低压电缆绝缘状态检测方法及寿命评估用

1、 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： 四川成都奥鹏学习中心16VIP 层 次： 专科起点本科 专 业： 电气工程及其自动化 年 级： 2012 年秋季 学 生： 陆肖晗 指导教师： 迟利强 完成日期： 2014年11月22日 内容摘要在生产、生活中电气绝缘引起的事故比率居高不下，特别是随着我国经济的发展，人们生活水平不断的提高，用电量在大幅的增加，同时对用电安全也提出了更高的要求。针对电缆故障，很有必要研究电缆故障应对措施，以期达到如下目的：一是使电缆可能出现故障点处能够按计划停电得到及时处理，二是：电缆出现故障后，测试人员到

2、达现场能够以最短的时间，准确地探测出故障点，采取有效处理措施后，能够快速恢复线路供电，以保证电网的安全稳定运行。目前，对低压电缆的检测，我们基本上还采用定期试验维修的方法，这种离线试验方法对出厂产品与将要投入使用的设备进行检测非常有效，但无法对使用中的电缆进行监测。而且电缆在试验时使用耐压试验等方法，本身就会对其造成损伤，使电缆的老化加快，电缆的绝缘特性受到影响，虽然耐压试验是一种有效发现故障的方法，但还是要寻求不会对试品有损坏的新试验方法。各种离线和在线检测方法为低压电缆的绝缘状态检测提供了新的思路。关键词：低压电力电缆；热老化；试验；寿命；评定目 录内容摘要I1 绪论41.1 课题的背景及

3、意义41.2 国内外发展现状41.2.1 国外低压电缆绝缘检测和老化检测发展现状41.2.2 我国风力发电发展现状41.3 本文的主要内容42 电缆故障类型及绝缘老化的原因52.1 电缆故障的类型52.1.1 接地故障52.1.2 短路故障5断线故障5闪络性故障62.2 电缆老化原因62.2.1 电气老化62.2.2 热老化62.2.3 机械老化72.2.4 水老化72.3 电缆研究现状及发展趋势73 电缆绝缘状态的检测与寿命分析93.1 绝缘电阻的测量意义93.2 绝缘电阻测量方法与分析93.3 介质损耗测量的意义93.4 介质损耗的测量与分析93.5 热老化性能概述103.6 热老化实验及

4、数据分析104 结 论12参考文献131 绪论1.1 课题的背景及意义 对电缆进行状态诊断及评估，是合理安排电缆更换，保证电力供应安全可靠的一个重要技术手段，也是在智能电网中实现对电缆有效管理的极其重要的部分。随着我国煤矿开采量的加大，电力电缆的利用比重也会越来越高。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

5、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。1.2 国内外发展现状1.2.1 国外低压电缆绝缘检测和老化检测发展现状20世纪60年代起，国外就开始了关于XLPE (交联聚乙烯）电缆绝缘弱点检测和老化检测技术的研究，时至今日，该项研究仍在不断发展。日本是较早开展XLPE电缆绝缘老化检测技术研究的国家之一，但是研发的电缆绝缘检测仪只能发现已经发生绝缘老化的电缆，无法描述被检测电缆的绝缘老化程度，而且该检测仪主要针对的是陆地所使用电缆。1.2.2 我国风力发电发展现状国内天津大学杜伯学采用温差法对XLPE电缆老化进行评估，其研究对象为10

6、KV的陆用电缆；上海交通大学王雅群采用等温松驰电流对XLPE电缆寿命评估，但是受到国内外电缆制造工艺差异的影响，计算所得老化因子与国外学者报道的结果相差普遍较大。其中检测技术分为非在线式和在线式：非在线式包括反吸收电流、残留电压、电位衰减法、直流泄漏电流、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。目前的应用绝缘监测剩余寿命评估方法都比较偏向于从定性分析的角度切入，在定量分析方面，只能给出一个比较宽泛的范围。 据统计：在我国，直流耐压试验合格后投入运行的电缆在短期内发生故障的次数约占电缆运行故障总次数的43.8%。这一事实再次说明了直流耐压试验不仅不能够及时发现电缆

