當今的電網係統中,電力電纜被大量應(yīng)用於(yú)主幹線路中,其擔負著實現(xiàn)大功率電能的輸送和分配的重要任務。從1kV到(dào)500kV,電力電纜(lǎn)在每一級電壓等級中都有(yǒu)應用。電纜(lǎn)線路圖如(rú)下:

時間 | 2007年 | 2008年 | 2009年 | 2010年(nián) | 2011年後(hòu) |
距離(千米(mǐ)) | 4610 | 5540 | 6610 | 7450 | 超(chāo)過8000 |
不可否認的是(shì),由XLPE電纜絕緣問題引起的電網(wǎng)事故也在持續的(de)增(zēng)多。運行經驗說(shuō)明,引發電網事故的重要原因之(zhī)一就是電力電纜(lǎn)故障,其影響著電網的安全穩定運行。在正常情況(kuàng)下,XLPE電纜有大約三十年的可靠運行時間。但電纜安裝後所處運(yùn)行條件複雜,使其有效使用年限不同程度地降低。盡管XLPE電纜的絕緣性(xìng)能優越(yuè),但是(shì)在隧道或者地下溝道中運行的電纜,一直處於潮濕環境,條件較為惡劣。電纜難免(miǎn)受到生物化(huà)學腐蝕,使其絕(jué)緣(yuán)性(xìng)能劣化。並且(qiě)在製造(zào)電纜時(shí)或者現場安裝電纜附件時可能產生局部缺陷(xiàn),將導致(zhì)電纜絕緣內生成電樹枝老化。電樹枝老化(huà)持續發展,最終會導致電纜故障。電纜在不同運行年(nián)限表現的故障(zhàng)類型及故障發生(shēng)率有所不同,見下表:

對電纜絕緣檢測,有離線(xiàn)和在線兩種方式。離線檢測(cè)包括交、直流(liú)耐壓試驗等。這些試驗項目(mù)應用(yòng)曆史較長,對電力事業的發展有重要貢獻,但(dàn)是這些試驗方法(fǎ)進(jìn)行時需(xū)要停電,並且這些試驗會對電纜絕緣在一定程度上造成損傷,加速其老化。因此,為了掌握電纜在運行時的絕緣狀況,需要研究在線帶電檢(jiǎn)測技(jì)術,從而在設備帶電運行(háng)不受影響的情況下,甄別出絕緣缺陷,從而達到狀態檢修的目的。
對於XLPE電纜,有關如何判斷其絕緣狀態的研究工作持續開展。大量的研究(jiū)表明:局部放電既是表征電纜絕緣狀態的重要因素(sù),又是造成絕緣破(pò)壞的主要原因。所以,電纜絕緣狀態與局部放(fàng)電密切相(xiàng)關。產生局部放電的原因是,在存在水分、微孔、氣泡等的情況下,電場在絕緣(yuán)體內分布並不完全均勻,有部(bù)分(fèn)位置場強(qiáng)比平(píng)均(jun1)場強低,有部分位置(zhì)場強比平均場強又高,當某部分位置的電場強度達到或超過介質的(de)擊穿場強(qiáng)後,局部(bù)放電就會發生。有(yǒu)局部放電發生(shēng)時,絕緣係統依然擁有一(yī)定的(de)絕緣能力,但局部放電會對其絕緣(yuán)性能帶(dài)來很大的隱患。若局部放(fàng)電(diàn)長期作用,會有電樹枝的生(shēng)成,電樹枝不斷生長,會使絕(jué)緣層擊穿。因此,著名國(guó)際電力組(zǔ)織和研究人員(yuán),都推薦用局部放電法檢測(cè)XLPE電纜絕緣性能(néng)。
目前,局部放電法(fǎ)有很多具體的應用形式,分別包括:脈衝電流法、電感耦合法、電容耦合法、振蕩波法、超聲波法等。其中脈衝電流法隻(zhī)能進行(háng)電纜的離線檢測;電感耦合法隻能應用(yòng)在特定型號的電(diàn)纜上,局限性強;電容耦合法需將(jiāng)傳感器預先安置在電纜或電纜接頭內,對己敷設的電(diàn)纜局部(bù)放電檢測不適用;振蕩波法在電纜帶電運行時,無法進(jìn)行應用;超(chāo)聲波法容易受到幹擾。可見(jiàn),上(shàng)述方法在實(shí)際檢測中都(dōu)不盡理想,很有(yǒu)必(bì)要進一步研究。
另(lìng)一方麵,電纜接頭相對(duì)於本(běn)體較為脆弱,其發生絕緣問題(tí)的概率遠大(dà)於電纜本體。其需要在現場進行組裝,這對線路敷設時的外在環境條(tiáo)件,和內在作業工藝都提出了很高的要求。無論哪方麵的工作沒(méi)有進行到位,都會產生電纜線路的安全隱患。所以說電纜(lǎn)接頭是需要重點關注的對象,最易發生絕緣故障。電纜故障發生類型概率統計也可說明此問題,如下圖:
