趙琳琳
(遼寧省產品質量監(jiān)督檢驗院(遼寧省建筑材料監(jiān)督檢驗院),遼寧沈陽 110145)
電線電纜絕緣檢測技術研究
趙琳琳
(遼寧省產品質量監(jiān)督檢驗院(遼寧省建筑材料監(jiān)督檢驗院),遼寧沈陽110145)
近年來,我國電力事業(yè)發(fā)展迅猛。為了滿足電力事業(yè)發(fā)展的需要,提高供電的可靠性和安全性,需要更加先進的檢測技術。國家對于電力設備絕緣檢測技術的研究投入力度越來越大,更多高端技術被研發(fā)出來,檢測設備也越來越先進。電線電纜作為最基礎的電力設備,提高電線電纜的檢測技術,在很大程度上能夠確保電力設備的安全運行。本文將研究電線電纜絕緣材料的特點,研究更加實用的絕緣檢測技術。
電線電纜絕緣檢測技術研究
電力設備通常是由導電、導磁、結構和絕緣等各種材料組成。其中絕緣結構是整個電力設備的關鍵,往往決定著整個電力設備的使用壽命。如果絕緣材料被損壞,后果將是十分嚴重的,可能導致火災發(fā)生,甚至出現(xiàn)人員傷亡。據統(tǒng)計,50%~70%的電力設備事故是絕緣故障造成的。因此,研究絕緣檢測技術對于提高電力設備的安全可靠性具有重大意義。
1.1電線電纜絕緣材料的分類
電線電纜作為電力設備的基本組成部分,其絕緣材料按照基本形態(tài)可分為三類:固體、氣體、液體。其中固體絕緣材料又分為注射絕緣材料、擠出絕緣材料兩大類;液體材料分為絕緣油材料和油浸絕緣材料;空氣、SF6等都可作為氣體絕緣材料。要弄清楚每一種絕緣材料的基本性能,才能合理的用于電力設備建設。
1.2電線電纜絕緣材料老化的原因
一般情況下,電線電纜絕緣材料使用一定時間后,都會出現(xiàn)絕緣老化情況。造成材料老化的原因是多方面的,需要從不同角度分析。
(1)熱老化。熱老化指的是絕緣材料在熱量的作用下化學結構發(fā)生一定變化,絕緣性能下降。通常情況下,隨著環(huán)境溫度的升高,化學反應速度也會變快。絕緣材料長期在高溫環(huán)境下,會發(fā)生氧化反應。熱老化會導致絕緣材料劣化,減少絕緣材料的使用壽命。
(2)機械老化。機械老化是絕緣材料受到機械應力作用后產生老化的現(xiàn)象,由于絕緣材料在機械應力的作用下出產生細微缺陷,這些細紋缺陷會隨著材料使用時間的增長慢慢變大,等到了一定程度會引起局部放電,破壞絕緣效果。
(3)電老化。電老化指的是電力設備長期在電場得作用下,絕緣系統(tǒng)出現(xiàn)老化的現(xiàn)象。電老老化的過程非常復雜,涉及到物理、化學方面的信息。
正常情況下,在電力系統(tǒng)運行之前都要進行試驗和檢測,以確保設備沒有故障,能夠安全運行。
2.1預防性檢測方法
預防性的試驗有兩種,破壞性試驗和非破壞性試驗。破壞性試驗的電壓會高于設備工作電壓,通過交流耐壓以及直流耐壓兩種方法,可以發(fā)現(xiàn)危險系數(shù)較高的絕緣故障。但是這種方法會對設備造成一定傷害,縮短絕緣壽命。而非破壞性試驗是通過低于設備本身的電壓測試設備的絕緣特性,根據測量數(shù)據判斷有沒有問題。在電線電纜投入使用前,一定要進行絕緣診斷。
2.2停止運行檢測法
