摘要:随着近年来我国电力事业的不断发展,在满足我国社会发展对于电力需求的同时,其电力建设与土地资源的矛盾也日益突出。电力电缆作为现阶段最为常用的一种线路铺设方法,相比于传统的架空线路,这种线路铺设方法占地较少且可靠性更高,因此被广泛的应用于配网线路建设过程当中。但是在配网电路运行过程中,其故障发生率也相对较高,因此,做好电缆绝缘性能诊断工作也是现阶段电力发展过程中较为重要的一项工作。基于此,本文对基于超低频介损检测的电缆绝缘性能评估与影响因素进行了探究。
关键词:电缆绝缘性能;超低频介损检测;评估;影响因素
随着电力事业的不断发展,我国的电网配网建设规模也越来越大,但是在实际的建设过程中,由于受诸多因素的影响,很多电力电缆在实际的使用过程中依然存在着诸多问题,如绝缘老化、外力破坏等等,不但会缩短电缆的使用寿命,还会在较大程度上影响配网线路的安全稳定运行。因此,做好电缆绝缘性能测试和诊断工作就显得尤为重要。
一、电缆绝缘检测方法概述
电缆绝缘检测作为诊断电缆绝缘性能的一种重要方式,在及时发现并排出电缆故障,提升电力系统安全稳定运行方面发挥着非常积极的作用。对于电缆绝缘检测工作而言,在其实际的检测过程中,现阶段较为常用的在线检测方法为:局部放电法、介质损耗因数法、直流法、交流叠加法等等[1]。尽管现阶段在线检测方法可以实现对于电缆绝缘性能的检测,但是在实际的应用过程中,却存在着检测信号弱、精度不高、极易受外界干扰等问题,加之缺乏相应的行业标准,使得其相关技术很难准确的对电缆绝缘性能进行反映。除了上述的几种检测方法外,超低频电压介损检测也是现阶段测试电缆绝缘性能的一项重要手段。相比于其他检测方法,超低频电压介损检测不但可以有效的对由于各类原因导致电缆绝缘性能下降的电缆进行检测,而且对于电缆的损伤相对较小,现阶段已经被广泛的应用于电缆交接试验、停电预试以及诊断性试验测试过程中,对于提升电力电缆使用性能有着非常积极的意义。
二、电缆介质损耗概述
1、电缆介质损耗的定义
所谓的电缆介质损耗,指的就是在电缆使用过程中,绝缘材料在电厂作用下,由于受介质电导和介质极化的滞后效应,往往会在其内部引起能量损耗,这类能量损耗往往被称为介质损耗。现阶段大多是以tanδ表征,一般来说,tanδ只与材料特性有关[2]。
2、电缆介质损耗与电缆绝缘老化之间关系分析
对于现阶段电网配网中所使用的电缆而言,由于其大多是处于地下,因此在其运行过程中,由于受热效应、机械应力或者恶劣环境等因素的影响,往往会出现电缆受潮、接头老化以及水树劣化现象,进而导致电缆绝缘性能逐步降低,介损增加。简单来说,电缆介质损耗与电缆绝缘老化之间的关系为:电缆介质损耗越大,电缆的绝缘老化就越严重。也正是因为如此,现阶段在进行电缆绝缘老化检测时,往往会将tanδ作为一个重要的指标。
三、电缆超低频介损检测方案概述
1、检测频率
在进行电缆超低频介损检测时,检测频率往往会对检测结果的准确度产生直接的影响,因此,要想精确的对电缆介质损耗进行检测,其中最为首要的一项工作就是选择合适的检测频率。在进行检测频率确定时,应根据具体的检测方法、电缆类型以及引起介质损耗的原因来对检测频率进行确定。以温松弛电流法检测XLPE电缆为例,其检测过程中电压频率应选择为0.1Hz。
2、检测方案
对于超低频电缆介质损耗检测试验而言,其具体检测步骤应严格按照《指南屏蔽电力电缆系统的现场测试使用甚低频》中的要求开展相应的检测工作,测量设备为超低频介损测试仪。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在检测工作开始之前,检测人员应保证受检电缆处于停电状态[3]。然后使用测距仪对电缆线路的长度、接头位置以及接头树木进行测试,使用兆欧表对受检电缆的三相对地绝缘电阻进行测量,三相对地绝缘电阻标号分别为L1、L2、L3。首先将超低频介损测试仪与高压测量想相连接,然后将测量线与L1相连接,测试其介质损耗,测试完成后,对其进行放电;其次是L2、L3进行测试,在整个测试过程中除了被测相外,其他电缆终端机检测设备的保护端子均保持接地。
