摘要：通过对电线电缆绝缘性能检测和使用寿命的评估，有助于及时发现绝缘缺陷，排除设备故障隐患，降低人机损伤风险，从而保证电力系统的安全运行。合理设置绝缘材料的检测项目，探讨对绝缘材料的检测方法极为重要。分别从定量和定性两个方面，客观反映电线电缆的绝缘性能。
关键词：电线电缆；绝缘检测；技术探讨
1导言
电线电缆作为电能重要的传输与分配的载体，贯穿电力系统各个环节，因而对电力系统的安全性和可靠性提出了更高的要求。电线电缆的绝缘性能也决定了电力系统中各电力设备的寿命。绝缘性能失效时，容易导致设备电气故障、线路短路失火等，影响整个电力系统安全运行。所以重视绝缘性能问题，探讨绝缘性能的检测与其寿命的科学评估有助于提高电力系统安全性和可靠性，具有极其重要的现实意义。
2电线电缆绝缘检测技术概述
电线电缆绝缘检测的材料可以按照物质形态分为固体、液体与气体三种。而固体材料又从加工工艺分为注射绝缘与挤出绝缘两种形式，固体绝缘材料具有特有的加工工艺广泛地运用在电线电缆产品中。对于电线电缆绝缘材料而言，在线运行数十年后，材料的绝缘性能会呈现一定的老化趋势，在对绝缘材料老化问题进行研究，发现其具有热老化、机械老化、电老化等多种老化现象。对于热老化而言，指材料的内部结构在受到热量影响的情况下，材料的整体性能出现劣化现象。
3电线电缆绝缘检测项目
3.1电气性能检测
成品电线电缆绝缘材料检测的电气性能项目大致为绝缘电阻、耐电压。绝缘电阻表征电线电缆绝缘材料在规定条件下的直流电阻，即加载直流电压于电解质上，经过极化过程后，流过电解质的泄漏电流对应的电阻。耐电压试验是检验电线电缆承受过电压的能力的主要方法之一。其试验能够发现绝缘的局部缺陷、受潮及老化发生，检查出成缆过程中绝缘层出现沙眼、表面突出、偏心等缺陷。
3.2环境性能检测
环境性能包括高低温试验、热稳定性时间、热失重等。通过模拟电线电缆实际应用场景，反映环境因素导致绝缘材料劣化程度。低温试验通过对缆径划分为低温拉伸和低温卷绕，在低温环境下，衡量绝缘材料延伸性能及小曲率半径的抗开裂能力。热稳定性时间则衡量绝缘材料在规定温度下，抗氯化氢逃逸致使PVC绝缘分解的能力。热失重试验是反映在规定温度下，PVC绝缘材料中是否添加过量塑化剂、稳定剂等导致绝缘材料存在缺陷。
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3.3机械性能检测
电线电缆的机械性能是反映原材料优劣最主要的指标之一。在室温或低温环境中，能真实客观地反映电线电缆的抗张强度、伸长率性能，同时能反映出成缆过程中不合适的塑化温度和成缆速度造成的缺陷。由此避免电线电缆在架设后，在环境影响下因档距产生的垂弧致使缺陷暴露蔓延等。
3.4材料寿命评
热分析可以对再生料混入新料形成混合料的使用寿命评估和成品电线电缆在线运行数年之后剩余寿命的评估。可以提早发现绝缘材料劣化，降低因老化导致电线电缆短路引起严重后果的风险。热分析可分为差示扫描量热（DSC）和热重分析（TGA）。通过对绝缘材料进行热分析，评估剩余寿命。
4电线电缆绝缘检测技术
4.1电气性能检测技术
电线电缆绝缘电阻检测技术涉及到两种方法，一种是直接测量电线电缆的绝缘电阻，对于多层绝缘的电线电缆，可检测出线芯导体和屏蔽层之间的绝缘电阻的阻值。当电线电缆电压值不高时，就能有效测量两相地线的绝缘电阻。在这里要特别指出的是要按照电线电缆的类型、电压级别和所处环境等因素确定评判电阻的标准。另一种是有效测量残余电荷，先将 1min 直流电压施加给电线电缆，接着让线芯接地5min，之后在屏蔽层和线芯之间会形成交流电压，测量过渡直流电流和 1min 时间里的积分值就是残余电荷。测量得到的残余电荷越大，就表明电线电缆的绝缘性能越差，反之则表明电线电缆绝缘性能良好。该技术方法不会被串联抗组影响，经常应用于检测局部老化电缆的绝缘性能。绝缘电阻和耐电压试验均可以采用试验水槽，电线电缆导体作为正极，水作为第二电极（负极）。
