电力电缆预防性试验

第六章电力电缆预防性试验电缆分类：纸（油）绝缘电缆、橡塑绝缘电缆（聚氯乙烯、交联聚乙烯、乙丙橡皮）、自容式充油电缆。油浸纸绝缘电缆结构统包型电缆分相铅包型电缆自容式充油电缆及XLPE电缆自容式充油电缆：最高工作电压已发展到1100kV交联聚乙烯电缆（XLPE）本条仅适用于粘性油纸绝缘电力电缆和不滴流油纸绝缘电力电缆线路。实验项目：绝缘电阻、直流耐压试验、红外检测纸（油）绝缘电力电缆线路序号项目周期要求说明1绝缘电阻6年1次大于1000MΩ额定电压0.6/1kV电缆用1000V兆欧表；0.6/lkV以上电缆用2500V兆欧表；6/6kV及以上电缆也可用5000V兆欧表序号项目周期要求说明3红外检测1年按DL/T664-2008《带电设备红外诊断应用规范》执行用红外热像仪测量，对电缆终端接头和非直埋式中间接头进行纸绝缘电力电缆线路序号项目周期要求说明2直流耐压试验1）6年2）大修新做终端或接头后1）试验电压值按下表规定，加压时间5min，不击穿6/6kV及以下电缆的泄漏电流小于10μA，8.7/10kV电缆的泄漏电流小于20μA时，对不平衡系数不作规定额定电压U0/U，kV粘性油纸绝缘试验电压，kV不滴流油纸绝缘试验电压，kV0.6/1441.8/312-3.6/624-6/630-6/1040-8.7/10473021/35105-26/35130-2）耐压结束时泄漏电流值不应大于耐压lmin时泄漏电流值3）三相之间的泄漏电流不平衡系数不应大于2橡塑绝缘电缆是塑料绝缘和橡皮绝缘的总称。塑料绝缘电缆包括：聚氯乙烯、聚乙烯和交联聚乙烯；橡皮绝缘电缆包括：乙丙橡皮绝缘电力电缆等。实验项目：1、主绝缘的绝缘电阻2、外护套绝缘电阻3、带电测试外护层接地电流4、外护套直流耐压试验5、主绝缘交流耐压试验6、局部放电测试7、护层保护器的绝缘电阻或直流伏安特性8、接地箱、保护箱连接接触电阻和连接位置的检查9、红外检测橡塑绝缘电力电缆线路序号项目周期要求说明1主绝缘的绝缘电阻新作终端或接头后大于1000MΩ0.6/1kV电缆用1000V兆欧表；0.6/1kV以上电缆用2500V兆欧表；6/6kV及以上电缆可用5000V兆欧表2外护套绝缘电阻110kV及以上：6年每千米绝缘电阻值不低于0.5MΩ1）采用500V兆欧表2）对外护套有引出线者进行3带电测试外护层接地电流110kV及以上：1年单回路敷设电缆线路，一般不大于电缆负荷电流值的10%，多回路同沟敷设电缆线路，应注意外护套接地电流变化趋势，如有异常变化应加强监测并查找原因用钳型电流表测量橡塑绝缘电力电缆线路序号项目周期要求说明4外护套直流耐压试验110kV及以上：必要时按制造厂规定执行必要时，如：当怀疑外护套绝缘有故障时橡塑绝缘电力电缆线路序号项目周期要求说明5主绝缘交流耐压试验1）大修新作终端或接头后2）必要时推荐使用频率20Hz～300Hz谐振耐压试验1）不具备试验条件时可用施加正常系统相对地电压24小时方法替代2）对于运行年限较久（如5年以上）的电缆线路，可选用较低的试验电压或较短的时间。

