本文重點(diǎn)介紹了傳輸電纜（50kV-150kV）狀態(tài)評估的實(shí)際應(yīng)用以及先進(jìn)狀態(tài)評估方法的應(yīng)用。文介紹的經(jīng)驗(yàn)是通過荷蘭項(xiàng)目獲得的，該項(xiàng)目旨在建立評估充油電纜和高壓充氣電纜狀況的知識規(guī)則。

　　別是，礦用電纜在幾條電纜線上使用現(xiàn)場檢查和診斷以及實(shí)驗(yàn)室評估絕緣缺陷和樣品老化的結(jié)果顯示狀態(tài)和建立資產(chǎn)管理知識規(guī)則。
　　輸電纜，現(xiàn)場檢查，診斷，局部放電，老化，損耗因子測量，狀態(tài)評估，資產(chǎn)管理。前輸電網(wǎng)絡(luò)的預(yù)期壽命為30年[1]。今，世界上大約32％的高壓電纜線路采用浸油紙絕緣電纜[2]。是，填充油的電纜相對較舊。方面，由于老化過程導(dǎo)致的這類電纜的故障率僅為12％，另一方面，填充油的電纜的故障應(yīng)保持在較低且穩(wěn)定的水平或增加線性地[2]。了評估充油電纜的當(dāng)前狀態(tài)和/或?yàn)榱朔乐钩溆碗娎|的意外故障，已經(jīng)進(jìn)行了各種類型的診斷測試和耐受電壓。于新安裝的電纜線路，IEC或IEEE標(biāo)準(zhǔn)[1-3，16]中規(guī)定了許多規(guī)定，它們給出了測試電壓的類型和水平。是，對于已經(jīng)投入使用，升級或維修的電纜線路，現(xiàn)場診斷測試的經(jīng)驗(yàn)仍然有限。際法規(guī)支持許多維護(hù)活動，并提供不同的方法來評估充油電纜的當(dāng)前狀況[5-7]。今，幾乎所有供電部門對電纜狀態(tài)評估技術(shù)的發(fā)展至關(guān)重要，特別是了解其老化過程，這對管理問題變得越來越重要。

　　產(chǎn)。于充油電纜的現(xiàn)場診斷，可以通過測量損耗因子tanδ[8]獲得有關(guān)電流絕緣條件的信息。該強(qiáng)調(diào)的是，在U0或更高工作條件下測量電纜損耗因數(shù)已成為油浸絕緣子的重要診斷工具[4，5，9]，因?yàn)樗且环N非破壞性的診斷方法，不會給絕緣層增加額外的壓力。此，在現(xiàn)場診斷中，重要的是解釋測量結(jié)果并確定每個(gè)參數(shù)的可接受范圍。配電電纜相比，電力電纜的絕緣要求對傳輸電纜的絕緣故障的研究較少?？嘉墨I(xiàn)[6-14]為不同類型電力電纜的最典型故障類型提供了評估方法，在此基礎(chǔ)上圖2顯示了局部放電的適用性和測量方法。斷中的損失因素。于電纜絕緣的典型缺陷和由此導(dǎo)致的絕緣劣化，以下因素值得關(guān)注：操作應(yīng)力，環(huán)境壓力和人為影響。者主要集中在電纜組裝上，這會人為地影響電纜和附件的初始壽命。營和環(huán)境的影響主要發(fā)生在運(yùn)營期間。述那些的影響是不可避免的。于高壓電纜和附件絕緣中的高電場強(qiáng)度，高壓電纜中局部放電故障的退化過程比中壓電纜更快。是，對于某些類型的絕緣，例如絕緣絕緣電纜或高壓電纜附件，在工作壽命期間會發(fā)生局部放電。高壓電纜通常被認(rèn)為是運(yùn)行期間的局部放電[9]。此，為了檢測高壓電纜的絕緣放電故障的存在，現(xiàn)場檢測的電壓必須大于U0（過電壓）。
