Page 59 - 电力与能源2024年第五期

沈位军：面向中压配电电缆的多维状态评价体系研究 591

同，结合故障原因梳理了 5 类常见的风险场景。 设备的电源输出容量要求较高；局部放电法对运
（1）电缆本体主绝缘缺陷。电力电缆本体存 行环境的要求高，易受到噪声影响；直流成分法所
在主绝缘缺陷，如存在大于 50 μm 的微孔、曲率小 监测的泄漏电流仅为纳安级，极易受到杂散电流
于 1.59 mm 的半导电屏蔽尖端或导电性杂质等。 或绝缘电阻等因素的影响。故本文结合实际配电
（2）电缆附件制造质量较差。电缆附件在生 电缆运行中可获得的数据情况，提出将中压电缆

产时，若中间接头橡胶件内表面处理不当或生产 的试验数据进行融合，互为增强、互为补充，提高
过程把控不严，导致杂质、微孔、潮气残留，都会引 对中压配电电缆的多维评估能力。
发中间接头内部发生局部放电。 基于常见的 XLPE 电缆绝缘老化检测技术，
（3）电缆附件现场安装质量较差。1）接头橡 并 参 考 Q/GDW 456—2010《电 缆 线 路 状 态 评 价
胶件与绝缘层界面存在气隙。通常起因是现场安 导则》等技术标准，本文将中压配电电缆状态评价
装电缆附件时遗留了杂质或是硅胶涂抹不均匀。 结果划分为 4 种状态：正常、注意、异常与严重。

气隙会导致电缆附件发生局部放电，诱发电树枝 为了实现对中压配电电缆的准确评价，需要
现象，降低绝缘品质。2）电缆附件存在导电尖端 构建一个多维评价体系，该体系应包含可直接或
缺陷。通常起因是在现场安装过程中，剥离电缆 间接有效反映电缆情况的状态量。
端部外半导电屏蔽层时留下划痕或在边缘留下棱 为构建合理完备的状态量集以及评价体系，
角、界面处残留金属杂质或水分以及导体间压接 本文主要考虑了以下几个原则。
用导体连接器未处理光滑等情况。导电尖端会引 （1）状态量应具有相对独立性，能够有效反映
起电场畸变，导致局部放电，降低绝缘品质。3）电 中压配电电缆某一方面的特性。

缆接头导体连接状况不良。通常起因是现场安装 （2）状态量的选取应考虑实际工作中的操作
时在电缆中间接头处需要相连的线芯压接不到 可行性，即选取的状态量应当具有在实际配电电
位，造成接触电阻增大，进而引起接头发热，形成 缆运维中可获取、易操作等特点。
缺陷。 3.1 局部放电
（4）电缆长期过负荷运行。随着用电负荷的 局部放电通常是指发生在电缆绝缘中某些区

攀升，部分电缆长期过负荷运行，绝缘受到长期过 域的放电现象，此时并未形成贯通通道，电缆绝缘
热作用，将加速老化，逐步热老化，进一步诱发绝 系统仍保持相对的绝缘性能。对于 XLPE 电缆，
缘问题，如电树枝现象。 电缆绝缘内存在的微孔、气隙、杂质，绝缘与半导
（5）电缆系统绝缘老化。随着运行时间的增 电层间的裂隙，以及电缆附件在安装过程中留下
加，多种微小缺陷在运行期间积累，如水树枝现象 凸起、毛刺等缺陷，会导致局部场强分布不均，当
逐步积累形成贯通通道，导致故障。此风险通常 电场强度攀升至一定值时，局部放电会首先在这

伴随着电缆的局部放电、温度异常等现象。 些薄弱点发生。原始缺陷越严重，发生局部放电
的起始电压越低。
3 考虑配电电缆实际数据的多维状态评
在初始阶段，微弱的局部放电现象对于电缆
价体系构建
绝缘性能的影响较小，但随着放电加剧，严重的放
当前，针对 XLPE 电缆的绝缘检测，常用的方 电现象会造成电缆绝缘材料的老化甚至失效，导
法包括工频耐压法、局部放电法、绝缘电阻测量 致故障发生。局部放电加剧电缆绝缘老化的过程

法、直流成分法以及介质损耗因素在线监测法等。 通常描述如下：首先，放电产生的臭氧等物质氧化
然而，这些方法在运行现场的应用表现各有缺陷， 分解绝缘材料，导致表面轻度腐蚀；随着腐蚀累
如工频耐压法为破坏性试验，或破坏原本性能正 积，形成局部腐蚀坑和缺陷，引起电场集中；在局
常的绝缘，或加剧绝缘缺陷的严重程度，且对检测 部高场强的作用下，首先在缺陷处诱发形成电树