电线电缆绝缘检测技术探讨

电线电缆绝缘检测技术探讨

董正 马强 徐泉

航空工业集团宝胜科技创新股份有限公司质量管理部 / 航空工业集团宝胜科技创新股份有限公司铝合金电缆公司 江苏省扬州市 225800

摘要：电线电缆是电能的重要载体，在电力系统运输和电能分配中发挥着重要作用。基于此，本文首先阐述了电线电缆绝缘材料的分类及其老化原因，分析了影响电线电缆绝缘检测技术的因素，并详细探讨了电线电缆绝缘的检测方法。

关键词：电线电缆；绝缘检测；技术

电力设备通常由导电、导磁、结构、绝缘等材料组成。其中，绝缘结构是整个电力设备的关键，往往决定着整个电力设备的使用寿命。若绝缘材料被损坏，后果将非常严重，可能导致火灾，甚至出现人员伤亡。据统计，50%～70%的电力设备事故是由绝缘故障引起的。因此，绝缘检测技术的研究对提高电力设备的安全可靠性具有重要意义。

一、电线电缆绝缘材料的概述

1、分类。电缆电线是电力设备的重要组成部分，是构成输电线路的基本组成部分，所以在整个电力系统中占有较高的地位。电缆电线的绝缘材料有很多，按形态可分为液体、气体和固体三类。其中，液体绝缘材料可细分为油浸绝缘材料和绝缘油材料；固体绝缘材料可分为挤出绝缘材料和注射绝缘材料。要对绝缘检测技术进行研究就必须熟悉每一种绝缘材料的基本特性，所以要对绝缘材料性能进行一定的分析。

2、老化原因。电线电缆绝缘材料在使用一定年限后，绝缘性能都会呈现出不同程度的老化，被称为“绝缘老化”，绝缘材料老化原因较多，最具代表性的有热老化、机械老化及电压老化。其中，热老化是指绝缘材料的内部结构在热量的不断作用下发生了化学变化，使绝缘材料的绝缘性能逐渐下降，因此热老化又称为化学变化。通常，随着温度的升高，化学反应的发生速度越快，绝缘材料内部的高分子有机材料会发生氧化反应，从而加快绝缘材料的老化速度。比如聚乙烯的氧化反应就是内部结构中的C-H键中H脱离导致的。热老化使绝缘材料的电气和机械性能同时发生劣化，绝缘寿命减少，主体表现在材料的伸长率、拉伸强度等机械性的变化。例如，XLPE材料的拉伸率限制在一定的范围内，一般处于100%的状态时寿命终止。在固体绝缘系统生产、安装、运行过程中，经常会因机械应力的作用而出现机械老化的问题，进而形成微小裂缝，这些裂缝会随着时间的推移持续恶化，最终引发局部放电的问题。

电压老化是指电力设备在电场的长期作用下，系统内部发生的老化，其老化机理较复杂，它包含一系列的物理变化和化学变化，主要有以下两种理论，第一种理论是：当绝缘材料达到一定电场时，其内部的电子数量会急剧增加，使绝缘材料遭到击穿破坏，由于击穿破坏的原因主要是电子，因而这种理论称为“电击穿”。第二种理论是：在绝缘体上加上电压后，通过的微电流会产生焦耳热，导致材料被击穿破坏，因而这种理论称为“热击穿”。

二、影响电线电缆绝缘检测技术的因素

1、温度因素。在电线电缆发展过程中，在受到一些因素影响的情况下，会使电线电缆的整体性能受到较大程度的影响，如温度的平衡。在人类进行检测的情况下，同时伴随外界温度的不断变化，绝缘电阻的能力会处于逐渐弱化的状态中，并且在温度不断发生变化的情况下，材料中的杂质离子能量会处于不断变化的状态中，在运动速度不断进行变化的趋势下，绝缘电阻的能力会逐渐降低。因此，温度的变化对电线电缆检测具有重要的影响，如若在人们进行测量时，应使温度处于平衡的状态中，检测数据才会具有科学性。

2、时间因素。随着科技的发展，电线电缆的检测技术也逐渐进步。相关工作人员在对检测数据进行读取时，需注意检测时间的准确性。如若数据检测时间不合理，处于较长的时间段内，就会对最终的检测数据结果造成影响，使数据信息发生误差，只有正确掌握数据检测时间，对其进行合理控制，一定程度上才能推动电线电缆检测技术的不断进步。为了能有效提高数据检测结果的准确性，就需要使检测设备时刻保持在电量充足的状态。另外，在对检测设备充电时还需将充电时间保持在1分钟以上和5分钟以内，此时间段为最佳充电时间。同时，在对电线电缆进行检测时，还需将检测时间控制在1分钟以内，从而保障检测数据的准确科学性。

