摘要:笔者借助电缆介损测试技术,对电力电缆绝缘老化程度进行了相应的分析,在此过程中,通过现场实验工作,对试验数据的相关内容进行了系统的探究,参照IEEE标准,提出了最为适宜的电力电缆绝缘老化评估结果,希望笔者的分析给有关技术测量人员以一定的借鉴和参考。
关键词:电力电缆绝缘老化;测试技术;老化研究;分析
在当前社会发展的背景下,我国的电力电缆已经广泛的应用到了35kV及其以下的电压等级之中,同时也在趋向于高压以及超高压方向发展延伸,正是因为电力电缆的敷设过程中,电力电缆埋设于地面之下,这就给电力电缆的运行形成了极大的阻碍,电力电缆运行环境处于极其恶劣的环境之中,其中涵盖着诸多的热力、水、有机化合物、酸、碱以及油等物质,在这些条件下的电力电缆很容易出现电缆绝缘老化现象,特别是在一个绝缘体之中,老化是极具代表性的问题之一,这一现象的出现将会呈现出不可逆性,甚至会给电力电缆的使用性能带来极大的负面影响,如果电力电缆出现故障问题之后,所带来的问题将会是难以评估的,所以,要想对电力电缆的故障问题予以规避,就要通过老化测试的方式,提前对一些趋于老化的电力电缆进行预处理,确保电力电缆的应用效率,基于此,笔者针对电力电缆绝缘老化测试技术的应用方式进行了相应的分析,而后提出了自己的相关思考。
一、对于电力电缆绝缘老化问题的评估原理分析
(一)关于其基本原理的浅析
介质耗损因数测量也常被称为“介损试验”,正是由于耗损的能量较小,同时所涉及的绝对功率也较少,因此,通常不会应用焦耳或是瓦特来作为它的单位,应用电介质之中的电流通常会有无功分量或是有功分量的比值予以表达,即:tgδ。它属于一个无因次的量,仅仅和绝缘材料的实际性质相关,但是却和几何尺寸、结构亦或是形状有关,由此可见,这样的测量方式更加利于后期的判别,在交流电压的作用下,介质所呈现的形态也是极为繁杂的[1]。
一般情况下,绝缘介质也可以被视作一个系统化的等值电阻R,亦或是一个等值无耗损电容C,二者实现有机的串联,就是所谓的绝缘介质。介质的总电流为Ì,是经由电阻R的的功率,同时这样表示的是全部的介质损耗,此时的ÌR越大,那么所涉及的介质哈耗损也就越大,结合ÌR的大小,对Ì以及ÌC两者之间存在的关系,可知,两者之间的夹角δ越大,那么此时的ÌR也就越大,所以,可以将δ称为介质损失角度[2]。
水树枝可谓是电缆运作中最为主要的老化问题,水树枝容易在电场的作用下实现长时间的转化和氧化,最后会因为水树枝尖端而生成电树枝,但是它自身也会有机会转变为电树枝,很可能会因为电树枝的作用,逐步实现局部放电,在此过中,电缆绝缘将非常容易在短期之内发生击穿事故,如果事故严重的还有可能导致电力电缆的应用可靠性无法得到保证,要想对此类事故问题予以规避,首先就需要借助相关的测量技术,对电缆介质损耗问题及时定位,同时对电缆绝缘的内部的介质损耗予以分析和探究[3]。
(二)对于电力电缆绝缘评估的依据分析
结合1995年法国凡尔赛国际电线电缆学会之中,有关的专家学者对于电力电缆的介损问题进行了相应的分析,而后又提出了老化程度和电缆介损之间的关系。电缆介损值的测量结果将会随着电压的变化而发生改变,这与被测电缆绝缘层的老化状态具有非常密切的联系,与此同时,电缆的介损程度以及最终的测量电压不会发生变化,老化程度越大的电缆设备,它的实际介损值会随着电压的增加而随之增加。
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近几年来,笔者对实测数据通过威布尔连续概率分布情况进行了相应的分析,对其统计分析结果进行了探究,在此过程中,可以提炼出“介损变化率”“介损时间稳定性”以及“介损平均值”等层面做了评估工作,
二、对于电力电缆绝缘整体的老化状态测试方式探析
