铜芯电力电缆绝缘缺陷检测分析

李志勋

（国网绥化供电公司，黑龙江　绥化　１５２０００）

电力电缆是电力系统中传输和分配电能的重要设备，广泛的应用于输电、配电等环节，因此保证电力电缆正常摘 要：

工作，是电力系统输供电安全的重要保障。本文将深入研究电力电缆绝缘缺陷的常见原因，深入研究铜芯电力电缆绝缘缺陷的检测方法，以供相关从业人员借鉴学习。

铜芯电力电缆：绝缘缺陷；检测方法关键词：

ＴＭ２４　　Ａ　　１００２－５０６５（２０１６）２３－０１０７－２中图分类号：文献标识码：文章编号：

Detection and analysis of insulation defect of copper core power cable

LI󰀁Zhi-xun

（Ｓｔａｔｅ　Ｇｒｉｄ　Ｓｕｉｈｕａ　ｐｏｗｅｒ　ｓｕｐｐｌｙ　ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｕｉｈｕａ　１５２０００，Ｃｈｉｎａ）

Abstract: Ｐｏｗｅｒ　ｃａｂｌｅ　ｉｓ　ａｎ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ａｎｄ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｏｗｅｒ　ｉｎ　ｐｏｗｅｒ　ｓｙｓｔｅｍ，　ｉｓ　ｗｉｄｅｌｙ　

ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｐｏｗｅｒ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ａｎｄ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｏｔｈｅｒ　ａｓｐｅｃｔｓ，　ｓｏ　ａｓ　ｔｏ　ｅｎｓｕｒｅ　ｔｈｅ　ｎｏｒｍａｌ　ｗｏｒｋ　ｏｆ　ｐｏｗｅｒ　ｃａｂｌｅ，　ｐｏｗｅｒ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｓ　ａｎ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｇｕａｒａｎｔｅｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｓａｆｅｔｙ　ｏｆ　ｐｏｗｅｒ　ｓｕｐｐｌｙ．　Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，　ｉｎ－ｄｅｐｔｈ　ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｍｍｏｎ　ｃａｕｓｅｓ　ｏｆ　ｐｏｗｅｒ　ｃａｂｌｅ　ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ　ｄｅｆｅｃｔｓ，　ｉｎ－ｄｅｐｔｈ　ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｏｆ　ｐｏｗｅｒ　ｃａｂｌｅ　ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ　ｄｅｆｅｃｔｓ，　ｔｏ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｒｅｌｅｖａｎｔ　ｐｒａｃｔｉｔｉｏｎｅｒｓ　ｔｏ　ｌｅａｒｎ．

Keywords: ｐｏｗｅｒ　ｃａｂｌｅ；　ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ　ｄｅｆｅｃｔ；　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ

研究铜芯电力电缆绝缘缺陷的检测方法，有助于及时发现电力系统中电缆绝缘缺陷和故障隐患，从而保证电力系统的安全运行。本文立足于铜芯电力电缆绝缘缺陷的原因分析，深入研究铜芯电力电缆绝缘缺陷的常规检测方法，从而有针对性的解决电力系统的问题，一定程度上提高电网运行的可靠性。

1 铜芯电力电缆绝缘缺陷的原因分析

电力电缆绝缘老化是电力电缆绝缘缺陷的主要原因，要清楚铜芯电力电缆绝老化的问题，首先要从绝缘材料的质地入手，绝缘材料容易受到外界的影响，尤其在电应力的影响下，铜芯电力电缆会出现绝缘缺陷，甚至造成电缆事故，影响电网的正常运行。其次，绝缘材料在化合反应的影响下，也会导致绝缘层的耐电强度大打折扣，出现部分漏电的情况发生。可见，导致铜芯电力电缆绝缘缺陷的原因可能有很多方面，因此研究人员必须清楚的了解导致电力电缆绝缘缺陷的真正原因，并对症下药，以防电缆事故的产生[1]。1.1 水树枝老化

一般来说，电缆的绝缘材料都是有具有良好绝缘效果的聚乙烯材料，聚乙烯由于其良好的热、点性能而广泛的应用于铜芯电力电缆的绝缘层，但聚乙烯制成的绝缘材料的缺陷也很明显，长期在潮湿的环境下工作，会影响让电缆的半导电层凸起，从而引发水树枝老化等现象。水树枝老化会导致绝缘层内部放电产生细微开裂，从而产生细小的通道，在较短的时间内引发电树枝，造成停电事故。一方面，水渗透是引发水树枝老化的主要原因，因此相关工作人员需要为电缆的正常工作提供良好的运行环境。另一方面，要选择质量较好的电缆产品，防止电缆在安装之前就出现水树枝的裂化结构，这要求相关工作人员在采购环节中，能够对电缆进行测试，保证在电力电缆中使用的是高性能的绝缘材料。