7、运行缺陷，反而使电力电缆的绝缘损伤较大，缩短电缆运行寿命。到目前为止，许多国家包括中国在内，已不再采用直流耐压试验作为交联聚乙烯绝缘电力电缆的预防性试验手段。1.3 本文的主要内容随着电力事业的迅速发展，对供电可靠性和用电安全性的要求在进一步的提高，电力设备绝缘状况检测技术的发展日益得到重视，新的检测设备和新的检测技术不断在推出。电线电缆是最常用的电力设备，同时也是出现绝缘故障的概率最高的设备，据不完全统计，电气绝缘不良引起的事故中波及的设备有近一半与电线电缆有关。在我国，针对高电压等级的电缆绝缘检测技术受到了普遍的重视，但是针对低压配电网的电线电缆绝缘检测技术的研究却进展不大。 本文的提出就

8、是针对上述问题研究的有效补充，以低压电缆的绝缘电阻和漏电电流为主要研究手段，对电缆绝缘状态进行检测，并判断电缆的绝缘状态以及故障的类别。2 电缆故障类型及绝缘老化的原因2.1 电缆故障的类型电缆故障有许多种，大致分为:接地故障、短路故障、断路故障和闪络性故障四种。2.1.1 接地故障电缆一芯或多芯对地故障。其中又可分为低阻接地或高阻接地。一般接地电2.1.4闪络性故障这类故障绝大多数在预防性试验中发生，并多出现在电缆中间接头和终端头。2.2 电缆老化原因电缆老化原因可分为:电气老化、热老化、机械老化和水老化四种。2.2.1 电气老化2.2.2 热老化2.2.3 机械老化3 电缆绝缘状态的检测与

9、寿命分析3.1 绝缘电阻的测量意义电气设备的绝缘电阻，是反映绝缘体在一定直流电压作用下，通过它的稳定传导电流的大小。在某一电压下，电流越小，绝缘电阻就越大；电流越大，绝缘电阻就越小，表明了绝缘体在直流电压作用下的特性。3.2 绝缘电阻测量方法与分析图（一） 电缆绝缘电阻测量接线图3.3 介质损耗测量的意义3.4 介质损耗的测量与分析3.4.1 低压电缆绝缘介质损耗的测量原理图（二） 低压电缆绝缘介质损耗的测试原理图3.4.2 低压电缆绝缘介质损耗的测量方法3.5 低压电缆绝缘在线运行检测方法传统常规的停止运行状态下的绝缘试验间隔时间长，因此不易及时发现设备绝缘缺陷，而且试验时还会因停电造成一定

10、的经济损失。随着检测技术、计算机技术的不断发展和对电力设备安全重视程度的提高，在线绝缘诊断技术越来越受到人们的关注。4 结 论低压电缆作为输电线路的一个组成部分，它以其占地少、供电可靠、可提高系统功率因素等优点日益成为企业输电线路的主力军，电气安全成为保障生产和人民群众安全的重要屏障，其中电缆绝缘起着尤为关键的作用。在实际工作中，首先在设计方面应做到技术先进、经济合理、安全实用、便于施工和维护；其次在施工时应按照设计图纸和施工规范精心组织、严格施工，杜绝质量隐患；最后在工程投入运行后，应定期做好维护试验工作，及时发现和消除事故隐患，使电力电缆工程质量长期处于可控、在控状态，提高电力系统供电可靠性和稳定性。本论文首先简要介绍了电缆绝缘故障类型，阐述了绝缘材料老化的机理、绝缘漏电流的成因，并在此基础上分析了针对电线电缆的各种绝缘检测技术的原理以及各自的检测实验结果，进而得出相应的分析与判断。而如何判定电缆的绝缘状况和工作寿命越来越为人们所关注。所以对电缆目前技术状态的确切评价不仅从电力设备工作可靠性的观点来看是重要的，而且从预防火灾的角度来看也是很重要的。参考文献1 孙红梅.交联聚乙烯电力电缆绝缘故障在线监测系统的研究