交联聚乙烯电缆绝缘在线诊断技术探讨

修连柱

国网绥化供电公司

交联聚乙烯电缆绝缘在线诊断技术探讨

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本文简单介绍了交联聚乙烯在国内外的发展趋势，以及对于电缆绝缘的在线诊断技术的重要性，还对交联聚乙烯电缆绝缘损坏的主要原因进行分析，对交联聚乙烯电缆的在线诊断技术展开探讨，对交联聚乙烯在线诊断的意义及发展方向进行了探讨和展望。

交联聚乙烯；电缆绝缘；在线诊断；技术探讨

1 引言

在高压电网中，对电缆的要求很高，不仅需要具有绝缘性能和抗酸碱腐蚀性，还有耐高温、耐冷冻等优良特质。针对这些要求，交联聚乙烯问世。但是在恶劣的气候下，交联聚乙烯电缆绝缘会出现恶化，暴露在空气中的电缆会在高电场下绝缘恶化，而深埋在地里的电缆，容易产生水树使绝缘恶化。因此，相关专家要对交联聚乙烯电缆绝缘进行定期离线和在线诊断。

2 交联聚乙烯在国内外的发展趋势

2.1 国内的发展趋势

电缆的制造技术好，保证了电缆本身的质量，电缆出现问题时的诊断技术高明都能使电缆正常运行，目前，国内对于交联聚乙烯电缆的诊断为离线诊断，通过诊断结果，从而对电缆进行维护、检修或更新，这种离线技术就是断电，影响了电的使用，给用电户带来或大或小的麻烦和经济损失，并且离线时，电缆会因为施加的直流高压二次损坏，还会使性能质量良好的电缆发生绝缘层击穿等严重事故。而新的在线诊断技术就很好地解决了这个问题。它能在电网常规运行条件下直接进行诊断，不会对电缆造成直接或间接的经济损失。交联聚乙烯电缆在线诊断技术在国内正处于萌芽成长阶段，而国外的这一先进的诊断技术正在被广泛的应用中。

2.2 国外的发展趋势

在上个世纪80年代始，日本就开始对交联聚乙烯电缆在线诊断技术方面崭露头角，开发出直流分量法、叠加电压法和电介损耗法等多种诊断技术，并在后期对应技术设计出新的装备。

3 诊断机器及原理

在线诊断仪是由三部分组成的，保护箱、直流电压箱、主机。

保护箱分为电压保护装置和低通滤波器。电压保护装置是当电压高到危及人身安全的程度时，它能自动识别且将关闭输入端开关，形成断路，使屏蔽层屏蔽电流，保证人身安全不受伤害。过滤出所有交变信号，增大输入度拿的阻力，使它到主机的放大器这条路不通，而留下的直流信号则可以畅通无阻的到达主机。这就是滤波器的作用。

在主变压器的附近是直流电压箱，它的作用就是在电网中直流电流不能通过的背景下，在主变压器的中性点上通过电抗器将正负电压和直流电压叠加到一起。

主机由放大器、直流检流计和微机系统组成。

该诊断仪对在线电缆诊断时，主要使用两种方法：直流分量法和叠加电压法。直流分量法对环境要求比较高，只适用于噪声小的实验室。比较常用的是叠加分压法。叠加分压法就是通过叠压的电压产生的电流，得到主绝缘层的绝缘电阻。根据护层绝缘测量原理，直流电流通过屏蔽层对地的绝缘电阻、电源内阻和保护箱的输入电阻，通过读取显示器电流数据，就可按照公式求得所需电阻。

4 诊断技术

4.1 直流法

直流法分为三种：直流成份法、直流叠加法、电桥法。

直流成分法，就是电缆中有水树时，尖板电极在整流过程中形成微弱的直流，可以通过纳安级测量装置测出，此装置就是衰减交流成分，检出直流成分，保证诊断人员人身安全。但是此装置还会流过杂散电流，其电流值可以通过三相电缆零相电流零线形成的波形推算出，根据纳安级测量装置测得电流除去杂散电流得到准确的直流电流值。

直流叠加法，是测量通过电抗器叠加于电缆绝缘的直流电压来进行诊断。直流电压值要不高不低，以反映绝缘的实际情况。

电桥法，通过电桥线路测量电缆绝缘电阻。

4.2 工频法

工频法有两种：tgδ法和局部放电法。

tgδ法，测得的是绝缘缺陷的平均程度，可以用灵敏度为0.01%的测量装置来进行检测。它是通过将电缆电压和工频电流的信号取出，再由数字化测量装置测出，测量结果的影响因素就是电压和电流互感器角差，当测得的tgδ不大于1%时，绝缘良。

局部放电法，就是通过局部放电微机在线检测系统得出，它可以通过电树枝长度，诊断绝缘。对现场环境要求高，测量结果不准确。

4.3 低频法

低频法就是通过低频电流诊断绝缘电缆，对装置要求也是纳安级别，电缆中的电流因为水树的作用，在产生直流电流的同时，还会产生低频电流。低频叠加法，就是将低频电压进行叠加，再由相串联的装置测出绝缘电阻，测量结果小于400MΩ时，电缆就应该更换了，不小于1000MΩ时，性能良好。

4.4 复合诊断法

各种诊断法在进行诊断时，往往会受到多种因素的影响，比如说环境中的噪声等，这些会限制测量结果的准确性，因此要将几种诊断法进行协同配合，相互统一起来，这样测量的结果准确性高。通过不断的试验，分析结果，得出结论，用直流叠加法及tgδ法复合诊断结果准确率最高，结合种种因素，我国最终选择此复合诊断法。

5 结语

交联聚乙烯电缆绝缘在线诊断技术，对于维持电缆正常运行做了很大的贡献，它消除了过往离线诊断技术因为离线诊断造成的电缆二次损坏问题，节约了经济成本，还不会影响人们的正常生活，不会损害人们的切身利益，经过研究，发现tgδ法和直流叠加法复合在线诊断技术最为符合中国使用，国家相关部门已经投入大量资源在此技术研究上，交联乙烯电缆绝缘在线诊断技术在国内逐渐成熟，稳定，其结果更加保证诊断人员的安全，提高绝缘电缆的使用寿命，会更大程度的节省经济成本，此先进技术更是会提高中国的国际地位。

[1]卞善云.高压交联聚乙烯电缆绝缘老化及诊断技术探讨[J].住宅与房地产,2016(6):249.

[2]屈洪鑫,孙瑶.交联聚乙烯电缆在线绝缘诊断新方法研究[J].铁道工程学报,2007(4):69～72.

[3]吴倩,刘毅刚.高压交联聚乙烯电缆绝缘老化及其诊断技术述评[J].广东电力,2003(4):1～6.

[4]蔡丹宙,周汉亮,江斌.交联聚乙烯电缆绝缘的在线诊断及其仪器[J].电线电缆,1996(4):23～26.

[5]谈克雄,吕乔青.交联聚乙烯电缆绝缘的在线诊断技术[J].高电压技术,1993(3):73～77.