(一)对于测试的基本原理和方式分析
要想对电力电缆绝缘整体老化程度予以测量和分析,同时保证测量的精度和准确度,笔者针对某单位的电力电缆绝缘整体老化状态进行相应的测量和分析,这里所选的测量方式是通过0.1Hz超低频电压测试方法完成测量任务的,测量的信号需要从高压位置进行截取[4]。
在此过程中,需要对电力电缆的介损情况予以测量和分析,而后通过测量系统的作用,将介损变化情况予以自行展示,随着被测试电压的变化情况、电压变化曲线以及介损值的变动情况等等。与此同时,可以将电力电缆的检修方式分为三种检测等级,分别为“需要进行检修”“无需进行检修”以及“进一步测试 ”这三个检测等级。
电力电缆介质耗损因数也随着外部环境的变化,电缆绝缘的劣化,将会导致电缆介质耗损因数的变化,同时测量电压也会形成一定的变化趋势,如果此时的测量电压高出某一个数值之后,那么,介质耗损的相关因数也会随之增加。
经过笔者分析研究之后,发现0.1Hz的交流电电压之下的介质耗损情况,可以在工频电压之下实现测量,同时还可以在0.1Hz的低频电压之下进行测量,如果在相同的测量背景下,比如,其中的测量电压值、测量环境温湿度、测量电压频率以及电缆主绝缘温度等条件都相同的基础上,和初值进行比较,介质耗损的相关因数也会显著增加,如果此时的XLPE电缆的介质耗损因数超出0.002时,那么此时的电缆投运方式需要做好进一步的分析和探究,而后再实施交流耐压实验工作,这样可以促使最终的实验更具科学性和合理性,提高实验过程的精准度[5]。
(二)对于试验相关数据分析
结合上述笔者的分析可知,电力电缆的测试之后,对其中的某一条电力电缆进行分析,其中的A相介损变化情况为(1.5U0-0.5U0)=1.04‰,其中的B相介损变化情况为(1.5U0-0.5U0)=0.83‰,其中的C相介损变化情况为(1.5U0-0.5U0)=0.77‰。由此可知,被检测电缆的运作情况较为健康,下一次电缆介损测试工作的落实可安排在五年以后。
结束语
综上所述,当前社会背景下,我国的电力事业发展水平正在逐年提升,但是,电力系统的运作过程中,因为涉及面较广,容易出现诸多的阻碍性问题,其中的电力电缆故障就是典型代表,电力电缆的运作过程中,极易受到外界环境的影响,导致电力电缆出现故障,在此过程中,就需要应用电力电缆整体老化测试技术,测量电力电缆的实际的运作情况是否健康,通过测量结果之中的介质损耗测量方式,使电缆可以符合电力系统的运作需要,保障电网的可靠运行,希望笔者的分析给相关技术人员以一定对借鉴和参考。
参考文献:
[1] 张宗喜,曾宏,方欣等.电力电缆绝缘整体老化测试技术的研究及应用[J].中国电业(技术版),2016,12(2):49-51.
[2] 张宗喜,曾宏.电力电缆绝缘整体老化测试技术的研究及应用[C].//中国电机工程学会高电压专业委员会2015年学术年会论文集.2015:1-1.
[3] 邓军,何庆冬.高速电气化铁路27.5kV牵引供电电缆绝缘状态预维护带电检测技术应用[C].//2013 年第五届中国铁路电气化技术装备交流大会暨2013 铁路电气化技术装备交流展示会论文集.2013:241-246.
[4] 马文岩.电缆测试仪器在10KV电力电缆故障处理中的应用[J].乡村科技,2014,18(18):84-85.
[5] 张宗喜,曾宏.电力电缆绝缘整体老化测试技术的研究及应用[C].//中国电机工程学会高电压专业委员会2015年学术年会论文集.2015:1-4.
论文作者:夏催强,周昊
论文发表刊物:《电力设备》2017年第18期
论文发表时间:2017/11/6
标签:电力电缆论文; 测量论文; 电缆论文; 介质论文; 电压论文; 测试论文; 因数论文; 《电力设备》2017年第18期论文;