4.2结构尺寸检测技术
在检测电线电缆时要注意观察其外观尺寸、结构，主要有外观检测、尺寸检测、结构检测。外观检测是判断电线电缆质量优劣最直观的技术方法，通过外在展现进行综合判定。部分电线电缆的质量问题都可以通过外观直观显示出来，只要发现外观问题，那么存在质量问题的几率就偏大。在检测时要先检查电线电缆表面的整洁度、光滑度，看表面有没有斑点、毛刺、油污、裂纹等，之后检查其导体的氧化程度、腐蚀程度是不是符合要求。尺寸检测对日常生活中所用的电线电缆并没有较高的要求，对高压交联电线电缆会更加严格，主要是检测电线电缆的外径、密度、偏心度、厚度等指标要求，针对绝缘层厚度、线径直径等进行具体的检测。结构检测就是全面检测电线电缆的缆芯结构和护层、断面、绝缘芯，需要结合外观检测、尺寸检测，保证电线电缆外观良好，尺寸符合相关标准。
4.3环境性能检测技术
通过恒温油浴槽给绝缘材料提供一个恒温环境，使得绝缘材料在规定温度下，表征其耐高温热解裂解的能力。PVC绝缘材料在热解过程中，HCl及小分子量聚烯烃逸出，在试管口放置刚果红试纸，记录试纸变色时间，根据检测标准判定是否符合要求。空气弹老化箱对PVC绝缘材料进行热失重试验，通过试验后质量损失来判断添加PVC绝缘材料的塑化剂等添加剂是否符合要求，从另一角度反映高温试验对绝缘材料劣化的影响。
4.4机械性能检测技术
电线电缆绝缘材料机械性能检测技术主要是利用电子拉力机检验电线电缆老化前后的抗张强度，即先通过测厚仪对电线电缆中间部位的厚度、宽度进行测量，再通过空气弹老化箱进行老化处理或进行低温试验，最后利用电子拉力机测量电线电缆在拉伸作用下断裂，得到最大抗拉应力、断裂伸长率，最终和标准规范对比来判断是否合格。
4.5绝缘材料寿命评估
当环境温度较高时，环氧大豆油作为增塑剂过量添加在PVC绝缘材料中，由于相容性较差，容易从绝缘材料中析出，所以可以通过TGA与气相色谱仪、质谱仪联用分析。在不同温度下，绝缘材料随温度升高，组分分别进行热解和裂解，分析逃逸出的气体，可以判断塑化剂和抗氧剂类型和含量，评价电线电缆绝缘是否会过早出现劣化现象。对绝缘材料进行DSC分析，DSC测定聚合物的氧化诱导时间（OIT）是模拟加速老化实验的方法之一。稳定的聚合物在氧化过程中首先是消耗加入的抗氧剂，抗氧剂对聚合物起着保护作用，待抗氧剂耗尽便开始迅速氧化。OIT不仅可以评价稳定化水平，也可以用来判断绝缘材料的使用寿命，对评价绝缘PVC材料的使用性能也具有重要意义。利用这一方法测量出绝缘材料不同温度下的OIT。结合化学动力学原理，通过阿伦尼乌斯公式计算得到寿命方程，综合评价绝缘材料的剩余寿命，也为在线运行的电线电缆剩余寿命提供参考。避免绝缘材料劣化严重导致不堪后果。
5结语
综上所述，电线电缆绝缘检测目前仍以事前预防试验为主，即在线运行前确保其可靠性；而在线运行后，随着电压等级、传输分配容量的提高，定期巡检存在一定的局限性和缺陷，不能全面评估绝缘性能的可靠性。从运行安全的角度来说，为确保电力系统的安全性和可靠性，应选择适用的检测技术，并严格按照试验方法和检测规范来施行；同时在电线电缆绝缘材料的检测过程中，应选择合适的检测项目来充分反映电线电缆绝缘材料的各项性能。对于绝缘性能不合格的电线电缆，禁止使用在电力系统中，并对在线电缆做出快速准确的故障诊断与定位。在网运行数年之久的电线电缆需评估绝缘材料的剩余寿命，客观全面掌握其产品质量，避免电线电缆劣化速度加快，导致对电力系统运行造成威胁。
论文作者:林天1张玲2
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第28期
论文发表时间:2019/8/22
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