三、电线电缆绝缘检测方法

1、预防检测。技术人员在应用预防性检测方法对电线电缆绝缘性能进行检测时，主要是应用破坏性试验与非破坏性试验两种方式。破坏性试验工作开展时，电线电缆绝缘性能检测人员输入电压需要高于设备运行电压，结合直流耐压和交流耐压分析，可找寻电力设备运行中存在的危险性较强的绝缘事故。这种检测方式虽然较为便捷，但对电力设备会造成一定程度的损伤，同时还会降低绝缘材料的应用年限。非破坏性绝缘检测试验中，技术人员输入的电压会低于设备本身电压，根据测量结果科学评判是否存在绝缘故障。想要保证电力系统运行的安全性和稳定性，在电力电缆材料未投入应用前，工作人员必须要对电线电缆进行绝缘检测，从而保证电线电缆材料的绝缘特性，避免严重事故问题的产生。

2、停运检测。电线电缆的绝缘检测中，停运是实施检测技术的条件，暂停电线电缆的运行，才能安排绝缘检测技术。停运检测时，检修人员直接测量电线电缆的绝缘电阻，分析其绝缘性能，掌握电线电缆的绝缘效果。现代电力系统的电线电缆中，选择了多层绝缘的方法，在停运检测时，专门选择屏蔽层和线芯导体为测量点，测出绝缘电阻的阻值数据，此类停运检测的技术中，存有一种情况是，测出的绝缘电阻值偏低，不具备代表性，此时可改为检测两相地线间的绝缘电阻，得出了电阻数值后，对照规定的判断标准，同时结合电线电缆本身所有的运行环境，明确电线电缆中的绝缘性能。例如：民用类型的电线电缆，其绝缘强度，必须在500V以内，电阻数值，不能超过0.5M，利用停运检测获取数值中，还要根据电线电缆的类型、参数级别及环境，做综合处理后，与上述数值比较，判断电线电缆的绝缘性能是否合理。电线电缆绝缘检测技术中，停运检测的方法，能准确检测到线路老化的区域，此类检测技术稳定性强，检测期间排除串联阻抗的干扰，明确电线电缆绝缘性能的真实状态。

3、在线检测。在线检测技术有两种方法来完成相关的检测工作：①直流叠加检测技术。将60V电压直接运用在接地变流器上能让其成为变流器的中心点。以此来测试电源，认真观察电线电缆屏蔽层与地面间的微弱电流实际情况，能计算出绝缘电阻值。对于在线检测来说，其是操作技术难度较小的技术之一，虽然操作简单，但也存在相关的问题，因无法通过中心点直接检测接地电网，有着较大的局限性。②交流电的叠加检测技术，在电力系统的网络检测上，使用交流电来完成有关的设计和研究，能达到较好的操作目的。判断具体的劣质电流信息，排除有关的干扰情况，保证电流系统能更加简单安全的进行提高。

4、环境性能检测技术。通过恒温油浴槽给绝缘材料提供一个恒温环境，使绝缘材料在规定温度下，表征其耐高温热解裂解的能力。PVC绝缘材料在热解过程中，HCl及小分子量聚烯烃逸出，在试管口放置试纸，记录试纸变色时间，根据检测标准判定是否符合要求。空气弹老化箱对PVC绝缘材料进行热失重试验，通过试验后质量损失来判断添加PVC绝缘材料的塑化剂等添加剂是否符合要求，从另一角度反映高温试验对绝缘材料劣化的影响。

总之，电线电缆在电力系统运行中承担着重要的作用，充分保障电能稳定传输。因此，电线电缆的质量同用电安全间具有密切关联。由于电线电缆具有一定的广泛性、必要性等特点，因此就需要对电线电缆提高监测标准的重视程度，从而使用电安全得到有效保障。

参考文献：

[1]殷仲皓.电线电缆绝缘检测技术探析[J].设计与研究，2018(09).

[2]杨恒勇.电线电缆绝缘检测技术的相关研究[J].海峡科技与产业，2018(08).

[3]张忠贵.电线电缆绝缘检测技术的分析[J].科技创新与应用，2017(28).