浅谈电力电缆的状态检修

浅谈电力电缆的状态检修

李恒浩

（淮安市市郊农电有限责任公司江苏淮安223002）

摘要：状态检修作为我国电力系统实现体制转变、提高电力设备的科学管理水平的有力措施，是今后各电力企业中急需努力和发展的方向。在状态检修方式中，充分的利用了各种先进的监测技术和设备，虽然先期投人成本较高，但是从长远的角度来讲，是最为经济的检修方式。状态检修在电力电缆中的应用，可有效的降低故障的发生几率，最大程度的提高电力电缆运行的可靠性，对于提高供电质量具有重要的意义。基于此本文分析了电力电缆的状态检修。

关键词：电力电缆；状态检修；方法

1、状态检修的内涵

状态检修是检修的其中一种方式，与传统的计划性检修一样都是在故障发生前的检修，但两者又存在很大不同。传统的计划性检修是根据设备故障统计资料及相关经验，按照预先设定好的时间对设备进行周期性检修，特点是Ｗ时间为准，与状态情况无关。而状态检修是指根据先进的状态监测和诊断技术提供的设备状态信息，判断设备的异常，预知设备的故障，在故障发生前根据设备的健康状态来安排检修计划，实施设备检修。状态检修Ｗ安全、可靠性、环境、成本为基础，通过设备状志评价、风险评估、检修决策达到运行安全可靠、检修成本合理的一种检修策略。状态检修工作主要包括该备信息收集、设备状态评价、风险评估、检修策略、检修计划、检修实施及绩效评估等4个环节。其中，状态评价是状态检修工作中的至关重要的一个环节，电网是由各类一次、二次、附属设施及通道环境等设备、因素姐成的有机整体，准确把握设备状态，不仅需要对一次设备本体各类设备的状态进行评估，还需要综合考虑继保二次、架空线路通道环境、局部微气候、电缆隧道环境、站内附属设施及环境等各种因素的影响。采用科学的状态评价方法对电网设备进行状态评价，客观评估其老化程度和剩余使用寿命，能够提高状态检修的效率，提窩电网安全稳定运行水平。

2、电力电缆状态检修的必要性

随着经济的发展，对电力行业的供电可靠性、安全性提出了越来越高的要求，如何降低电网的故障率，提高供电可靠性已成为电网研究的一个重点。除了在管理上不断进行革新，更急需采用、推广一些良好的技术措施，以便更有效地提高供电可靠性和安全性。

高压电气设备在电网中运行时，如果其内部存在因制造不良、老化以及外力破坏造成的绝缘缺陷，会发生影响设备和电网安全运行的绝缘事故。因此，在设备投运后，需按规程规定的试验周期和试验方法对电气设备进行停电检修，以便及时发现设备内部的绝缘缺陷，防止发生绝缘事故，这种方法称为“计划检修”。

但由于现场工况各不相同，造成绝缘缺陷和影响绝缘缺陷发展快慢的因素也各不相同，并没有一个合适的试验周期可以确保不发生绝缘缺陷漏检现象。理论上说，试验周期越短越能及时发现绝缘缺陷。但缩短检修周期会加大检修工作量，增加用户停电时间，在电力系统规模越来越大，用户对供电可靠性越来越高的情况下，这无疑是死路一条。另外，停电检修的一些试验方法本身具有一定的破坏性，会减少高压设备寿命，这也决定了停电检修不能频繁进行。

电力电缆是输配电网的基础设施，往往用于变电站的出线端，其可靠、稳定的运行是电网安全的基础。在电网实际运行中，由于电缆绝缘老化、接头材料或接头工艺不良、施工时对电缆绝缘的潜在破坏、接地不良、金属护套或屏蔽层环流过大、金属护套或屏蔽层感应电压过高等原因造成的电缆事故层出不穷，甚至因单条电缆起火殃及其他相邻电缆而危及电网整体安全。因此，如能及时地对电缆进行停电检修，就可减少电缆事故，提高供电可靠性。但由于电缆数量众多，检修工作量大，对其实施状态检修，就变得非常必要。

3、电力电缆在线检测的常用方法

在电缆在线监测方面，目前主要有直流成分法、直流叠加法、交流叠加法、介损因数法、低频成分法等。

3.1、直流成分法

当电缆内有水树枝绝缘损伤时，流过电缆护套接地线的电流会有微弱直流分量。检测该直流分量可知电缆水树枝绝缘损伤程度。

如果电缆绝缘损伤是电树枝或其他类型的，该方法不能侧出。由于该电流在nA级，在工程上较难实现。

3.2、直流叠加法

在接地变中性点接入50V直流电源，该电源通过电缆主绝缘和大地形成回路，测量流过电缆护套接地线的电流的直流分量可计算出主绝缘的绝缘电阻。这种方法需外加电源，电流直流分量极弱，且易受杂散电流影响。

3.3、交流叠加法

在电缆护套接地线串接101Hz，50V交流电源信号，因水树枝对lO1Hz交流信号敏感，所以特征电流较大，通过分析特征电流的特征值来监测电缆绝缘损坏程度。该方法需要外加电源及切换装置，且交流电源的频率漂移对测试结果影响很大。

3.4、介损因数法

直接测量电缆护套接地电流和相电压，通过数字信号频谱分析方法分别计算出电缆的容性阻抗和阻性阻抗的大小，两者的比例关系应在一定范围内，如果超出，则预警，因正常时容性电流远大于阻性电流，所以测量精度要求高。

3.5、低频成分法

由于水树枝的存在，除了直流成分外，在电缆的充电电流中也含有低频成分。根据频谱分析，其频率在10Hz，特别是3Hz以下的低频电流可诊断绝缘。由于低频电流也是nA级的，对测量装置要求较高。

4、电力电缆状态监测

4.1、电缆预防性检修

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。

4.2、剩余寿命评价

电力电缆的使用寿命通常为30年，对于达到使用寿命的电力电缆能否继续安全使用，是电力企业非常看重的问题。如果不进行科学检测，就对未发生事故的电缆进行更换，对电力企业而言，加大了成本投入，给企业造成经济浪费。电力电缆的剩余寿命评价，即联系电力电缆实际的故障率，以及定期绝缘监测、在线监测状态诊断结果的基础上，通过计算电力电缆绝缘的介质损耗因数以及剩余耐电强度的方法来实现。

4.3、缺陷管理

电力电缆的缺陷管理系统，作为可靠性管理的重要部分，其目的是为了了解运行电缆所存在的缺陷以及缺陷复现步骤，便于电力电缆运行状态的管理，保证电力电缆安全运行。缺陷管理能够有针对性的开展其监测工作，提高电力电缆运行可靠性，减少电缆故障。此外，如果电力电缆在铺设后，能够得到严密的监管，资料、监测数据能够得到很好地保存，为后期工作使用提供分析评估依据，也容易得到客观的评判。

总之，状态检修是时代发展的必然趋势，也是电力系统升级改造的必然结果，对于提高电网运行可靠性具有重要的意义，进一步加强对其的研究非常有必要。

参考文献：

[1]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.

[2]刘士立，张涛，吴成年.电力电缆运行状态检测方法研究[J].电力安全技术，2015，05:61-64.

[3]戴静旭，董秋军.电力电缆运行状态监测技术及应用[A].中国金属学会.第九届中国钢铁年会论文集[C].中国金属学会:，2013:6.