刍议电力电缆的状态检修分析李尚栋

刍议电力电缆的状态检修分析李尚栋

李尚栋

（国网江苏省电力有限公司泰州供电分公司江苏泰州225300）

摘要：本文首先阐述了针对电力电缆状态检修的必要性，然后针对电力电缆预防性检修方法及其工作环境进行了分析，以供参考。

关键词：电力电缆；状态检修

1电力电缆状态检修的必要性

在社会快速发展的形势下，对电能的供应质量要求越来越高，所以需要提升电网运行的安全性和可靠性，降低故障的发生几率。电力电缆作为电能传输过程中重要的传输载体，其运行状态直接关系到电能输送的质量。如果电缆存在缺陷，不仅会降低供电质量，同时会增加电能的损耗。所以应该在电力电缆的检修方式上进行改进，以进一步提高电网运行的可靠性。

随着电力电缆在输电线路中所占比例的增加，电缆的运行状态对整个电网运行可靠性的影响更大，尤其是电缆一般都是承担传输和分配大功率电能的重任，所以一旦电缆发生故障，所造成的经济损失也会增加。为了保证电力电缆以及高压电气设备的安全稳定运行，会根据电缆和各种设备自身的技术参数、承载的运行负荷等各项因素而采取相应的检修，一般会设定一个固定的周期进行停电检修，被称之为“计划检修”。但是因为影响电缆及高压设备故障的因素不同，加剧故障恶化的因素也不相同，所以在检修周期的制定方面具有一定的难度。如果检修周期过长，电缆发生故障的几率就会增大，相反检修周期过短，不仅缩短设备的使用寿命，而且会产生巨大的浪费。在这种情况下，状态检修成为重要的检修方式。

在电力电缆中的故障主要表现为绝缘老化、接头不良、绝缘损害等，而导致这些故障的因素可能是瞬间发生的，也可能是缓慢进行的，所以传统检修方式的效率较低。而状态检修主要是利用先进的技术和设备对电缆的运行状态监测，通过对采集到的各种数据进行分析后，能够及时了解电缆的运行状态，从而及时的做出相应的检修和保护措施，提高电缆运行的可靠性。电力电缆的状态检修所耗费的成本较低，可有效缩短维修时间，提高维修效率，降低故障的发生几率。为了扩大状态检修的应用范围，不仅要注重技术方面的改造和完善，还应该注意经济效益。状态检修的应用，有效的降低了电力电缆故障的发生几率，最大程度的提高了电力电缆运行的可靠性，对于整个电力系统而言具有重要的意义，所以在电力电缆中实行状态检修具有很强的必要性。

2电缆预防性检修方法

在《电力电缆预防性试验规程》中对纸绝缘电力电缆线路、橡塑绝缘电力电缆线路、自容式充油电缆线路、交叉互联系统的试验项目、试验周期作了详细规定。其中，对目前最常用的橡塑绝缘电力电缆线路，规定了如下预防性试验项目：主绝缘的绝缘电阻；外护套绝缘电阻；外护层接地电流；外护套直流耐压试验；主绝缘交流耐压试验；局部放电测试；护层保护器的绝缘电阻或直流伏安特性；接地箱、保护箱接触电阻和连接位置的检查；电缆接头红外热像仪成像检测。

通过以上预防性试验，就可以明确发现橡塑绝缘电力电缆线路的具体故障，实施电缆本体或电缆线路附件的维修和更换。下面针对局部放电检测方法进行简要探讨。

局部放电过程伴随着电离、热辐射、声波振荡、光子发射等，还可能因高温产生化学反应，生成一些特殊物质，根据这些物理量的变化逐渐衍生出了多种局部放电检测方法。对于局部放电检测装置的研究，最早出现于1919年研制的基于西林电桥模型的功耗单桥，其为之后许多其他局部放电检测电路的设计提供了最基本的思路。目前常见的局部放电检测方法如下：

2.1脉冲电流法

在早期的局部放电研究中，脉冲电流法被视为最基本的局部放电检测方法，得到广泛使用。其基本原理是利用检测阻抗来耦合局放产生的脉冲电流信号，由于是电气直接测量，其灵敏度很高，检测频段集中在数kHz到数百kHz级别的低频段，但也因此很容易受到周围电磁干扰，无法实现在线检测，目前仅用于实验室测量。国际电工委员会IEC对于局部放电检测制定了详细的标准，同时定义了有关的被测参量如视在电荷量、脉冲重复率、脉冲相角等，脉冲电流法也被IEC60270标准作为推荐的局部放电检测方法做了详细介绍。