3）必要时，如：怀疑电缆有故障时电压等级试验电压时间min35kV以下2.0U0(或1.6U0)5(或60)35kV1.6U060110kV1.6U060220kV及以上1.12U0（1.36U0）60橡塑绝缘电力电缆线路序号项目周期要求说明6局部放电测试必要时按相关检测设备要求，或无明显局部放电信号可采用：振荡波、超声波、超高频等检测方法7护层保护器的绝缘电阻或直流伏安特性6年参见8.4表27中序号2、38接地箱、保护箱连接接触电阻和连接位置的检查110kV及以上：必要时参见8.4表27中序号2、39红外检测220kV：1年4次或以上；10kV：1年2次或以上按DL/T664-2008《带电设备红外诊断应用规范》执行1）用红外热像仪测量，对电缆终端接头和非直埋式中间接头进行2）结合运行巡视进行，试验人员每年至少进行一次红外检测，同时加强对电压致热型设备的检测，并记录红外成像谱图橡塑绝缘电力力电缆线路自容式充油电电缆线路实验项目：1、主绝缘直流流耐压试验2、外护套和接接头外护套的的直流耐压试试验3、压力箱供油油特性、电缆缆油击穿电压压和电缆油的的tanδ4、油压示警系系统信号指示示及控制电缆缆线芯对地绝绝缘电阻5、电缆及附件件内的电缆油油击穿电压、、tanδ及油中溶解气气体6、护层保护器器的绝缘电阻阻或直流伏安安特性7、接地箱保、、护箱连接接接触电阻和连连接位置的检检查8、红外检测交叉互联系统统实验项目：1、电缆外护套套、绝缘接头头外护套与绝绝缘夹板的直直流耐压试验验；2、护层过电压压保护器的绝绝缘电阻或直直流伏安特性性；3、互联箱闸刀刀(或连接片)接触电阻和连连接位置的检检查；一、绝缘电阻阻测量1）电缆电容大大，充电电流流大，必须经经过较长时间间才能得到正正确的测量结结果。2）采用手动兆兆欧表测量，，转速不得低低于额定转速速的80%，并且当兆欧欧表达到额定定转速后才能能接到被试设设备上并记录录时间。3）兆欧表停止止摇动时，应应进行充分放放电。注意事项二、直流耐压压试验采用直流耐压压试验的原因因：电力电缆具具有很大的电电容，现场采采用大容量试试验电源不现现实，所以改改为直流耐压压试验，以显显著减小试验验电源的容量量。1）直流试验带带来的剩余破破坏比交流试试验小（如交交流试验因局局部放电、极极化等所引起起的损耗比直直流大）。2）直流试验没没有交流真实实、严格。串串联介质在交交流试验中场场强分布与其其介电常数成成反比；直流流试验中场强强分布与其电电导率成反比比。3）电缆绝缘的的直流耐电强强度比交流耐耐电强度高，，所以直流试试验电压比交交流试验电压压高；直流耐耐压试验时间间一般选为5~10min。直流与交流耐耐压试验之间间的差别1）直流击穿电电压与电压极极性的关系：：试验时一般般选择电缆芯芯接负极性（（电缆芯接正正极性时，击击穿电压比负负极性高约10%）；2）浸渍纸绝缘缘电缆的击穿穿电压与温度度的关系：温温度在25oC以上，每升高高1oC击穿电压降低低0.54%。3）试验时应均均匀升压；4）试验完成后后放电。试验中应注意意的几个问题题2、泄漏电流测测量电缆泄漏电流流很小，一般般只有几到几几十微安。测量中应将微微安表接在高高电位端，尽尽量避免放在在低电位端。测量用微安安表、引线及及电缆两头，，应该严格屏屏蔽。图10-2测量直流泄漏漏电流时的屏屏蔽方法1—微安表屏蔽罩罩；2—屏蔽线；3—端头屏蔽帽；；4—屏蔽环测量方法：在非高压电电源端增加一一个测量微安安表，同时记记录两端的泄泄漏电流值。。