當(dāng)今的電網(wǎng)系統(tǒng)中，電力電纜被大量應(yīng)用于主干線(xiàn)路中，其擔(dān)負(fù)著實(shí)現(xiàn)大功率電能的輸送和分配的重要任務(wù)。從1kV到500kV，電力電纜在每一級(jí)電壓等級(jí)中都有應(yīng)用。電纜線(xiàn)路圖如下：
電纜線(xiàn)路圖
高壓電纜用量
| 時(shí)間 | 2007 | 2008 | 2009 | 2010 | 2011 |
| 距離 | 4610 | 5540 | 6610 | 7450 | 超過(guò)8000 |
從歷史來(lái)看，經(jīng)濟(jì)社會(huì)在持續(xù)發(fā)展，科技水平在不斷進(jìn)步，線(xiàn)路中采用的電纜也在不斷進(jìn)化。最開(kāi)始時(shí)，線(xiàn)路中采用的為油紙絕緣電纜。后來(lái)，逐漸發(fā)展出了PVC電纜?，F(xiàn)在，逐漸被交聯(lián)聚乙烯(Cross-linked Polyethylene, XLPE)電纜代替。XLPE電纜電氣、機(jī)械性能非常可靠，因而在配電網(wǎng)中被越來(lái)越廣泛地采用。有資料顯示在2009年，XLPE電纜在所有絕緣類(lèi)型的電纜中，所占比例就己超過(guò)98%。
不可否認(rèn)的是，由XLPE電纜絕緣問(wèn)題引起的電網(wǎng)事故也在持續(xù)的增多。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)說(shuō)明，引發(fā)電網(wǎng)事故的重要原因之一就是電力電纜故障，其影響著電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。在正常情況下，XLPE電纜有大約三十年的可靠運(yùn)行時(shí)間。但電纜安裝后所處運(yùn)行條件復(fù)雜，使其有效使用年限不同程度地降低。盡管XLPE電纜的絕緣性能優(yōu)越，但是在隧道或者地下溝道中運(yùn)行的電纜，一直處于潮濕環(huán)境，條件較為惡劣。電纜難免受到生物化學(xué)腐蝕，使其絕緣性能劣化。并且在制造電纜時(shí)或者現(xiàn)場(chǎng)安裝電纜附件時(shí)可能產(chǎn)生局部缺陷，將導(dǎo)致電纜絕緣內(nèi)生成電樹(shù)枝老化。電樹(shù)枝老化持續(xù)發(fā)展，最終會(huì)導(dǎo)致電纜故障。電纜在不同運(yùn)行年限表現(xiàn)的故障類(lèi)型及故障發(fā)生率有所不同，見(jiàn)下表：
故障類(lèi)型
對(duì)電纜絕緣檢測(cè)，有離線(xiàn)和在線(xiàn)兩種方式。離線(xiàn)檢測(cè)包括交、直流耐壓試驗(yàn)等。這些試驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)用歷史較長(zhǎng)，對(duì)電力事業(yè)的發(fā)展有重要貢獻(xiàn)，但是這些試驗(yàn)方法進(jìn)行時(shí)需要停電，并且這些試驗(yàn)會(huì)對(duì)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(yùn)行時(shí)的絕緣狀況，需要研究在線(xiàn)帶電檢測(cè)技術(shù)，從而在設(shè)備帶電運(yùn)行不受影響的情況下，甄別出絕緣缺陷，從而達(dá)到狀態(tài)檢修的目的。
對(duì)于XLPE電纜，有關(guān)如何判斷其絕緣狀態(tài)的研究工作持續(xù)開(kāi)展。大量的研究表明：局部放電既是表征電纜絕緣狀態(tài)的重要因素，又是造成絕緣破壞的主要原因。所以，電纜絕緣狀態(tài)與局部放電密切相關(guān)。產(chǎn)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(chǎng)在絕緣體內(nèi)分布并不完全均勻，有部分位置場(chǎng)強(qiáng)比平均場(chǎng)強(qiáng)低，有部分位置場(chǎng)強(qiáng)比平均場(chǎng)強(qiáng)又高，當(dāng)某部分位置的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到或超過(guò)介質(zhì)的擊穿場(chǎng)強(qiáng)后，局部放電就會(huì)發(fā)生。有局部放電發(fā)生時(shí)，絕緣系統(tǒng)依然擁有一定的絕緣能力，但局部放電會(huì)對(duì)其絕緣性能帶來(lái)很大的隱患。若局部放電長(zhǎng)期作用，會(huì)有電樹(shù)枝的生成，電樹(shù)枝不斷生長(zhǎng)，會(huì)使絕緣層擊穿。因此，著名國(guó)際電力組織和研究人員，都推薦用局部放電法檢測(cè)XLPE電纜絕緣性能。
目前，局部放電法有很多具體的應(yīng)用形式，分別包括：脈沖電流法、電感耦合法、電容耦合法、振蕩波法、超聲波法等。其中脈沖電流法只能進(jìn)行電纜的離線(xiàn)檢測(cè)；電感耦合法只能應(yīng)用在特定型號(hào)的電纜上，局限性強(qiáng)；電容耦合法需將傳感器預(yù)先安置在電纜或電纜接頭內(nèi)，對(duì)己敷設(shè)的電纜局部放電檢測(cè)不適用；振蕩波法在電纜帶電運(yùn)行時(shí)，無(wú)法進(jìn)行應(yīng)用；超聲波法容易受到干擾?？梢?jiàn)，上述方法在實(shí)際檢測(cè)中都不盡理想，很有必要進(jìn)一步研究。
另一方面，電纜接頭相對(duì)于本體較為脆弱，其發(fā)生絕緣問(wèn)題的概率遠(yuǎn)大于電纜本體。其需要在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝，這對(duì)線(xiàn)路敷設(shè)時(shí)的外在環(huán)境條件，和內(nèi)在作業(yè)工藝都提出了很高的要求。無(wú)論哪方面的工作沒(méi)有進(jìn)行到位，都會(huì)產(chǎn)生電纜線(xiàn)路的安全隱患。所以說(shuō)電纜接頭是需要重點(diǎn)關(guān)注的對(duì)象，最易發(fā)生絕緣故障，電纜故障發(fā)生類(lèi)型概率統(tǒng)計(jì)也可說(shuō)明此問(wèn)題，如下圖：
故障類(lèi)型統(tǒng)計(jì)
關(guān)注微信公眾號(hào)