電線電纜絕緣檢測(cè)技術(shù)的相關(guān)研究

楊恒勇 喬文瑋 周春和

江蘇華能電纜股份有限公司，江蘇 高郵 225600

現(xiàn)如今隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，電力事業(yè)也不斷向前發(fā)展。與此同時(shí)，我國電力事業(yè)在人們?nèi)粘Ｉ钪幸舶l(fā)揮著越來越重要的作用。當(dāng)電力資源能夠確保電能得以穩(wěn)定供應(yīng)時(shí)，就會(huì)在一定程度上減少電能系統(tǒng)出現(xiàn)問題的概率。除此之外，在電力系統(tǒng)中絕緣材料也占據(jù)較為重要的地位，如果在電力系統(tǒng)進(jìn)行供應(yīng)電能時(shí)絕緣材料受到破壞，就會(huì)對(duì)電力安全造成一定的威脅，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)情況的產(chǎn)生。

1 電線電纜絕緣材料概述

1.1 電線電纜絕緣材料的合理分類

從目前電線電纜檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用情況來看，電線電纜的絕緣材料通?？梢苑譃槿箢悺５谝淮箢悶楣腆w絕緣材料，在此基礎(chǔ)上又可以對(duì)其具體劃分為注塑絕緣以及擠出絕緣材料兩小類，其中應(yīng)用最為廣泛的就是云母絕緣物以及注塑型絕緣物，主要由于這兩種材料具有強(qiáng)度高和耐熱高的特征，并且這兩種材料主要應(yīng)用于電機(jī)、變壓器等電力設(shè)備中；第二大類為液體絕緣材料，此類材料又可以細(xì)分為絕緣油和纖維紙，其中油浸絕緣物應(yīng)用最為廣泛，主要因其具有耐高電壓、耐高電場(chǎng)以及無氣孔這三點(diǎn)特征；第三大類為氣體絕緣，主要絕緣材料可以分為空氣以及SF6（無氧化硫氣體），在電力系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的就是SF6，通常應(yīng)用于充氣變配電設(shè)備中。由此可見，電力設(shè)備的等級(jí)不同、容量不同，需要選擇不同的絕緣材料，從而充分滿足絕緣的條件[1]。

1.2 電線電纜絕緣材料老化產(chǎn)生的原因

一般情況而言，在特定年限中，電線電纜絕緣材料都會(huì)產(chǎn)生不同的老化現(xiàn)象，針對(duì)這種現(xiàn)象，通常稱之為“絕緣老化”。絕緣老化產(chǎn)生的原因有很多，主要由于熱老化、機(jī)械老化或者是電壓老化。

熱老化產(chǎn)生的原因主要是由于絕緣材料受到熱量的影響，絕緣材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生化學(xué)變化，因而對(duì)絕緣性能造成影響，使得其性能逐漸下降，一定意義上，熱老化又可以被稱之為化學(xué)變化。在溫度逐漸升高的情況下，化學(xué)反應(yīng)也隨之發(fā)生變化，反應(yīng)速度逐漸加快，絕緣材料內(nèi)部隨之就會(huì)發(fā)生相應(yīng)的氧化反應(yīng)，一定程度上加快了絕緣材料的老化速度。絕緣材料在發(fā)生熱老化反應(yīng)時(shí)還會(huì)造成機(jī)械性能以及電氣性能出現(xiàn)劣化，縮短絕緣材料的使用年限。

電壓老化則指的是電力設(shè)備受到電場(chǎng)的影響，使得電力系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生老化情況，相比于熱老化，電壓老化產(chǎn)生的原因較為復(fù)雜，既包含物理變化，也包含化學(xué)變化。受到電場(chǎng)因素的影響，絕緣材料會(huì)在特定的電場(chǎng)條件下，內(nèi)部的電子數(shù)量發(fā)生變化，并且快速增加的電子還會(huì)對(duì)絕緣材料進(jìn)行擊穿破壞，但是對(duì)絕緣材料進(jìn)行擊穿破壞的主要是電子，此環(huán)節(jié)又可以稱之為“電擊穿”。另外，還有一種“熱擊穿”，主要是由于絕緣體加上電壓之后，受到微電流產(chǎn)生焦耳熱的影響，使得絕緣材料受到擊穿破壞[2]。

2 電線電纜絕緣檢測(cè)技術(shù)的影響因素

2.1 溫度因素

電線電纜在使用的過程中受到各種因素的影響，就會(huì)對(duì)其整體性能造成一定的影響，其中影響較為明顯的就是溫度因素。在對(duì)電線電纜絕緣檢測(cè)的過程中，受到外界溫度的影響，導(dǎo)致電阻性能逐漸弱化，絕緣材料中的雜質(zhì)離子也會(huì)受到影響，隨之不斷進(jìn)行相應(yīng)的變化，另外在運(yùn)動(dòng)速度不斷產(chǎn)生變化的情況下，絕緣電阻的性能也會(huì)逐漸降低。

