影响电线电缆出现绝缘故障的因素及检测技术

影响电线电缆出现绝缘故障的因素及检测技术

李云欢

金龙羽集团股份有限公司

摘要：电线电缆的绝缘故障是指绝缘材料的损坏或老化导致电缆绝缘性能下降或失效的现象。绝缘故障会导致电缆的工作性能降低甚至完全失效，严重时可能引发火灾、触电等安全事故。因此，及时检测电线电缆的绝缘状态，及时发现和处理潜在的绝缘故障是至关重要的。本文针对影响电线电缘出现绝缘故障的因素及检测技术进行分析，期望为相关从业者提供有价值的参考。

关键词：电线电缘；绝缘故障；检测技术

电线电缆是输送电能的重要设备，绝缘层的完好性对其正常运行至关重要。然而，绝缘故障是电线电缆常见的故障类型之一。绝缘故障不仅会降低设备的工作效能，甚至会引发火灾、触电等安全事故。因此，及时检测电线电缆的绝缘状态，并采取相应措施进行防范和修复是至关重要的。

1.影响电线电缆绝缘故障因素

1.1材料质量问题

随着时间的推移，电线电缆绝缘材料可能会出现老化问题。老化可能导致绝缘材料变硬、变脆或变软，从而降低其耐压能力和绝缘性能。在生产过程中，绝缘材料可能出现缺陷，如气泡、裂纹、异物等。这些缺陷会破坏绝缘层的完整性，使电线电缆更容易出现绝缘故障。此外，选择不合适的绝缘材料也会导致电线电缆绝缘故障的发生。例如，如果应用环境的温度超过了绝缘材料的耐温范围，绝缘材料可能会变软、断裂或老化，从而导致绝缘故障。同时，绝缘材料如果受到外界污染物的侵入，例如灰尘、水分、油污等，会降低绝缘材料的绝缘性能。污染物可能导致绝缘材料局部放电、击穿或导致绝缘材料的损坏。

1.2安装质量问题

（1）绝缘接头安装不当：绝缘接头的安装质量对于绝缘性能至关重要。如果接头安装不牢固、接触不良，或者存在绝缘材料的缺陷，容易导致绝缘故障。（2）接地问题：电线电缆的接地质量直接影响其绝缘性能。如果接地电阻过大或接地装置损坏，会增加电缆绝缘的风险。此外，错误的接地方法也可能破坏电缆的绝缘层。（3）弯曲半径不当：电线电缆在安装过程中需要满足一定的弯曲半径要求，以免破坏绝缘材料。如果弯曲半径过小，容易造成绝缘材料的破裂或磨损。（4）环境温度和湿度控制不当：环境温度和湿度对电线电缆的绝缘性能有重要影响。在极端高温、低温或高湿度的环境下，会使绝缘材料老化、变软或变硬，从而导致绝缘故障。

1.3外界环境影响

（1）温度变化：温度的变化可能对绝缘材料造成影响。在高温环境下，绝缘材料可能变软、老化或失去弹性，导致绝缘性能下降。而在低温环境下，绝缘材料可能变脆或变硬，容易发生破裂或开裂。（2）湿度和水分：湿度和水分对绝缘材料的绝缘性能有很大影响。高湿度环境中，水分会渗入绝缘材料内部，导致绝缘性能下降。在极端情况下，绝缘材料可能完全失效，导致绝缘故障。（3）化学物质：一些化学物质，如冷却剂、溶剂、酸碱等，可能对绝缘材料产生腐蚀或软化的作用，导致绝缘性能下降。（4）异物和动物：外界的异物如尘土、杂草、动物尸体等，可能附着在电线电缆上，对绝缘材料产生摩擦、磨损或腐蚀的作用。

1.4过载运行

（1）高温：过载运行导致电线电缆通电时电流大幅增加，导致电缆内部产生更多的热量。长时间高温会使绝缘材料变软、老化，甚至熔化或炭化，导致绝缘失效或绝缘故障。（2）电压降：过载运行时，电流超过电线电缆的额定负荷，会导致电线电缆发生电压降。电压降会导致电线电缆发热，进而加剧绝缘材料的老化和损坏。（3）电击和击穿：过载运行时，电线电缆的绝缘材料可能因负载过大而发生损坏。当绝缘材料破裂或击穿时，容易导致电线电缆间的短路，进而造成电击、火灾等危险。

