摘要：城市电能基础作用的输送靠中压电缆，中压电缆附件及电缆本体主要缺陷原因是由于绝缘性能、附件结构、线芯导体和外层分隔、绝缘外凸等多种缺陷造成的，综合当前电缆状态检测方法和应用技术现状，对当中的局部放电检测方法进行深入研究，以提高相关检测技术应用水平。
关键词：中压电缆；状态检测；局部放电
一、引言
随着现代城市快速发展对电能供应需求量大大增加，对供配电网输送电能的可靠性和安全性要求也在不断提高，配电网在现代城市电能供应中起基础作用的是中压电缆输送方式，中压输送电缆的安全性、可靠性对当前我国的经济发展、人民生活质量提高有重要的影响，用户供配电的安全稳定性也主要是由中压电缆质量决定。中压电缆质量缺陷会引起输送过程中大面积停电，电网输送安全可靠性也大受影响，甚至会导致输变电的事故，使经济发展和人民工作、生活用电都得不到充分可靠的保障。
当前我国配电网中生产商供应的电缆主要是三芯线缆为主，提供给城市配电网电能输送使用。在电网运行过程中，中压电缆由于长时间在外界中运行输送容易受到高气温、高气压、外界环境作用影响很大，而且在施工安装现场一旦制作接头过程不按标准规范制作，造成损坏的电缆故障频繁发生。
二、中压电缆的主要缺陷
中压电缆在厂家完成生产之后再经过长距离运送、施工现场制作接头、现场铺设电缆等过程都有可能造成不同程度的缺陷现象。
1、 电缆附属配件缺陷
中压电缆附属配件通常包含有终端头、中间接头。电缆生产厂家并不完全包括所有产品，其附属配件由不同的供应厂家提供，再由电缆生产厂家把配套零件根据生产工艺把电缆结合成一个整体，接头和终端通过厂家制造和现场装配而成。通常影响电缆附属配件主要缺陷有：绝缘性能、热性能（抗老化性能、散热性能）、附件结构、安装工艺和工作运行环境。
2、电缆自身缺陷
中压电缆自身引起的缺陷有如下情形：微小创伤，线芯导体与绝缘分层，绝缘屏蔽表面突起，厚度不均匀等生产质量不良，偏心、裂纹、潮水气泡等杂质，除了容易受到外部受力破坏之外，导致中压电缆自身缺陷有两个主要因素：微小创伤和外表面突起，在外界长时间高温高压下的环境影响容易产生局部放电引起绝缘老化现象，塑料电缆长时间在水中浸泡导致水气进入里面，使绝缘纤维产生水解效应，在电场集中部位形成“水树枝”现象，造成绝缘击穿等现象，电缆自身引起的缺陷会引起整个系统的不同程度故障，如水分渗透、局部过热或者放电、接地点过多、介质损失过大等现象，这些现象要通过监测才能防范故障的产生。
三、 电缆状态检测的方法及现状
目前，国内外开发了多种中压电缆监测方法：局部放电监测及检测、运行温度监测及检测、接地电流测量、电缆绝缘水树的监测、绝缘电阻和泄漏电流检测、介质损耗检测等，电力电缆的状态检测的主要方法包括如下5 类。
1、 局部放电监测及检测
局部放电的检测方法有多种，通常分为离线和在线带电的方法，离线的方法要打开连接，并且停电几个小时才能进行放电检测。局放信号“能见度”电缆的低通特性会衰减信号的高频部分，较高的测量频率降低“能见度”。所以远离局放源就不可能用高频测量。中心频率的选择应尽可能低以看的尽可能远。从另一方面来说，使用高一些的中心频率可以实现在测量点实现高灵敏度测量，例如在终端附近。需要注意的是如果没有按照以上方法设置时，电缆本身或终端的谐振效应可能导致灵敏度的改变。
除了电缆自身外，电缆连通的内部高压设备也会有局部放电，所以局部检测中压电缆的时候，同时检测连通的分接箱、配电柜，从而更加准确地诊断电缆局部放电。局部放电检修是提高输电可靠性的重要技术手段。局部监测设备的成本不高，传统方法检出率较低，利于发现局部微小缺陷和隐患，可随时在线监测。
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2、监测电缆运行温度