2.2 時(shí)間因素

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電線電纜的檢測(cè)技術(shù)也逐漸進(jìn)步。相關(guān)工作人員在對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取時(shí)，需要注意檢測(cè)時(shí)間的準(zhǔn)確性。如若數(shù)據(jù)檢測(cè)時(shí)間不合理，處于較長的時(shí)間段內(nèi)，就會(huì)對(duì)最終的檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果造成影響，使得數(shù)據(jù)信息發(fā)生誤差，只有正確地掌握數(shù)據(jù)檢測(cè)時(shí)間，對(duì)其進(jìn)行合理控制，一定程度上才能夠推動(dòng)電線電纜檢測(cè)技術(shù)的不斷進(jìn)步。為了能夠有效提高數(shù)據(jù)檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，就需要使檢測(cè)設(shè)備時(shí)刻保持在電量充足的狀態(tài)。另外，在對(duì)檢測(cè)設(shè)備充電時(shí)還需要將充電時(shí)間保持在1分鐘以上和5分鐘以內(nèi)，此時(shí)間段為最佳充電時(shí)間。與此同時(shí)，在對(duì)電線電纜進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，還需要將檢測(cè)時(shí)間控制在1分鐘以內(nèi)，從而保障檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確科學(xué)性。

3 電線電纜絕緣檢測(cè)技術(shù)方法

3.1 電線電纜的預(yù)防性絕緣檢測(cè)方法

在對(duì)電線電纜進(jìn)行預(yù)防性絕緣檢測(cè)過程中，相關(guān)技術(shù)人員主要通過兩種主要方式進(jìn)行檢測(cè)。第一種為破壞性實(shí)驗(yàn)，需要相關(guān)的檢測(cè)人員將高于電力設(shè)備運(yùn)行的電壓輸入到設(shè)備中，并結(jié)合直流耐壓以及交流耐壓情況對(duì)其進(jìn)行分析，從而準(zhǔn)確找出電力設(shè)備在運(yùn)行過程中存在的危險(xiǎn)，最大程度降低電力設(shè)備的危險(xiǎn)性，避免出現(xiàn)絕緣事故的發(fā)生。破壞性實(shí)驗(yàn)雖然操作簡便，但是會(huì)對(duì)電力設(shè)備造成影響，使得電力設(shè)備受到不同程度的損壞，并且還會(huì)對(duì)絕緣材料的使用年限產(chǎn)生影響。第二種為非破壞性絕緣檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，此試驗(yàn)主要是檢測(cè)技術(shù)人員對(duì)電力設(shè)備輸入低于設(shè)備本身運(yùn)行的電壓，分析其在運(yùn)行過程中是否存在故障問題。

3.2 電線電纜的離線檢測(cè)方法

電線電纜在進(jìn)行離線檢測(cè)過程中可以分為四種方法來完成，包括介質(zhì)損耗試驗(yàn)、局部放大實(shí)驗(yàn)、直流耐壓實(shí)驗(yàn)以及交流耐壓實(shí)驗(yàn)，需要根據(jù)檢測(cè)情況的不同來決定檢測(cè)方法的使用。介質(zhì)損耗試驗(yàn)主要是通過分析介質(zhì)損耗因素，進(jìn)而根據(jù)介質(zhì)損耗角的正切值對(duì)絕緣性能的好壞進(jìn)行判斷。但是此方法存在一定的缺點(diǎn)，由于絕緣電纜的分散性較大，使得介質(zhì)損耗因素也隨之發(fā)生變化，最終導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性不高。局部放大實(shí)驗(yàn)在進(jìn)行的過程中會(huì)受到電磁的干擾，對(duì)最后的檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性會(huì)造成影響[2]。

3.3 電線電纜的在線檢測(cè)方法

3.3.1 直流疊加法

此方法存在一定缺點(diǎn)，在對(duì)線路電壓進(jìn)行測(cè)量過程中，內(nèi)外部電流產(chǎn)生變化，會(huì)對(duì)最終的測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性造成影響。如果在電路連接的過程中出現(xiàn)問題，就會(huì)對(duì)電纜中的電壓造成影響，使其處于零序的狀態(tài)，最終還會(huì)導(dǎo)致電路全面癱瘓。

3.3.2 直流分量法

此方法能夠檢測(cè)出電線電纜的老化過程，并且還會(huì)對(duì)整體電纜的運(yùn)行趨勢(shì)有所了解。另外，如果出現(xiàn)電線電纜與交流電壓結(jié)合一段時(shí)間之后，電路間的電流不斷進(jìn)行轉(zhuǎn)化，還應(yīng)對(duì)直流電流進(jìn)行測(cè)量。在對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行收集分析之后，就能夠掌握電線電纜的老化情況。

3.3.3 低頻疊加法

此方法一定程度上能夠?qū)﹄娮柽M(jìn)行合理的了解，還可以對(duì)其數(shù)值進(jìn)行合理分析。另外，在電纜線運(yùn)行時(shí)，還能夠?qū)μ囟ǖ臄?shù)值電壓進(jìn)行有效測(cè)量，同時(shí)參照相關(guān)的原理，對(duì)電阻檢測(cè)的數(shù)值進(jìn)行合理分析推算。但相關(guān)檢測(cè)人員需要對(duì)電路運(yùn)行程度進(jìn)行合理考慮，讓電路中的電壓數(shù)值始終保持合理狀態(tài)。

4 結(jié)語

綜上所述，電線電纜檢測(cè)技術(shù)具有十分重要的意義，廣泛應(yīng)用正確的檢測(cè)方法，能夠促使電力行業(yè)的發(fā)展。在針對(duì)不合格電線電纜進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，需要借助與其頻率相符的電壓進(jìn)行不斷試驗(yàn)，從而使得相關(guān)人員能夠合理判斷電力信號(hào)的質(zhì)量，最終降低電線電纜的老化速度，從而促進(jìn)電力行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。