2.2超高频法

针对脉冲电流法检测频段低，干扰信号多的缺陷，英国Strathclyde大学提出了超高频检测法。其原理是利用微带天线传感器耦合局部放电的超高频信号进行检测，其检测频率高达GHz，可以有效屏蔽低频段的噪声干扰，提高了检测灵敏度和准确性，能够进行局部放电的定位和故障类型的识别。同时由于采用了非电气式检测方法，超高频法可实现在线检测。但由于超高频信号的特性，此法对于传感器要求较高，成本昂贵。

2.3超声波法

局部放电过程常伴随着超声波的产生，根据对其的检测而提出的超声波检测法最早由美国的E.Howells等进行了应用实践。该方法利用局放产生的超声波传播特性，由固定在电气设备表面的超声波传感器耦合设备内部局放所产生的超声波信号，得到局放信息。超声波法受电磁干扰小，却由于受声传播特性的限制，不能像电测法一样进行校准，但可以通过临近传感器所能检测到的最小信号和脉冲电流法进行对比，进行灵敏度校验。

2.4化学检测法

绝缘材料发生局部放电的过程中会发生一系列的化学反应，可通过检测反应过程分解生成的物质类别和浓度，来判断设备的运行状态和局部放电类型。但因生成气体的过程及气体达到一定浓度需要消耗一定的时间，所以通常需要长期监测才行，该方法对突发性故障感知能力低。

2.5红外检测法

局部放电伴随热的产生，因此可利用红外探测仪的热成像原理实现测量，检测到的放热点即为放电点。由于电缆终端结构复杂，其内部的传热过程也无法确定，因此很难实现热成像法的直接测量。

3电力电缆状态检修工作环境分析

3.1污秽度

污秽测量工作的展开要具备一定的规范性，对运行设备外绝缘的积污程度进行掌握，对其现阶段绝缘水平是否符合要求进行评估，确定即便在最严酷的气象条件下，绝缘子能否杜绝污闪事故的发生，从而增加电力电缆运行的安全性。

3.2蚁害

电缆埋地敷设有多种方式，例如沟道、管道、直埋等等，一般情况下，电缆是变电站引出走线，而变电站的选址通常是山丘之中，其较为复杂的地理环境适合白蚁生存和大量繁殖。由于白蚁有趋光的特性，白蚁分飞的现象时常发生，这就埋下了隐患。埋在地下的电缆所处的环境通常是潮湿、酸性偏低、黑暗的土壤之中，在运行的过程中，电缆势必会发热，这就提高了电缆附近环境或土壤的温度，这样的环境非常适合白蚁繁殖，常常会吸引白蚁在此繁殖和筑巢。例如，在东莞地区就出现了白蚁严重破坏埋地电缆外护套的情况，情节比较严重，白蚁咬穿电缆护层之后，绝缘电阻会随着电缆绝缘发生受潮的现象而下降，引发单相接地短路的现象，使电缆线路出现故障，引发事故。因此，应该综合分析和治理白蚁对电缆的危害情况，这对于电网稳定安全运行有一定的积极作用。

3.3地质灾害

我国的特高压输电线路和超高压输电线路由于其线路较长，会跨越不同的地形地貌单元，跨越江河水系，跨越不同的气候区、跨越不同的区域地质构造单元等，这就在一定程度上决定了线路工程具有多样性的地形地貌和气候特征。如果出现重大灾害，难以恢复电力系统，情节严重甚至会瘫痪，因此，细致的考察电缆线路周围的地质环境，及时的进行维护保养工作，尽早发现问题，并及时做好防范措施。

3.4温度和湿度

电线电缆会随着环境温度的升高而增加散热的困难程度，电缆过高的内部温度会增加对绝缘和导体的损耗程度，增加发热量，又增加温度，这样的恶性循环会导致绝缘加速老化或烧坏绝缘材料。如果温度过低乃至出现结冰现象，绝缘层会出现龟裂的现象，产生绝缘击穿的问题。一般情况下，电缆沟在地平面以下，严密的封闭再加之缺乏通风装置，造成电缆沟的通风情况比较差，无法通过交换内外部空气来蒸发水分，使电缆沟的不断增加湿度，水分侵入绝缘内，使其电气性能降低。因此，掌握电力电缆环境的温湿度，可以在一定程度上降低事故发生的频率。

结语

在生产生活高度电气化的现如今，社会的发展势必就会提高电力系统可靠性的要求，因此，电力电缆的状态检修就这样应运而生了。输电的主要途径就是电力电缆，将其称之为电力系统的生命线也不为过，保障电力电缆的安全性就开不开优秀的检修策略，只有这样才能够保证电力电缆的质量，促进我国电力系统的正常运行。

参考文献

[1]王伟.电力电缆线路状态检修的研究[J].2010年:苏州,2011.

[2]刘长涛.新型高压电力电缆状态监测系统研究[D].山东大学,2014.