　　合局部放電檢測，我們可以了解局部放電的發(fā)生：局部放電開始電壓，局部放電消光電壓和局部放電電平。圖3所示。為地下輸電線路的一部分，各種類型的紙絕緣電纜被廣泛使用，但是特定類型的電纜系統(tǒng)的平均使用壽命與石油和紙張已超過40年。如，在荷蘭，超過45％的充油高壓電纜在1970年之前開始運(yùn)行。于額定負(fù)載電流，荷蘭的大多數(shù)高壓電纜未充滿電（約占總費(fèi)用的40％）。蘭的電力傳輸系統(tǒng)具有更少的故障，正是由于更少的故障，對電纜的實(shí)際操作和老化的理解仍然有限。所周知，熱降解和機(jī)械降解是油紙絕緣的主要降解機(jī)制，局部放電加速了這一過程。如閃電操作或過電壓之類的電應(yīng)力會對油紙結(jié)構(gòu)造成物理損壞?；挠绊懺黾恿藲庀稘穸群图埥^緣體的溶解氣體，導(dǎo)致絕緣紙的電導(dǎo)增加。經(jīng)運(yùn)行多年的高壓系統(tǒng)的隔離會受到各種壓力因素的影響，這些壓力因素會對預(yù)期的使用壽命產(chǎn)生不利影響。些限制是由于高壓電纜和附件老化引起的正?；虍惓２僮鳝h(huán)境。別是，電應(yīng)力和熱應(yīng)力會導(dǎo)致絕緣性能的永久性劣化，這會導(dǎo)致其使用壽命的降低。應(yīng)力和電應(yīng)力影響的重要性也表現(xiàn)如下：a）浸入油中的絕緣材料的降解速度取決于其使用年限和運(yùn)行歷史（如果可能，記錄主要和次要故障）;絕緣性能的惡化程度; c過熱和電應(yīng)力是液體絕緣材料最重要的老化機(jī)制，前后的熱應(yīng)力是絕緣材料預(yù)期壽命的決定因素;電子損耗因子的增加降低了一個(gè)標(biāo)志;隨著溫度的升高，熱穩(wěn)定性取決于損耗因子。所周知，當(dāng)溫度高時(shí)，熱老化引起化學(xué)反應(yīng)的加速。老化和熱老化是電纜絕緣老化的最重要因素。緣體對油的降解速率符合Arrhenius公式：其中k是反應(yīng)速率系數(shù)，A是常數(shù)（最大反應(yīng)速率），Ea是活化能（反應(yīng)所需的最小能量），RT處于一定溫度。子的平均分子能量; R是分子氣體常數(shù)（8.314472 J / K.mol）; T是絕對溫度[9，17]。

　　據(jù)該公式，可以計(jì)算絕緣的壽命，并且絕緣的壽命與核心溫度密切相關(guān)。設(shè)電纜的壽命在15°C時(shí)為100年，在60°C時(shí)不到10年。此，使用Arrhenius公式了解不同電纜絕緣的劣化率加載，如圖4a所示。于溫度過期的壽命限制條件，可以給出電纜的預(yù)期壽命與電纜負(fù)載之間的關(guān)系，例如，當(dāng)電纜負(fù)載等于電纜承載能力的30％時(shí)。大電流，使用壽命為100年，如圖4b所示。紙絕緣的預(yù)期壽命與負(fù)載有關(guān)：當(dāng)負(fù)載從30％增加到60％時(shí)，絕緣的劣化成倍增加，使用壽命減半。載增加，使用壽命進(jìn)一步降低。負(fù)載為100％時(shí)，壽命在30％負(fù)載下變?yōu)閴勖氖种?。?jù)經(jīng)驗(yàn)，我們可以得出結(jié)論，在絕緣的完整性方面需要考慮幾個(gè)問題。緣耐壓的降低與以下幾個(gè)方面有關(guān)：絕緣材料的劣化或坍塌是由于老化和長期退化，端子內(nèi)的絕緣油泄漏。據(jù)退化的類型，絕緣或電纜附件可能會出現(xiàn)這些問題。用阻尼振蕩波電壓的現(xiàn)場測試和診斷在AC過電壓下激活，并測試大電容元件，如長電纜，需要大約幾兆伏安的無功功率。襯墊的往復(fù)式系統(tǒng)可以以較小的功率為大容性負(fù)載充電，同時(shí)具有體積小，重量輕的優(yōu)點(diǎn)。1顯示了230 kV電纜線路的一些現(xiàn)場測試參數(shù)。減的振蕩波電壓是引起電容性試樣和空氣電感器的諧振的負(fù)載電流。沒有無功功率補(bǔ)償?shù)那闆r下，產(chǎn)生衰減的正弦電壓，如圖4所示。5.交流阻尼測試可能與局部放電測量的診斷或損耗因子的測量有關(guān)。測量損耗因數(shù)時(shí)，使用AC阻尼正弦電壓。量頻率是電纜電容的頻率fr和空氣電感的諧振，然后分析阻尼電壓波形的衰減特性[9]。壓電纜損耗因數(shù)的測量 - 包含現(xiàn)場數(shù)據(jù)的充油電力電纜的無損檢測和診斷的開發(fā)和應(yīng)用已成為熱門話題。別注意這些電纜的實(shí)際退化以確定它們的未來性能，例如允許負(fù)載和預(yù)期壽命。