２０１６－１１收稿日期：

李志勋，男，生于１９７４年，汉族，黑龙江绥化人，本科，助理作者简介：

工程师，研究方向：电缆运检。

1.2 热老化

在高温的状态下，会促使绝缘材料改变内部的分子结构，从而使绝缘材料的绝缘效果大打折扣。在热老化的作用下，会让电晕在放电过程中损坏绝缘层与屏蔽层之间的缝隙。为了避免长时间的处于高温状态，相关工作人员需要有意识的控制铜芯电力电缆的运行时间，从而使电缆的绝缘层

[2]

保持正常的绝缘效果。1.3 化学老化

在石油化工部门，化学老化是铜芯电力电缆绝缘的常见缺陷原因，当油料或者化学液体在电场的共同作用下，会出现电缆膨胀、溶解、龟裂等现象，从而造成内部管壁的开裂，使绝缘电阻受到极大的损耗，影响电力系统的正常运行，此外，石油化工部门对安全的要求较高，一旦电缆的绝缘层被击穿，容易造成爆炸等情况，给企业造成巨大的经济损失。1.4 机械力作用

绝缘层会在一些外力的作用下，出现内部分子改变，产生电磁性质的变化，这会造成铜芯电力电缆绝缘缺陷，并破坏绝缘层的抗电强度，影响铜芯电力电缆输供电的安全可靠性，这要求相关工作人员在安装铜芯电力电缆的过程中，尽量规避电磁外力较强的区域，并定期检查铜芯电力电缆的情况，如果发现树枝状的碳粒痕迹，要有针对性的更换被破坏或是击穿的电缆绝缘层，保证电网运行的安全性。

2 铜芯电力电缆绝缘缺陷检测常规方法2.1 泄漏电流试验法

这种检测方法主要运用直流电对铜芯电力电缆进行不间断的电流检测，从得到的电流初始值，来判断铜芯电力电缆的绝缘层是否正常工作，有无漏电的情况发生。泄漏电流试验法的优势在于成本低廉，针对性强，能够进行无损检测，因此被广泛的应用于电力电流绝缘缺陷的检测工作中。绝缘层老化的通常变现为被击穿，并在管壁形成树枝状的碳粒痕迹，使用泄漏电流试验法，能够判断出铜芯电力电缆绝缘缺陷的形成原因，通过加压并测定泄漏电流值的形式，测定绝

2016年 12月上 世界有色金属107

缘材料内部是否发生结构的变化，并凭借测定的结果，判定

[3]

铜芯电力电缆绝缘老化的原因。2.2 交流电叠加法

交流电叠加法是铜芯电力电缆绝缘缺陷检测的常见方法，通过交流发电机在铜芯电力电缆绝缘层金属护套上施加交流电，从而推断出电缆的绝缘程度，是一种不受外界干扰的检测方法，交流电叠加法的优势在于能够在不接触铜芯电力电缆的情况下，从试验中接收到的绝缘信号来判断绝缘层是否出现老化的情况，绝缘信号越强，说明电缆的情况越正常。绝缘信号越弱，说明电缆老化程度越高，便利性是交流电叠加法优于其他电力电缆绝缘缺陷检测技术的一个方面，此外，交流电叠加法的准确性也很高，因此被广泛的应用于电缆绝缘缺陷的检测工作中。2.3 电磁耦合法

电磁耦合法是一种常见的铜芯电力电缆绝缘缺陷检测的技术，也是一种在线检测技术[4]。电磁耦合法将装置安装在屏蔽层与外导体之间，通过输出功率自动匹配调谐，功率参数前置设定，优良的光之体系是电磁耦合法的先进控制系统，在检测时，能够保持铜芯电力电缆绝缘层的稳定性，甚至绝缘层的峰值都能有所保证。相关工作人员需要注意，电磁耦合法不适用于一些金属制成的电缆屏蔽层，因此想要电磁耦合检测法获得成功，发挥出自身的优势，需要对电缆进行模拟试验，从而推断出铜芯电力电缆绝缘老化情况。2.4 利用震荡波电压的检测方法

震荡波电压检测法主要利用了震荡波电压的暂态电压

（上接106页）

和电流进行检测的方法，通过暂态电压和电流的交换，能够得出一组函数，并通过端口测量出的参考数据，判断绝缘缺陷的原因与程度。要求相关工作人员在进行震荡波电压检测法时，实现准备一个扫描仪，并从不同的方向进行扫描，扫描的结果分别对应一段电缆的位置，并利用震荡波测量出的数据，还原到铜芯电力电缆的具体位置中，从而找出铜芯电力电缆绝缘缺陷的位置，利用震荡波电压检测法，能够有效的控制检测的准确性，大大降低检测可能出现的误差，在一定程度上提高了铜芯电力电缆绝缘缺陷检测的效率[5]。

3 结语

综上所述，要根据电力电缆绝缘缺陷的情况，选择合适的检测技术，才能保证检测的准确性，要求相关工作人员仔细研究电力电缆绝缘缺陷的原因，并不断的总结经验，尝试新的检测技术，促进电力系统的正常运行。

[1]󰀡姜芸,周韫捷.分布式局部放电在线监测技术在上海500kV交联聚乙烯

电力电缆线路中的应用[J].高电压技术,2015,04:1249-1256.