高压电源端测测得的泄漏电电流包含电缆缆绝缘的泄漏电流和表面泄漏电流流、杂散电流，另一端测量量的是表面泄漏电流流和杂散电流，从而电缆的的泄漏电流为为两者的差。。两端同时测量量泄漏电流的的接线两端同时测量量的方法（1）泄漏电流随随加压时间的的延长不应明明显上升，否否则，说明电电缆接头、终终端头或电缆缆内部已受潮潮；（2）泄漏电流不不应随试验电电压升高而急急剧上升。否否则，说明电电缆已明显老老化或存在严严重隐患，如如电压进一步步升高，则可可能导致击穿穿；（3）在测量过程程中，泄漏电电流应稳定，，如发现有周周期性摆动，，则说明电缆缆有局部孔隙隙性缺陷。直流泄漏电流流试验过程中中出现以下现现象，则表明明电缆绝缘已已经出现明显显缺陷：（1）直流电压对对XLPE绝缘有积累效效应，经过直直流耐压试验验后，将在电电缆绝缘中残残余一定的电荷，增加了击穿穿的可能性；；（2）XLPE在运行中会逐逐步形成水树树枝、电树枝枝，这种树枝枝化老化过程程伴随着整流效应，由于整流效效应的存在，，致使直流耐耐压试验中，，在水树枝或或电树枝端头头积聚的电荷荷难以消散，，并在电缆运运行过程中加加剧树枝化的的过程；（3）由于XLPE绝缘电阻很高高，以致在直直流耐压时所所注入的电子子不易扩散，，从而引起电电缆中电场发发生畸变，因因而更易被击击穿；（4）由于直流电电压分布与实实际运行电压压不同，直流流试验合格的的电缆，投入入运行后，在在正常工作电电压作用下也也会发生绝缘缘故障交联聚乙烯电电缆与直流耐耐压试验水树枝和电树树枝：在局部高电电场的作用下下，绝缘层中中水分、杂质质等缺陷呈现现树枝状生长长。化学树枝：绝缘层中的的硫化物与铜铜导体产生化化学反应，生生成硫化铜和和氧化铜等物物质，这些生生成物在绝缘缘层中呈树枝枝状生长。整流效应：由于交联聚乙乙烯电缆中存存在着树枝化化绝缘缺陷，，它们在交流流正、负半周周表现出不同同的电荷注入入与中和特性性，导致在长长时间交流工工作电压的反反复作用下，，树枝前端积积聚了大量的的负电荷，这这种现象称为为整流效应。1、残余电压法法试验过程：S2打开，S3接地，S1合向试验电源源，对电缆充充电（电压依依照1kV/mm绝缘厚度）；；充电10min，S1、S2接地，经10s后打开S1、S2，将S3接通电压表，，测量电缆绝绝缘上的残余余电压。研究表明：电缆劣化越越严重残余电电压越高。三、针对交联联聚乙烯电缆缆的试验方法法2、反向吸收电电流法S2闭合，S1合向电源侧，，电缆加1kV直流电压10min；然后将S1接地，使电缆缆放电；3min后打开S2，由电流表测测量反向吸收收电流。3、电位衰减法法先对电缆充电电，然后打开开K1让电缆自放电电。如电缆绝缘良良好，则自放放电很慢；如如电缆绝缘品品质已经下降降，则放电电电压下降速度度很快。电缆试验方法法对比方法试验电源检测效果存在的问题绝缘电阻测量低压直流可测量绝缘电阻、终端受潮终端表面泄漏的影响直流耐压试验高压直流可测出施工缺陷及绝缘劣化可能引起交联聚乙烯绝缘损伤直流泄漏测量高压直流可测出吸潮、树枝劣化电晕、电源波动的影响局部放电测量交流工频可检测内部气隙、外伤要消除干扰、提高灵敏度超低频、三角波专用电源设计、制造tan测量交流工频对检测受潮、水树枝有效需要大容量电源超低频高压要消除干扰反向吸收电流高压直流对检测水树枝等有效要消除局部电流或终端脏污残余电压法高压直流对检测水树枝等有效要消除表面泄漏1、直流分量法法由于“整流效应”的作用，使使流过电缆接接地线的交流流电流含有微微弱的直流成成分；检测电电缆线芯与屏屏蔽层之间电电流中的直流流分量，即可可进行电缆劣劣化分析。