現在,國內外廣泛開展帶電檢測方法的研究,提出了多種方法。實際的運行過程中發現,大部分電力電纜故障是由電纜絕緣發生劣化引起的。引起這種電纜發生劣化的原因較多(有電劣化、熱劣化、化學劣化、機械劣化甚至鼠蟲害引起的劣化等),但zui主要仍是電劣化。其主要劣化形態為:①局部放電電劣化;②電樹枝劣化;③水樹枝劣化。研究表明33kV以下的固體絕緣電纜中,引起絕緣劣化的主要是水樹枝劣化。但無論哪種劣化都可能造成絕緣電阻的下降,泄漏電流的增加及介質損耗tgδ變大等現象。使得在工作電壓下交流損失電流變大,使得流過絕緣的電流中所含的直流分量增大。因此,可以通過對電纜絕緣的在線監測來測定劣化信號,判定電纜絕緣是否能繼續運行。電纜絕緣的劣化信號一般來說極其微小,如因樹枝狀劣化產生的直流分量電流為n*,zui大的也只不過為μ*。因此,國外在對高分子絕緣材料劣化的基礎物理過程進行大量研究的基礎上,針對劣化信號,研究并采取了相應的監測措施。電纜絕緣在線監測的方法有很多種,如直流電流法,直流電壓迭加法,交流電壓迭加法,低頻交流迭加法等等。
2.1直流電流法
電纜在交流電壓作用下,若發生水樹枝劣化,則電流中含有直流成分,且樹枝劣化長度與直流分量電流存在一定關系,故研究采用直流電流分量監測法。但由于直流分量電流極小(一般為n*),因此容易受到雜散電流的干擾。且在電纜端部表面泄露電阻因脹污或因雨而下降時,測量誤差很大,故此必須要清拭端部且要在天氣晴好時測量,所以這種方法的使用受到很大的限制。
2.2直流電壓迭加法
針對電纜中水樹枝長度與絕緣電阻的關系,研究了直流電壓迭加法。直流電壓迭加法因散雜電流的變化或端部表面泄露電阻變低而產生較大的測量誤差。且直流電壓是經中性點接地的電壓互感器旋加于電纜的,若互感器中長期流過直流電源會發生磁飽和現象而產生零序電壓,可能使變電所內繼電器誤動作。
2.3低頻交流迭加法
針對電纜中水樹枝長度與絕緣電阻的關系,研究了低頻交流迭加法。低頻交流迭加法是一種較好的方法,所監測的交流損失電流在原理上隨著劣化的發展而變大的。但在使用中應認真確認電纜端部的工作狀態,例如為調整端部電場分布而裝有應力環時,即使電纜絕緣良好,交流損失電流也較大,那么僅根據在線監測的信號,就可能作出”絕緣不良”的誤判斷。
2.4交流電壓迭加法
交流電壓迭加法的測量原理是:在電纜的屏蔽層上迭加101Hz(即2倍工頻+1Hz)的交流電壓,監測樹枝劣化而產生1Hz的劣化信號。由于樹枝劣化的電纜上迭加工頻+約1Hz電壓時,被測的劣化信號zui大,可采用這種方法檢測出1Hz的劣化信號的強弱來判斷電纜劣化的程度。這種監測方法的優點是:①可從電纜接地線處迭加電壓,測定簡單方便,不僅可作為在線監測,也可作帶電監測,用一套設備監測多條電纜;②因迭加電壓檢測的是已知劣化信號,即1Hz信號,故檢測精度高,抗干擾能力強;③受鎧裝絕緣電阻及端部污損等因素影響較小。
3結論
通過以上的分析比較,我們可以發現在不帶電檢測方法中,二次脈沖法是一種比較好的方法,在帶電檢測的方法中,交流電壓迭加法是目前比較好的一種方法。雖然帶電檢測的方法還不很成熟,比如對絕緣劣化程度的判斷等方面,還需要做大量的研究工作,但是這是電力電纜檢測的一種發展方向。
