV及以上的电缆，由 于试验电压高，通过试品表面及周 围空间的泄漏电流相当大，所以两 * 端的终端头均应屏蔽。