在检测试验过程中,应首先对在间断输出电压为0.5U0,频率为0.1Hz的低频电压对受检电缆进行测试,每次测试的时间间隔为10s,共测试8次,记录每次测试的tanδ数值,并对其平均值、标准差以及变异系数进行计算,以此来对电缆介质损耗值以及稳定性进行判断。待完成低频电压0.5U0测试后,将低频电压等级调整为1.0U0和1.5U0,并对其数据进行计算。除此之外,本次测试介质损耗数据诊断标准均按照《指南屏蔽电力电缆系统的现场测试使用甚低频》进行评估,并以此为基础对电缆介质损耗进行确定。
四、电缆绝缘性能影响因素概述
研究发现,影响电缆绝缘性能的因素有很多,其中作为主要的因素有两点,一点为电缆运行年限,一点为电缆敷设方式。
1、电缆运行年限对于电缆介质损耗的影响
本文通过对不同电缆使用年限下特殊电缆状态比例进行了研究,选取了区域内150条电缆作为主要研究对象,通过对其不同年限下特殊状态电缆进行了研究,研究结果表明,在点看运行初期,由于受电缆安装不当或者附件质量等因素的影响,极易导致电缆受潮进水,进而使电缆的绝缘性能下降,特殊状态下电缆所占比例较高;当电缆运行进入稳定期后,电缆的绝缘性能也趋于稳定;当电缆使用20年之后,其绝缘性能严重下降,特殊状态下电缆所占比例也大幅度增高。也就是说,在电缆运行过程中,其运行初期(1-5年)和运行多年(20年以上)的电缆更容易出现故障[4],在实际的检查过程中,应重点对这类电缆进行关注。
2、电缆敷设方式对电缆绝缘性能的影响
除了电缆运行年限外,电缆敷设方式也是硬性电缆绝缘性能的一项重要因素。在实际的电缆敷设过程中,不同的敷设方式对于电缆绝缘老化程度的影响也存在着一定的差异。本次研究通过对150条电缆进行研究,其主要敷设方式为管井敷设、隧道敷设以及直埋敷设,通过对三种不同状态下电缆绝缘性能进行分析,笔者发现不同敷设方式下的电缆绝缘性能存在着一定的差异。研究结果表明,管井敷设以及隧道敷设电缆特殊状态明显高于直埋敷设电缆,也就是说,应用管井敷设与隧道敷设的电缆其发生故障的可能性更大[5],因此,在检查过程中,应对这两类敷设方式下的电缆进行重点检查。
综上所述,超低频介损检测作为一种新型的检测方法,通过对电缆介质损耗进行检测,并结合检测结果对导致其出现损耗的具体因素进行确定,本文研究发现,影响电缆绝缘性能的因素主要有两个,一个为电缆的运行年限,一个为电缆的敷设方式。在实际的配网电缆使用过程中,只有根据其具体情况采取相应的措施,才能真正意义上实现电缆介质损耗的降低,保证电网配网运行的安全性和稳定性,促进我国电力事业的长效稳定发展。
参考文献:
[1]李巍巍,杨琳,朱轲,杨舟,刘毅,李欢,李天华,周凯.基于超低频介损老化电缆绝缘修复效果评估[J].青海电力,2018,37(02):1-4+17.
[2]任志刚,李伟,周峰,刘守全,车瑶,李明春,姒天军,王羽.基于超低频介损检测的电缆绝缘性能评估与影响因素分析[J].绝缘材料,2018,51(04):64-68+74.
[3]王琳媛,白迪.配网电力电缆绝缘性能诊断技术[J].山东工业技术,2017(22):168.
[4]翟晓松,庞展.电力电缆绝缘性检测技术探究[J].城市建设理论研究(电子版),2017(02):143.
[5]曹维国,赵江,韩旭.浅谈电力电缆绝缘性试验[J].科技视界,2016(03):261.
论文作者:李昌,李彬
论文发表刊物:《电力设备》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/11
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