　　所周知，當(dāng)標(biāo)稱電壓施加到高壓電纜或諸如閃電之類的異常電壓，開關(guān)操作等時(shí)，絕緣可能失效。施加到絕緣體的場強(qiáng)超過其介電強(qiáng)度時(shí)，總會發(fā)生故障。重要的是，由于長期分解，絕緣可能部分或完全劣化?？紤]填充油的電纜的損耗因數(shù)時(shí)，應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，tanδ可以用作質(zhì)量指標(biāo)來評估浸入高壓油中的絕緣電纜，不同于堅(jiān)持緊張。這種方式，可以直接表征絕緣的質(zhì)量。慮到絕緣退化所獲得的信息作為未來檢測的趨勢尤為重要。于充滿油的電纜，tanδ是劣化的指標(biāo)。句話說，隨著劣化的進(jìn)行，tanδ增加。此，理解tanδ與老化過程之間的關(guān)系以評估絕緣狀態(tài)非常有用。tanδ的值不僅與電場強(qiáng)度有關(guān)，而且與溫度有關(guān)。一個(gè)重要信息是電纜的長期負(fù)載。電壓施加到絕緣層時(shí)發(fā)生的不同現(xiàn)象導(dǎo)致絕緣損失，主要是[8]：由表觀電阻和漏電流引起的電導(dǎo)損失以及電場對絕緣體的上升。料的界面，具有不同的滲透性。局部放電也會增加損耗因子。的非老化浸油絕緣材料在50 Hz AC下通常非常低，最大不應(yīng)超過20×10 -4（0.2％）。外，施加電壓的幅度與損耗值的變化（Δtanδ）之間沒有密切的關(guān)系。如，當(dāng)電壓從0.5U0到2.0U0高時(shí)，Δtanδ不超過10×10 -4。熱老化的情況下，當(dāng)tanδ增加到50×10-4（0.5％）時(shí)，可能發(fā)生熱分解[12，17]，如圖6所示。6.圖。8.7 km 87kV / 150kV高壓電源電纜的現(xiàn)場測試中獲得的損耗因子數(shù)據(jù)，提供攤銷電壓CA：C = 2.2 uF，fDAC = 40Hz。7說明了使用AC阻尼方法的測試結(jié)果是電纜充滿了油。一根電纜為150千伏，為49年（a，b），第二根電纜為230千伏，為33年（c，d）。據(jù)該圖，可以得出結(jié)論，tanδ在工作電壓水平上具有較大差異。何在現(xiàn)場tanδ測量的基礎(chǔ)上評估填充油的電纜狀況非常重要。7用兩根填充油的電纜獲得的損耗系數(shù)結(jié)果：a）-b）電力電纜150kv，長度850 m，服務(wù)49年; c）-d）電力電纜230kv，長度13314m，服務(wù)33年。驗(yàn)研究為了便于現(xiàn)場損耗因子測量的解釋和分類，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了類似的現(xiàn)場試驗(yàn)研究。研究的主要目的是澄清tanδ測試結(jié)果的規(guī)律。外，從實(shí)驗(yàn)室研究中獲得的法律也適用于現(xiàn)場試驗(yàn)。8顯示了實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)的想法和方法。研究的主要目的是為tanδ診斷應(yīng)用的開發(fā)開發(fā)決策支持模型。Δtanδ與電場強(qiáng)度（現(xiàn)場診斷期間可施加的電壓）和Δtanδ與溫度（與電纜工作負(fù)荷變化有關(guān)）之間的關(guān)系是絕緣診斷的兩個(gè)指標(biāo)。驗(yàn)室研究已經(jīng)在測試期間對樣品施加電場強(qiáng)度，范圍為0.7kV / mm至6.1kV / mm。