2.电线电缆绝缘故障的检测技术

2.1介电强度测试

介电强度测试的原理是将压力加在电线电缆的绝缘材料上，通过测量在一定的时间和电压条件下绝缘材料的绝缘强度，以判断其绝缘状态是否正常。测试过程中，通常将高压电源与被测试的电线电缆绝缘层之间建立电场，测量电压与电流的关系来判断绝缘材料的性能。（1）直流电阻测量：通过测量电线电缆绝缘材料的直流电阻值，来判断绝缘材料的状况。阻值低于正常范围可能表示绝缘材料存在缺陷或老化。（2）型号测试：通过比较被测电线电缆绝缘材料的特征参数与模型电缆的参考数据，来判断其绝缘状态是否正常。（3）介质损耗测试：通过测量电线电缆绝缘材料中的介质损耗，来判断材料的绝缘性能。高的介质损耗可能表示绝缘材料存在缺陷或损坏。（3）红外热像测量：通过红外热像仪测量电线电缆表面的温度分布，来判断绝缘材料是否存在局部热点，从而判断是否存在绝缘故障。

2.2绝缘电阻测试

绝缘电阻测试通过测量电线电缆绝缘材料中的电阻值，来判断绝缘性能的好坏。正常情况下，绝缘材料应具有高电阻值，表明绝缘层效果好，电流不能轻易通过，其检测流程为：（1）断电：首先将电源与被测试电线电缆断开，确保安全。（2）接线：将绝缘电阻计的两个测试针分别连接到被测试电线电缆的两端。（3）测试：打开绝缘电阻计，进行测试。测试时通常采用一定的直流电压来施加在电线电缆上，测量电流和电压的关系，从而计算出绝缘电阻值。（4）判读结果：根据测试所得的绝缘电阻值来判断绝缘状态，通常情况下，绝缘电阻值应该在一定范围内，如果绝缘电阻值低于正常范围，则可能存在绝缘材料老化、损坏或绝缘故障等问题。

2.3介质损耗测试

介质损耗测试是通过测量电线电缆绝缘材料中的损耗因数（又称介质损耗角正切）来进行的。损耗因数是指电线电缆绝缘材料中的能量损耗占总能量的比例，其数值越大就表示绝缘材料的损耗越大，绝缘性能越差。检测步骤与绝缘电阻检测相同，但需要注意的是，介质损耗测试需要使用特定的测试设备，且需要专业的技术人员进行操作和解读结果。另外，介质损耗测试只能评估绝缘材料的状态，对于具体的绝缘故障类型如局部放电等，需要结合其他绝缘故障检测技术进行综合判断。

2.4红外热像测试

红外热像测试利用红外热像仪来记录电线电缆表面的红外热图像，根据物体的热量辐射，将不同温度的热量以不同颜色表示，从而形成一个具有温度分布信息的图像。进行红外热像测试可以按照以下步骤进行：（1）准备工作：将电线电缆的电源断开，并确保表面清洁无污染。（2）设置红外热像仪：根据测试需求，设置红外热像仪的参数，如温度范围和灵敏度等。（3）测量：通过扫描红外热像仪，记录电线电缆表面的红外热图像。可以在不同的条件下进行测试，如不同负荷状态、不同周围环境温度等。（4）数据分析：对测试所得的红外热图像进行分析和解读。通过观察图像中的异常热点、温度变化等情况，判断是否存在绝缘故障或其他异常情况。值得一提的是，红外热像测试只能检测到电线电缆表面的温度分布情况，对于绝缘材料内部的故障无法直接检测，也无法定量评估绝缘材料的绝缘性能。因此，在实际应用中，通常需要结合其他绝缘故障检测技术，如绝缘电阻测试、分部放电测试等，进行综合判断。

2.5重击测验

重击测验的优势是模拟了实际使用条件下可能遭受的冲击力，能够评估绝缘材料的耐冲击性能。这有助于确定电线电缆在安装和使用过程中是否会因为受到冲击而出现绝缘破裂、损坏等问题。需要注意的是，重击测验是一种破坏性测试，会对绝缘材料造成损伤。因此，在实际应用中，通常只对一小部分样品进行测试，以代表整个批次的情况。同时，重击测验也只能评估绝缘材料的机械强度，无法全面评估绝缘材料的性能。

3. 结语

总之，了解影响电线电缆绝缘故障的因素，并使用合适的检测技术对其进行检测和评估，是确保电线电缆安全可靠运行的重要步骤。不仅可以减少绝缘故障的发生，还可以及时处理故障，保障电力系统的可靠性和安全性。

参考文献

[1]罗杰,王骏,刘寅傲.电线电缆绝缘检测技术的相关研究[J].信息周刊,2020(1):79-81.

[2]吴江.电线电缆绝缘检测技术的相关问题浅述[J].电子乐园,2018(10):190-191.