电缆运行状态的重要控制参数是导体温度，。要测量电缆导体的运行温度技术上比较困难，只有沿着电缆线路通过感温光纤进行敷设，也可以采取绑扎电缆外套的措施对全线路进行测温。采用这种方法可以实现长距离、大范围、高精度测量，安装简易方便。但受到外界环境因素的影响，线芯温度与表面温度存在一定误差。
3、 电缆绝缘水树的监测
在 XLPE 电缆中有三种主要的局放机理：空穴，水/电树和突起。
对于被气体所充满的空穴，其较低的介电常数 er导致在绝缘特定的区域较高的电场强度。一旦局部场强超过绝缘的介电强度，其后果将是绝缘承受过大的电场应力从而导致局放。
如果密封保护损坏，则水可能进入绝缘系统。由于水蒸汽的压力，水可能扩散进 XLPE。水树将按照电场方向开始朝缆芯导体生长，因为水分子是极性分子。高电导率k 和减小的绝缘距离使电场增强。水树不能通过局放测量检测，但如果场强过高，它可以引发电树。
在内部或外部半导体层的缺陷，例如尖端，将导致不均匀电场。逐步增加的电场一旦超过绝缘的介电强度则导致局放发生和电树的发展。
4 、检测绝缘电阻和泄漏电流
绝缘电阻的检测指标通常包括耐电强度，介质损耗等重要因素在内，绝缘材料在正常状态方式逐渐变差与绝缘电阴有重要联系。在通信电缆中，绝缘电阻太低会对回路衰减、回路串音和长距离输送电泄露有严重影响，所以指标要求绝缘电阻值要高于标准值。要寻找绝缘电阻中生产工艺的缺陷可以通过检测的方法，能检测出绝缘电阻有没受潮，受到外部污染和有杂质掺入，绝缘层是否开裂受到影响。在正常运行过程中，经常要检测绝缘电阻和泄漏电流，以此作为是否能够继续安全运行的主要依据。
5、 介质损耗检测
电缆中的绝缘体在交流电场中由于电流的泄露和各种极化存在，会形成介质损耗，通常用介质损耗因数或损耗角正切值（TANδ）来表示，它不但会大大地浪费电能，而且还会使介质（绝缘体）发热，大大加速绝缘老化程度，因此TANδ也是电缆主要参数之一。这个参数可以测量电容和损耗因数来发现绝缘是否有受潮，绝缘层和屏蔽层脱落等是否存在有绝缘劣化现象，因此无论在电缆制造或电缆运行中都有进行电容和TANδ的测量。对高压电缆，Cx和TANδ的测量都在其工作条件下，即工频高压下进行的，运行过程通常采用的都是高压西林电桥，近年逐步使用电流比变压器电桥。
四、结语
在上面对中压电缆状态检测的几个方法中，局部放电监测、温度监测技术得到的绝缘信息丰富，很容易于达到检测目的，检测运行质量也很好，而对电缆的绝缘电阻、介质损耗的测量，不能准确检测绝缘的局部缺陷。实际在电缆运行过程中，XLPE电缆的许多故障是由局部放电引起的，XLPE电缆发生局部放电时，其绝缘电阻、介质损耗通常不会发生改变。
对于中压电力电缆的施工过程具有电压高、屏蔽多、线路距离远、施工现场环境较差、施工作业规范要求高等特点，中压电力电缆的敷设、安装、接地方式产生多种缺陷情况，而且采用隐蔽性较大的埋地敷设和电缆沟敷设方式比较多，导致电缆故障的过于复杂多变，大大增加电缆故障点修复的难度，因此，常采用地电波与超声波局部放电监测技术，检测与预防中压开关柜缺陷，避免故障的产生。只有正确使用和精心进行维护检测才能杜绝或避免故障的发生，平时作好充分的监测，评判设备和电缆处在最佳状态，以保证电缆线路安全。
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论文作者:郑永恒
论文发表刊物:《电力设备》2017年第7期
论文发表时间:2017/6/30
标签：电缆论文; 局部论文; 中压论文; 缺陷论文; 测量论文; 电场论文; 电阻论文; 《电力设备》2017年第7期论文;