　　
　　于浸入油中的熱絕緣樣品，在恒定溫度下研究Δtanδ與電場強(qiáng)度之間的關(guān)系，然后轉(zhuǎn)換為每單位0.09 U0和0.84 U0的測試電壓。稱電壓。然，tanδ和Δtanδ與電纜的使用壽命有關(guān)。息指數(shù)。兩個(gè)值是線性繪制的，tanδ的相對值是在這里引入的。用tanδ的相對值的優(yōu)點(diǎn)是它可以描述與壽命的線性關(guān)系并簡化計(jì)算。入tanδ的相對值的另一個(gè)原因與實(shí)驗(yàn)有關(guān)。過實(shí)驗(yàn)室研究獲得的絕對值與樣品的特定特征和實(shí)驗(yàn)條件有關(guān)，而相對值變化反映了給定老化條件下的顯著變化。實(shí)驗(yàn)室中獲得的相對值與通過現(xiàn)場診斷獲得的值相當(dāng)。tanδ的相對值計(jì)算如下：條件評估的最終結(jié)果應(yīng)用于支持資產(chǎn)管理決策過程。別是，它依賴于資產(chǎn)管理目標(biāo)信息的分析來描述有線電視系統(tǒng)的實(shí)際情況，以便業(yè)主可以將其用作維護(hù)決策的數(shù)據(jù)條目[6， 13。于已投入使用和老化的電力電纜，損耗系數(shù)與測量電壓之間的關(guān)系對于電纜線（油浴電纜）的熱穩(wěn)定性非常有用，如圖所示圖8-9。以設(shè)想以下范圍：電纜系統(tǒng)的可接受損耗水平如下：在標(biāo)稱電壓U0，tanδ小于0.25％，Δtanδ小于0.1％。0.25％，但小于0.5％; △tanδ小于0.1％。纜系統(tǒng)的損耗越大：在標(biāo)稱電壓U0下，tanδ大于0.5％但小于0.8％; Δtanδ小于0.3％，在一定時(shí)間內(nèi)留下電纜在該段內(nèi)保持無縫服務(wù)是很重要的。10分別對35年和40年的兩個(gè)電纜損耗因數(shù)診斷進(jìn)行了分析。果在使用一段時(shí)間后負(fù)載增加，則絕緣性能下降并且其壽命縮短。加負(fù)載后的可用服務(wù)時(shí)間是非常有用的信息。然，基于具有相似操作歷史的兩根電纜的損耗因子的分析，具有不同壽命的電纜將根據(jù)將來的不同負(fù)載曲線而具有不同的效果。10預(yù)期壽命與過去和未來負(fù)荷之間的關(guān)系：a）服役35年，之前的平均負(fù)荷為35％，tanδ約為0.5％，Δtanδ約為0.3 ％; b）使用40年，過去的平均負(fù)荷為35％，tanδ約為0.2％，Δtanδ約為0.1％。論大多數(shù)高壓電纜都是油絕緣和油絕緣的，其特點(diǎn)是與熱老化相關(guān)的耐久性消耗?；瘜?dǎo)致隔熱性能和電性能降低，并且這些性能的降低影響熱穩(wěn)定性。未來負(fù)載曲線演變的情況一樣。估油浸絕緣老化狀態(tài)的需求正在增加，以允許開發(fā)用于分配可接受的未來負(fù)荷的決策支持模型。著溫度升高，損耗因子的增加表明熱不穩(wěn)定性的開始。
　　于已使用的線路，交流阻尼電壓可用于測量高壓電纜的損耗。加的增加表明電導(dǎo)率增加和擊穿場強(qiáng)度減小。場測試和實(shí)驗(yàn)室測試的結(jié)合非常有效地研究tanδ與負(fù)載之間的關(guān)系以及tanδ在低溫下的值。7獲得的信息可用于確定未來的負(fù)載條件，作為過去負(fù)載和老化條件的函數(shù)。
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