[2]󰀡黄威,王贵山,李应宏.基于交流耐压试验的电力电缆绝缘缺陷检测方

法研究[J].陕西电力,2015,06:71-74.

[3]󰀡罗俊华,付丽玮,陶士利,李文杰.0.1Hz和50Hz电压下XLPE电缆局

部放电比对试验[J].高电压技术,2010,08:2000-2004.

[4]󰀡常文治,葛振东,时翔,马国明,陈志勇,崔潇,李成榕,陈雪薇,唐志

国.振荡电压下电缆典型缺陷局部放电的统计特征及定位研究[J/OL].电网技术,2013

[5]󰀡魏钢,唐炬,文习山,林俊亦.局部放电信号在交联聚乙烯高压电力电

缆中的衰变及其检测[J].高电压技术,2011,06:1377-1383.

4 矿石结构构造

矿石结构：主要有交代结构、乳浊状结构、半自形—它形晶结构。

矿石构造：磁黄铁矿构成的致密块状构造为主，次为条带状构造，少许是浸染状、星点状构造。

围岩蚀变以硅化、绿泥石化、绢云母化为主。蚀变强度中等，局部较微弱。而矿体下侧蚀变较强。蚀变宽度一般在0.3～4米，局部5～8米。局部有弱矽卡岩化。

5 矿床成因5.1 地层、岩浆岩与成矿

矿区西有花岗岩基，并含有花岗岩脉、石英斑岩脉、角闪辉绿岩脉、角闪安山岩瘤等。但矿化母岩，尚不肯定。从钻孔资料分析，矿体附近均有花岗岩脉，矿石中以磁黄铁矿、石英为主，矿体围岩蚀变以硅化为主，矿体中保留原岩残留体，故矿床应是含矿硅酸盐热液充填交代而成，可能与花岗岩类有关。

花岗岩脉早于矿化。在一些部位形成矽卡岩、矽卡岩化大理岩，但所有矽卡岩中均为贫矿化或无矿化。局部阳起石岩中含矿较富，而无大理石，是交代了含钙围岩所致。故含钙岩石应是矿石的成矿母岩。5.2 构造与成矿

前述矿体受东向构造控制，矿体主要分布于近南北向张性层间断裂之中，呈似追踪状。东西向主干断裂为矿液通道，南北向张性断裂及层间断裂为储矿构造，少许矿体分布于NWW向、EW向、NEE向断裂中。

108世界有色金属 2016年 12月上

成矿后受构造影响，矿体中NNW向、NWW向、NEE

向的几组裂隙发育，充填有黄铁矿脉或石英脉。5.3 成岩成矿时代

,该单该区侵入体单元为新元古代下坑仔单元（Pt3X）

元侵入中元古代桃溪岩组，被晚二叠世隘高超单元侵入，在该侵入体中获得两个同位素地质年龄分别为996±29Ma、1848±20Ma（锆石Pb-Pb法），它们时间相隔较大，根据测区所处的构造位置及与邻对比，综合分析后决定用996±29Ma年龄值，将该单元的侵位时代定位新元古代。

矿体围岩为弱混合岩化片麻岩，矿体未受混合岩化影响，说明矿化晚于混合岩化时期。可能为印支—燕山早期。5.4 矿床工业类型与矿床成因类型

矿床成因及类型：从矿床赋存状态及控矿因素、成矿作用综合分析，其矿床成因类型为岩浆期后热液充填交代矿床。其形成方式以交代、浸染为主，裂隙充填为辅。当硫离子浓度大，氧气供应充足时，所形成的硫铁矿为黄铁矿；反之，所形成的硫铁矿则为磁黄铁矿。

矿床工业类型：本矿床与岩浆期后热液有关，成矿作用以充填交代作用为主，矿石矿物以磁黄铁矿为主，黄铁矿次之。其矿床工业类型为热液充填交代硫铁矿矿床。[1]󰀡王国华.江西省安远县乌石坑矿区硫铁矿详查工作阶段小结，江西省地

质局九0九大队，1976年2月.

[2]󰀡江西安远乌石坑硫铁矿查评报告，江西省地质局九0九大队，1971年8

月.

[3]󰀡1:5万鹤仔圩幅地质图幅说明书，江西省地质调查院，2000年12月.[4]󰀡朱宏新,陈为光,刘江余等.江西省安远县乌石坑矿区硫铁矿普查地质

报告，赣南地质调查大队，2005年11月.