劲超电线电缆有限公司

电缆状态检测于故障预测对电缆寿命的管理具有指导性意义。发展电缆故障因素鉴定和识别的新技术，将有助于改善电缆的设计制造、采购决策和安装实践等。现有的故障定位技术通常是离线测试，主要基于对人工注入信号及其反射信号的检测分析，因此研究快速高效的电缆故障定位技术和在线故障检测技术十分必要。

 一、电缆老化原因和现象

施加于电缆本体及附件的热应力，电应力，机械应力和环境因素这四种老化机理的相互作用将导致电缆的介质损耗强度下降，局部应力增加，从而电缆发生老化。尽管电缆的老化机理众多，但电缆老化产生的一般现象主要为：局部放电、生成水树枝或者电树枝、空间放电等，因此可以通过这些信号推断出电缆的老化程度。 电缆状态检测的方法

 二、 电缆状态检测的方法

 局部放电检测（PD检测）

 传统方法：在线PD监测或在电缆内部的PD测量通常的使用方法是用高频电流互感器(HFCTs)在电缆周围夹紧。超高频(UHF)传感器和声学传感器已经被用于检测电缆接头和终端的PD信号，UHF传感器可以有效地过滤任何电晕放电信号。

新型方法：荧光聚合物光纤(f - pofs)是新型的纤维声学传感器，它对电磁干扰免疫，也可以允许准确的PD观测，f - pof是由透明的硅胶弹性体制成，能够承受HV / EHV电缆内部的各种压力。通过实验室的试验验证，虽然它在高压直流电缆系统上是有用的，但其对交流电缆实际应用的有效性尚不清楚。

其他方法：超低频(VLF)调查在离线测试中很受欢迎，因为它只需要更小的电源，可以降低现场测试所需的测试电压。

 介质损耗测量对于多层材料，最近的研究表明，由于电阻电流和电容电流的相移，其tanδ值并不是频率的直接函数。10赫兹以下低频率下的相移，是不同介质值所导致的不同层界面的电荷积聚造成的。韩国电力公司(KEPCO)提出了基于VLF的三维评估标准。该方法的三个维度是标准化的tanδ(DT),标准化的Delta tanδ(DTD)和一个定义为normalised Skirt(裙摆系数)的新因素。因子DTD表明测量的VLF的电压稳定性，normalised Skirt(裙摆系数)反映了时间的稳定性。裙摆系数是最大和最小值的差，但电缆终止效应和测量误差不能用该值来描述。随着裙摆系数的出现，VLF的精度得到了提高。这种评价方法既可以用DT和DTD表征电缆的整体退化程度，也可以反映出局部缺陷。

 绝缘电阻测试绝缘电阻最能直接反映电缆的状态。绝缘电阻测量是一种直流诊断试验，但需要进行温度校正。在应用温度校正因子时，应选择衰减电压和返回电压初始斜率的对数。与标准相比，其活化能值明显降低，这意味着基于标准计算的绝缘电阻值可能高于实际值，可能导致电缆绝缘过度。当电缆线路离线时，现有的绝缘电阻测量方法是将直流电压施加于绝缘层，然而，在许多情况下，直流电流的注入是不允许的，例如核电站。在工频条件下的新型红外测量，如果发展起来，将具有巨大的工业潜力。

 空间电荷检测在质量检查前后，会应用脉冲电声(PEA)技术对空间电荷积聚进行了监测。结果证实，空间电荷的积累严重地扭曲了电场，加速了电缆绝缘的老化。为了研究应力的协同效应，如温度梯度和电场等，用热阶梯法测量全尺寸HVDC电缆的空间电荷，通过测量一个普通电场下的全尺寸电缆的热步电流，可以确定空间电荷分布。总之,全面了解交流电压下的空间电荷相关故障与不同频率之间的关系尚未实现，PEA系统还没有足够的能力检测空间电荷在小范围内分布，如在0 ~ 2µm电极附近。

 三、电缆故障定位技术

目前的电缆定位技术包括时域反射法，分布式声学感应技术，智能电缆保护技术（Smart Cable Guard）等。大部分的故障定位技术依赖于对电缆中人工注入信号的检测与分析，近年来，随着分布式传感器的发展，通过检测电缆故障信号，如：电缆环流检测技术，已经可以成功定位电缆故障位置，这将对未来的电缆故障定位技术产生一定的突破。未来的电缆寿命预测与维护技术可以结合电缆寿命的物理学模型和统计学模型，考虑电缆运行条件下所承受的多种应力，并参考电缆状态检测结果，从而大幅提高电缆故障预测的准确性，对电缆的维护策略具有重要意义。