通过一般电气性能检测LXPE电力电缆的方法

1、四、耐压试验三、损耗因数tan五、局部放电一、绝缘电阻一般电气性能试验二、泄漏电流电力电缆检测和诊断方法一、绝缘电阻在线测量原理 对于电缆绝缘电阻的测试，属于非破坏性的测试，测试电压相对比较低(我们采用低压48V)，不会引起局部放电和电晕效应。另外，对于电缆材料而言，大多数采用夹层绝缘，绝缘结构很不均匀，松驰极化过程明显，吸收电流衰减缓慢，其容性负载分量较大，故通常将电缆的等效电路表示为一个电阻和和一个电容的并联，即下图中的 Rx 和 Cx 。目前广泛采用电压电流法电压电流法测量绝缘电阻，原理如图1所示。如果不考虑分布电容Cx的影响，由图1可知 式中 取样电阻 限流电阻 电源内阻 RRRURU

2、RisxoooRoRRi 当 Us 为近似理想电压源，即 Ri 约等于0，可以忽略，R0 与 R 为固定电阻，则绝缘电阻 Rx 与电压 U0 为单值函数关系，测出 U0 的大小即可得到 Rx 的阻值 。 但是由于电容 Cx 的影响，电缆的松驰极化过程明显，吸收电流衰减缓慢，只有在充电和极化过程完成之后，电容充电电流和吸收电流分量为零，即过渡过程结束时，这时才能测量出仅由泄漏电流分量所决定的真实绝缘电阻值 Rx 。由图1可知，过渡过程时间常数 与电容 Cx 及测量回路总电阻：RS=R0+R+Ri 有关，其大小如下式： 当电缆线路较长时，Cx 比较大，可达到 F 级，如果测量回路电阻RS 也较大，

3、则充电时间将很长，这不利于实时测量。另外，针对电缆绝缘电阻的在线测量，即对有源电缆进行绝缘测量时，应将电缆本身的有源信号对测量回路造成的影响尽可能减小。CRRRRRRRRxixixoon二、泄露电流二、泄露电流 电缆交流泄漏电流由容性电流和阻性电流组成，在正常运行情况下，XLPE电力电缆流过的主要是容性电流，阻性电流仅占较小的一部分，其两者之比一般在4-10倍之间，两者的相角差为90度，因而阻性电流的变化对泄漏电流有效值的影响较小。但是，在有绝缘缺陷的情况下，阻性电流的变化很大，容性电流与正常情况下相比变化很小，阻性电流的变化对泄漏电流的变化影响很大，阻性电流的大小能准确地反映电缆绝缘劣化的情

4、况。为了有效地测量阻性电流，以电容电流补偿法为例进行说明。 电容电流补偿法的基本原理 电容电流补偿法是将施加在电缆两端的与阻性电流同相位的电压信号u进行微分，得到一个与泄漏电流的容性电流 Ic 波形相同的补偿信号，将泄漏电流信号 i 经由电流传感器、放大器环节后，再与补偿电流信号分别送到差动放大器的同相和反相输入端，使泄漏电流中的 Ic 被抵消掉。补偿的过程就是将与容性电流波形相同的补偿信号，经增益可调放大器自动反馈控制，得到与电缆的容性电流幅值相等的补偿电流信号的过程，经容性电流全补偿即全抵消处理就可得到阻性电流Ir，原理框图如图下图所示。 电流测试仪的原理接线图如下图所示，差动放大器DFA

5、的两个输入端分别输入将总泄漏电流i信号经过i/u转换后的电压信号u和容性电流补偿信号Aus , A是放大器的增益。取样电压信号ucs经过微分电路DF，得到与容性电流波形相同的信号ucs1，再经自动增益电路GCA放大得Aucs1，即: A(du/dt),依靠自动调节电路达到 的平衡条件时，即可得到阻性电流。200u(u11dwtAucscs）三、损耗因数tan在线测量过零鉴相法过零鉴相法 这种方法主要原理是：在一定的频率下，正弦函数的电压和电流，在幅值过零之后的时间是与相位一一对应的。对电流和电压波形进行取样，通过比较施加于介质上的电压U和电流I波形过零时刻t1和t2，从而得到时间差t=t1-t

6、2 ，然后根据波形频率将此时间差转换为相角差，求得两者之间的相位差=（2 *t） T（T为工频周期），从而求得介损角=/2-。此种方法的最大问题是对过零点测量要求极高，故波形畸变对测量精度影响极大。另外对过零检测器的稳定性有很高的要求，容易受外界环境的干扰，从而限制了此种方法的应用。四、耐压试验 耐压试验法是判断绝缘性最直接的方式，它属于破坏性试验。迄今，鉴于工程实践中对高压XLPE电缆绝缘老化检测有效性方法极为有限，因而可能仍需依赖耐压试验做出判断。耐压试验不仅有较高准确性，还需顾及在施加电压下对绝缘性能危害的评估。 由于长电缆的电容量很大，用工频交流做耐压试验，需要大容量高压试验变压器，在

7、现场做试验是不现实的。过去都是用直流高压来替代交流，近年来发现直流高场强对XLPE绝缘会带来严重损害，现已基本不用。现在常用的一些耐压试验有：振荡电压试验、谐振耐压试验、变频串联谐振耐压试验等。 人们正在试用某种超低频高压，0.1Hz来做耐压试验，但它与工频高压的等效性，还有待进一步研究和积累经验。n 五、局部放电测量五、局部放电测量n XLPE电缆中的局部放电造成的危害，要比油纸电缆的严重得多。XLPE电缆允许的放电量很小（出厂时要求小于10pC），同时长电缆的电容很大，测量局部放电的灵敏度又低，再加上现场干扰大，在现场测量电缆的局部放电是很困难的，目前只能测到比较严重的放电。对于允许的放电

8、量尚无标准规定，一般认为放电量为上百pC，或虽只有几十pC的放电量但还在不断增长的，都应做为异常处理。n 差分法差分法n 差分法的基本原理就是将两块金属箔通过耦合剂分别贴在 XLPE电缆中间接头两侧的金属屏蔽筒上，通过这些电极进行局部放电信号的采集。差分法局部放电在线检测如图1所示。图中C3与C4为金属箔与金属屏蔽之间的等效电容，C3与C4基本认为是相等的。C1、C2为两段电缆绝缘的等效电容（其电容值基本认为相等）。检测阻抗为Zd。差分法检测电缆局部放电不必加入专门的高压源和耦合电容，也无需改变电缆的连接方式。n 采用差分法检测电缆局部放电，当绝缘连接盒一侧的电缆发生局部放电时，另一侧的电缆可以充当耦合电容，将局部放电脉冲耦合至高阻抗Zd上，耦合的信号经放大后输入示波器、频谱分析仪等仪器进行分析处理。在差分法检测过程中，信号采集、检测的频率范围约为3-12MHz。若频率高于 12MHZ则能量