四、电力电缆缆运行状态在在线监测泄漏电流与直直流分量的相相关性交流击穿电压压与直流分量量的相关性研究表明：水水树枝发展得得越长，直流流分量越大。。电缆的直流分分量与直流泄泄漏电流及交交流击穿电压压间具有较好好的相关性。。直流分量增增大，反映出出水树枝、泄泄漏电流增大大，电缆绝缘缘劣化增大。。2、直流叠加法法基本原理：在在接地的电压压互感器的中中性点处加进进低压直流电电源（通常为为50V），使该直流流电压与施加加在电缆绝缘缘上的交流电电压叠加，测测量通过电缆缆绝缘层的微微弱的纳安级直流电流。直流叠加法测测量原理图由电压互感器器获取电源电电压的相位，，与电流互感感器获取的电电流信号进行行相位比较。。多路巡回检测测tan测量原理3、电缆绝缘tan在线监测系统统电缆绝缘中树树枝增长会引引起tan值增大交流击穿电压压随tan值上升而降低低电缆绝缘在线线检测方法的的比较方法特征在线检测特点使用情况直流叠加法测得反映劣化的绝对量,可能监测局部损坏常在中性点PT处叠加以低压直流,宜用于在线检测应用较广泛局部放电法能检测出缺陷处发生的局部放电理论上可在线检测,关键是消除干扰在线检测困难较大tan法在运行电压下能检测劣化在线检测仪需要特殊设计应用较多直流分量法直流分量有可能反映劣化的绝对量因电流小更要排除杂散电流的影响已开始应用直流叠加法、、直流分量法法和tan测量的联合装装置直流分量法、、直流叠加法法、tan法三种方法组组成的综合在在线检测仪的的测量原理。。交联聚乙烯电电缆绝缘老化化原因及表现现形态老化原因老化形态老化原因老化形态电效应运行电压、过电压、过负荷、直流负荷局部放电老化电树枝老化水树枝老化化学效应化学腐蚀、油浸泡化学腐蚀化学树枝机械效应机械冲击、挤压外伤机械损伤、变形电-机械复合老化热效应温度异常、冷热循环热老化热-机械老化生物效应动物啃咬微生物腐蚀成孔、短路日本目前通用用的直流叠加加法测量绝缘缘电阻的判断断标准测定对象测量数据（M）评价处理建议电缆主绝缘电阻＞1000良好继续使用100~1000轻度注意继续使用10~100中度注意密切关注下使用＜10高度注意更换电缆电缆护套绝缘电阻＞1000良好继续使用＜1000不良继续使用、局部修补在线检测tan的参考标准参考标准＜0.2%0.2%~5%＞5%状态分析绝缘良好有水树枝形成水树枝明显增多电力电缆的故故障诊断电缆故障分类类：开路故障、低阻故障、高阻故障开路故障：电缆主绝缘缘（相间、相相对地）的绝绝缘电阻正常常，但工作电电压不能传输输到终端，或或虽然终端有有电压但负载载能力较差，，这类故障称称开路故障（（断路故障）。低阻故障：电缆主绝缘缘受损，绝缘缘电阻明显下下降（短路故障、接地故障）。高阻故障：（相对于低低阻故障而言言）电缆主绝绝缘电阻较大大，但随试验验电压升高，，发生突变，，包括泄漏性高阻故故障和闪络性高阻故故障。泄漏性高阻故故障：随试验电压升升高，泄漏电电流逐渐增大大，且大大超超过规定的泄泄漏值。