电线电缆绝缘监测技术探讨

电线电缆绝缘监测技术探讨

陈学军

秦皇岛中石油燃料沥青有限责任公司066000

摘要：在电线电缆接收验货时，需要通过试验获取其相关参数，从而对电线电缆的绝缘性能做出科学评价，以确保其达到相关生产和电力系统设计技术标准要求。本文基于对电线电缆绝缘性能特点及其影响因素的简要介绍，分析了绝缘性能检测的基本分类，并且重点介绍了几种常见的检测项目。

关键词：检测方法；检测项目；绝缘性能；电线电缆；

引言

电线电缆作为电力系统的重要组成部件，应用于输配电网络的各个角落，故其质量优劣对于维护电力系统的安全运行起到十分重要。因此在电力系统的设计中，十分重视电线电缆的质量问题，检测和评价电线电缆的性能，尤其是绝缘性能，自然也成为了一项主要的内容。

1电线电缆的绝缘性能及其影响因素

电线电缆在电力系统当中主要起到传输电能的作用，要想在运行过程中保障系统的稳定性，除了导电性能，还要求其具有良好的机械强度、绝缘性能以及一定的使用寿命。而在上述参数中，绝缘性能的好坏尤其重要，不仅对电线电缆自身的使用寿命造成影响，还关系到电力传输安全。绝缘缺陷和损伤会极大程度破坏电力安全，还可能导致火灾等情况，只有重视绝缘问题，才能满足电力系统的运行要求。

1.1电线电缆的绝缘性能概述

在不同类型和规格的电线电缆中，使用了不同的绝缘材料，用于将负责导电的芯体与外部环境隔离。电压等级较低的电线电缆通常使用塑料或橡胶作为绝缘材料，直接挤包在导体上。而对绝缘性能要求较高的高压电线电缆，则需要有多个绝缘层的保护，由与芯体直接接触的部分、绝缘护套以及二者之间填充的绝缘介质构成，绝缘材料的使用也同时包括了多种类型，既可以是常见的注塑工艺生产的高分子绝缘材料，也有云母、氧化镁等无机物，这些绝缘材料组成的多个绝缘保护层，可以达到高压变配电设施的运行安全等级需要，在保障电线电缆绝缘性能的同时，让其机械强度与耐火等级也达到相关技术标准与使用规范的要求。

1.2电线电缆绝缘性能的影响因素

电线电缆绝缘层之所以能够起到保护作用，与其绝缘材料特性和电缆结构设计密切相关。所以在电线电缆生产、运输、安装和运行等环节，在外部温湿度、机械碰撞、高压电磁场等因素的影响下，如果引发了其微观结构或物理化学性质的变化，就可能造成电线电缆绝缘性能的下降[2]。因此首先电线电缆安装、运输过程中的不当操作，可能会使得其绝缘保护层形成细微的机械损伤，并且这些损伤会由于运行过程中继续受到机械作用力和环境腐蚀等的叠加作用，从而成为绝缘层的薄弱部位。当其发展到一定程度，就可能威胁电线电缆的正常运行。其次在电力输配过程中，导体会产生一定的热量，因此绝缘层会长期处于温度相对较高的环境，而这会导致构成绝缘层的物质发生微观结构改变甚至发生化学性质变化，出现绝缘性能劣化现象。最后在高压电场的长期作用下，绝缘介质内部会出现复杂的物理变化和化学反应，使得绝缘材料的性能下降并导致常见的被击穿问题。综上所述，电线电缆绝缘性能不可避免地会因受到多方面的考验而逐渐下降，因而必须在使用前或产品设计定型时通过标准方法检测保证电线电缆的绝缘性能达到设计使用要求。

2电线电缆绝缘检测的基本分类

为了科学准确的评价电线电缆的绝缘性能，必需掌握能够表征这一性能的手段，首先需综合考虑绝缘材料的种类、电缆的规格、电压等级、电缆使用场合等因素形成评价标准及检测方法，再通过试验获取相关数据，与标准值进行分析比对，最后获得对绝缘性能的评价。目前常见的电线电缆标准在评价绝缘性能方面，主要分为:电性能试验、结构检查和机械性能试验。电性能试验包括耐压试验、冲击电压试验、绝缘电阻试验、局部放电试验等；结构检查包括平均厚度测量、最薄处厚度测量、偏心度等；机械性能试验包括老化前后拉力试验、失重试验、热延伸、热收缩、浸油后拉力试验、耐臭氧试验等。

3常见的检测项目及参数

3.1电性能试验

不同电压等级、用途的电线电缆在表征绝缘性能的电性能参数和试验方法上不尽相同。对于低电压等级的电线电缆，如额定电压450/750V及以下聚氯乙烯绝缘电线电缆和塑料绝缘控制电缆，常进行短时间的耐压试验(5min)如成品电缆耐压试验、绝缘线芯耐压试验等；对于额定电压0.1/1kV的电力电缆，按标准规定(GB/T12706.1)需要进行4h耐压试验，试验中施加的电压也更高；而对于额定电压26/35kV的中压电力电缆，除了4小时耐压试验外，还需要进行模拟雷击的冲击电压试验。类似的还有，绝缘电阻试验在低电压等级的电线电缆中一般以“绝缘电阻值”表征，在额定电压0.1/1kV的电力电缆中该参数则以“绝缘电阻常数”来表征，而在电压等级更高的额定电压26/35kV的中压电力电缆中不进行绝缘电阻试验，以介质损耗和局部放电试验等方法来测试绝缘性能。

3.2结构检查

结构检查对于绝缘层来说主要是考核平均厚度、最薄处厚度和偏心度，该指标是最直观的能间接反映电线电缆绝缘性能好坏的指标之一。由于材料本身的特性，绝缘层越厚能起到的物理机械和电气保护效果越佳，因此理论上在符合使用需求的最大外径、弯曲半径等限制要求下，绝缘厚度越厚，保护效果越好。因绝缘最薄处往往是绝缘层缺陷所在，故平均厚度和最薄处厚度两个参数间，又以后者更为重要。偏心度是表征绝缘厚度均匀性的另一参数，其定义为同一截面上测得的最大厚度与最小厚度之差与最大厚度的比值在高电压等级的电力电缆中，常以“偏心度”替代“最薄处厚度”。

3.3绝缘材料机械性能

机械性能所涵盖的试验项目较多，一般与所使用的绝缘材料密切相关，除了空气箱老化前后拉力试验之外，不同材料所需检测的参数，差别较大。聚氯乙烯绝缘材料常见项目:失重试验、抗开裂、高温压力等；橡胶(橡皮)绝缘材料常见项目:空气弹老化前后拉力试验、热延伸、耐臭氧等；交联聚乙烯绝缘材料常见项目:热延伸、热收缩等。

4结束语

目前，碍于标准方法、检测工具所限，电线电缆检测领域大部分试验仍须在使用前抽样送至试验室中进行检测，但随着材料检测技术、无损检测技术、在线智能化监控技术的发展，自动化在线检测将是电线电缆检测未来的趋势。

参考文献：

[1]王明娟，吴元祥，殷仲皓.电线电缆绝缘检测技术探析[J].设计与研究，2018(9):61，63.

[2]杨恒勇，乔文玮，周春和.电线电缆绝缘检测技术的相关研究[J].海峡科技与产业，2018(8):82-84.