XLPE电缆在线监测的常用技术

过去电气设备常常采用定期试验维修的方法，以保障电力系统的安全运行，这种离线试验方法在过去为电力事业作出了重要的贡献。但我们也时常碰到经过试验维修合格的设备投入生产后不久就出现事故的情况。电缆作为一种特殊的电力设备在试验时使用直流耐压试验等方法本身就会对其造成损伤，加快了电缆的老化，影响了电缆的绝缘特性。虽然直流耐压试验仍然是一种有效的发现故障的方法，随着科学技术和试验条件的不断进步，我们一直在不停的寻求新的试验方法能够代替这种破坏性试验。比如在线监测技术的发展为电缆的检测提供了新的思路，应用较为普遍的XLPE电力电缆在线监测技术主要有以下几种：

（1）直流分量法
直流分量法以水树效应引起的nA级的直流电流为老化判据，用于检测运行中电缆的水树状劣化，能反映电缆绝缘劣化的绝对量。由于XLPE电力电缆中存在着树枝化(水树枝、电树枝)绝缘缺陷，它们在交流正、负半周表现出不同的电荷注入和中和特性，导致在长时间交流工作电压的反复作用下，水树枝的前端聚集了大量的负电荷，树枝前端所聚集的负电荷逐渐向对方漂移，这种现象成为“整流效应”。由于“整流效应”的作用，流过电缆接地线的交流电流便含有微弱的直流成分，检测出这种直流成分便可进行绝缘诊断。

大量实验数据表明，电缆水树枝长度与直流泄露分量等绝缘特性有较好的相关性，水树枝越长，直流分量也就越大，而且XLPE电力电缆的直流分量电流与其直流泄漏电流及交流击穿电压间往往具有较好的相关性。在线检测出直流分量电流增大时，常常说明水树枝的发展、泄漏电流的增大，这样的绝缘劣化过程会导致交流击穿电压的下降。

这种方法对发现集中性缺陷有很好的效果，用于在线监测时要排除护套电阻和外屏蔽地电势引起的杂散电流的影响，因为测量的电流很小，所以在抗干扰方面要求较高。

（2）直流叠加法
直流叠加法的基本原理是在接地的电压互感器的中性点处加进低压直流电压(通常为50V)，使该直流电压与施加在电缆绝缘上的交流电压叠加，从而测量通过电缆绝缘层上微弱的纳安级直流电流或其绝缘电阻。由于直流叠加法是在交流高压上再叠以低值的直流电压，这样在带电情况下测得的绝缘电阻与停电后加直流高压时测试结果很相近。但是由于在直流电压下绝缘层水树会呈现出极性效应电缆绝缘的正反向绝缘电阻不同为此有人提出了改进直流叠加法，该方法应用比较广泛。但绝缘电阻与电缆绝缘剩余寿命的相关性并不是很好，分散性相当大。绝缘电阻与很多因素有关，即使同一根电缆，也难以仅靠测其绝缘电阻来预测其寿命。

（3）介质损耗角正切(tgδ)法
对电缆绝缘层tgδ值的在线检测方法，与电容型试品的在线检测tgδ值的方法很相似，因为tgδ值往往反映的是普遍性的缺陷，个别的较集中的缺陷不会引起整根电缆所测到的tgδ值的显著变化。对局部缺陷无法反映精度比较低。