闪络性高阻故故障：绝缘电阻值很很大，但试验验电压升高到到一定值时，，泄漏电流突突然增大的故故障电缆故障位置置探测技术（1）电桥法电缆接地故障障电电缆两相短路路故障电桥法法查找找电缆缆故障障的限限制条条件：：1、故障障电缆缆至少少要有有一相相绝缘缘良好好；2、电缆缆不能能是断断线故故障；；3、电缆缆要有有准确确的长长度。。（2）低压压脉冲冲法测量原原理：：传输输线中中波的的传输输与反反射。。反射波波波形形特征征断线故故障波波形接地故故障波波形（3）声测测法（1）直接接监听听放电电声（（高阻阻故障障适用用，低低阻不不适用用）（2）检测测机械械振动动波。。将放放电引引起的的微弱弱机械械振动动波转转换成成电信信号，，然后后将电电信号号进行行放大大，再再通过过耳机机还原原成声声音。。利用高高压脉脉冲使使电缆缆故障障点放放电，，通过过检测测放电电声进进行故故障定定点。。3、探测测路径径或鉴鉴别电电缆（1）音频频检测测：在待测测电缆缆上加加入特特定频频率的的电流流信号号，通通过接接收该该电流流信号号在电电缆周周围产产生的的磁场场信号号来查查找出出电缆缆路径径和识识别出出被测测电缆缆。（2）电流流检测测：使使用钳钳形电电流表表检测测电流流强弱弱。电缆接接地问问题1、电缆缆屏蔽蔽层上上的感感应电电压变压器器原理理2、单芯芯电缆缆与三三芯电电缆感感应电电压的的差别别三相系系统，，参数数平衡衡3、单芯芯电缆缆与三三芯电电缆的的接地地方式式35kV及以下下电压压等级级，采用用两端接接地方方式；35kV以上电压等等级，采用用单端接地地方式式。4、钢铠和和铜屏屏蔽层层的接地地焊接在在一起接地地；单单独接接地。。单端接接地存存在的的问题题感应电电压过过高，，危及及人身身安全全及护护套绝绝缘。。相关规规程要要求：：单芯电电缆一一点接接地时时，金金属护护套任任一点点的感感应电电压不不应超超过50-100V（未采采取不不能任任意接接触金金属护护层的的安全全措施施时，，不得得大于于50V；如采采用安安全措措施时时，不不得大大于100V）。如果大大于此此规定定电压压，应应采取取分段段绝缘缘或交交叉互互联。单芯电电缆线线路的的几种种接地地方式式1、一端端接地地，另另一端端通过过护层层保护护接地地线路长长度：：500~700m。这种接接地方方式须须安装装一条条沿电电缆线线路平平行敷敷设的的回流流线，，回流流线两两端接接地。。回流线线与中中间相相距离离0.7s，并在在线路路一半半处换换位。。1-电缆、、2-终端、、3-电缆屏屏蔽线线、4-护层保保护器器、5-接地箱箱、6-回流线线、7-接地箱箱2、线路路中点点接地地，两两端通通过护护层保保护接接地线路长长度：：1000~1400m。在线路路的中中间位位置，，将屏屏蔽直直接接接地，，电缆缆两端端的终终端头头的屏屏蔽通通过护护层保保护器器接地地。中中间接接地点点一般般需安安装一一个直直通接接头。。第二种种方式式：线线路中中点通通过绝绝缘接接头断断开屏屏蔽，，屏蔽蔽两端端分别别通过过护层层保护护器接接地，，电缆缆两端端直接接接地地。3、屏蔽蔽层交交叉互互联电缆线线路：：1400m以上。。线路分分成长长度相相等的的三小小段或或三的的倍数数段，，屏蔽蔽层经经交叉叉互联联箱进进行换换位连连接。。交叉叉互联联箱装装设护护层保保护器器，完完成一一次交交叉互互联后后安装装一组组直通通接头头，屏屏蔽层层经接接地箱箱直接接接地地。