(1)測量絕緣電阻。如果電線電纜采用了多層絕緣的方法,可以測量屏蔽層和線芯導體的絕緣電阻;如果電線的電壓不高,可以測量兩相地線之間的絕緣電阻。通常,電阻根據電纜的類型、電壓級別以及不同環(huán)境,會有不同的判定標準。正常情況下民用電的電線電纜絕緣強度要小于500V,電阻值要大于0.5M;對于高壓線路,要求絕緣電阻必須大于300m。
(2)測量殘余電荷。測量殘余電荷的方法是,先給電線電纜施加10分鐘直流電壓,再將線芯進行5分鐘接地之后,在線芯與屏蔽層之間一定的交流電壓,測量的過渡直流電流與時間60秒內的積分值就是我們要測量的殘留電荷。測量的殘余電荷越多,表示絕緣性能差,相反則表示絕緣性能好。這種方法經常被用于局部老化的電線電纜,因為它不會受到串聯(lián)阻抗的影響。
2.3在線檢測法
(1)直流疊加檢測法。在接地變電器的中心點接60V直流電來測試電源,觀察電線電纜屏蔽層與地面之間的微弱電流,通過計算得出絕緣電阻值。這種檢測方法是一種比較易于操作的方法,但是也存在不足之處,因為它不能用于中性點直接接地電網的檢測,具有一定的局限性。
(2)交流疊加檢測法。它通過將交流電壓直接疊加到電線電纜的屏蔽層,從而得打1Hz的劣化電流信息,以此判斷電線電纜的絕緣性能。這種方法的準確度非常高,且不容易受到外界干擾,在檢測的時候不需要接觸電線電纜的高壓部分,比較安全簡單,受到人們的廣泛認同。
電線電纜在進行絕緣檢測的過程中,會受到諸多因素的干擾,影響檢測結果的準確性。所以,只有找到好的解決方法,將干擾降到最低,才能得到最準確的檢測數(shù)據,更精確地分析電線電纜的絕緣性能。
3.1保持溫度平衡
進行絕緣檢測的時候,隨著溫度的不斷提升,絕緣電阻會快速下降。導致這種情況發(fā)生的原因是隨著溫度的上升,絕緣材料內存在的離散雜質離子獲取的能量會增加,導致它的運動速度加快,促使電導變大絕緣電阻變小。因此,溫度對于電線電纜絕緣檢測的影響是非常大的,在進行測量的時候,一定要保證溫度的穩(wěn)定,才能得到準確的測量數(shù)據。
3.2確保測量時間的準確性
在檢測的過程中,讀取數(shù)據時間的長短對于檢測結果有著巨大的影響。一般情況下,隨著讀取數(shù)據時間的邊長,數(shù)值的偏差也會越大。因此,為了得到準確的檢測數(shù)據,保持絕緣阻值的穩(wěn)定性,充電的時間一定要充裕,應該在1到5分鐘之間,并且通常是在1分鐘左右讀取數(shù)據。
3.3合理的選取電線電纜長度
電線電纜絕緣電阻的數(shù)值跟電線電纜的長度是成反比的,檢測的電線電纜越長,其他條件不變的情況下,測量的絕緣阻值會越??;反之,測量的絕緣電阻也會越大,這樣會嚴重影響檢測結果的準確性。在進行檢測的時候,一定要選取一致長度的電線電纜作為檢測對象,將長度偏差控制在0.01%左右,才能保證檢測結果的準確性。
總之,電線電纜的絕緣檢測是保證整個電力系統(tǒng)正常運行的重要因素,一定要做好相關的檢測工作。在檢測的過程中,不能忽視任何細枝末節(jié),因為任何細小的失誤都會導致檢測結果的偏差。如果因為檢測過程中的疏忽大意,造成嚴重的電力故障,損失是難以衡量的。對于電線電纜絕緣檢測技術的研究也將是一個長期的過程,只有找到更好的檢測方法,才能保證電力系統(tǒng)更加安全。