电缆接接头应应注意意的问问题电缆头头：电缆缆终端端头、、电缆缆中间间头（1）线芯联联接联接电电阻小小而且且联接接稳定定，能能经受受起故故障电电流的的冲击击；长长期运运行后后其接接触电电阻不不应大大于电电缆线线芯本本体同同长度度电阻阻的1.2倍（2）绝缘性性能绝缘性性能不不低于于电缆缆本体体，所所用绝绝缘材材料的的介质质损耗耗要低低，在在结构构上应应对电电缆附附件中中电场场的突突变能能完善善处理理，有有改变变电场场分布布的措措施。。1、电缆头头的基基本要要求：（1）电缆缆内部部电场场分布布电缆内部的电场场只有有从导导线沿沿半径径向屏屏蔽层层的电电力线线，没没有芯芯线轴轴向的的电力力线，，电场场分布布是均均匀的的。（2）电缆缆终端端电场场分布布电缆屏屏蔽层层切开开后，，在屏屏蔽端端口将将产生生电力力线集集中现现象，，电场场在端端口处处不但但有垂垂直分分量，，而且且出现现切向向分量量。2、电缆缆端口口处的的电场场分布布电应力力控制制就是是采取取适当当的措措施，，使端端口处处电场场分布布处于于最佳佳状态态，从从而提提高电电缆附附件运运行的的可靠靠性和和使用用寿命命。（1）几何形形状法法：采用应应力锥锥优化电场分布应力锥锥将屏屏蔽层层的切切断处处进行行延伸伸，使使零电电位形形成喇喇叭状状，从而改善电电场分分布。3、电缆缆端口口电应力力控制制方法法应控管管是通通过采采用高高介电电常数数绝缘缘材料料（ε>20），从从而优优化端端口处处的电电场分分布。。没有应应力管管的电电场分分布有应力力管的的电场场分布布（2）参数控控制法法：采用应控管管优化化电场分布中低压压电缆缆附件件主要要种类类采用应应控管（参数控控制法法）处理电电应力力集中中问题题。优点：安装方便、价格格便宜宜。关键技技术问问题：（1）硅脂脂填充充，消除除气隙隙；（2）应力力管与与绝缘缘屏蔽蔽搭接不少于于20mm，防止应力管管收缩缩与绝绝缘屏屏蔽脱脱离；（3）热收收缩附附件因因弹性性较小小，运运行中中热胀胀冷缩缩时可可能使使界面面产生生气隙隙，因因此应应注意意密封封，防防止潮潮气浸浸入。。1、热收缩缩附件件采用应应力锥锥（几何形形状法法）处理电电应力力集中中问题题。优点：材料弹弹性好好，改善界界面性性能；无需加加热即即可安安装。。缺点：对电电缆外外径尺尺寸要要求高高，过过盈量量通常常在2-5mm。过盈盈量小小，容容易出出现爬爬电故故障；；过盈盈量大大，安安装困困难。。关键技术问问题：（1）附件尺寸与与待安装电电缆尺寸配配合要符合合规定的要要求。（2）安装时采用用硅脂润滑滑界面，一一是便于安安装，二是是填充界面面气隙。2、预制式附件件采用应力锥锥或应控管处理电应力力集中问题题。优点：同预制式附件件，比预制式附件件更优。缺点：对电电缆外径尺尺寸要求高高，过盈量量通常在2-5mm。过盈量小小，容易出出现爬电故故障；过盈盈量大，安安装困难。。关键技术问问题：与预制式附附件相同。冷缩式附件件产品从扩扩张状况还还可分为：工厂扩张式式和现场扩扩张式两种种。3、冷缩式附件件制作电缆附附件中的““铅笔头”问题制作电缆头头时，为什什么在电缆缆端部将主主绝缘层削削“铅笔头”形状？热缩型或绕绕包型结构构：绝缘端部必必须削成锥锥体，即制制成反应力力锥，同时