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本 科 生 毕 业 论 文（设 计）
题 目：低压电缆绝缘状态检测方法及寿命评估
学习中心： 内蒙古呼伦贝尔奥鹏学习中心 层 次： 专科起点本科 专 业： 电气工程及其自动化 年 级： 2013 年 秋 季 学 号： 学 生： 指导教师：
完成日期： 2015 年 6 月 1 日
低压电缆绝缘状态检测方法及寿命评估
内容摘要
由于交联聚乙烯电缆绝缘性能好,易于制造和安装方便,近年得到了迅速的发展。随着城网改造和农网改造的实施,电力电缆的利用比重也会越来越高,如何维护使用好已有的电力设备,提高供电可靠性就显得十分必要,电缆的运行状况直接关系到电力系统的安全运行及供电的可靠性。文首先论述了电缆的一般结构，介绍了目前电缆检测的方法及意义，分析了影响电缆绝缘性能的因数以及电缆运行的等效电路。着重论述了电缆检测的三个主要检测手段，即绝缘电阻、泄露电流和介质损耗，对电缆性能检测的实际意义。
关键词：绝缘电阻；介质损耗；电缆寿命
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低压电缆绝缘状态检测方法及寿命评估
目 录
内容摘要 ........................................................................................................................... I 1 绪论 ............................................................................................................................ 4
1.1 课题的背景及意义 ........................................................................................ 4 1.2 国内外发展现状 ............................................................................................ 4
1.2.1 国外低压电缆绝缘检测和老化检测发展现状 ................................ 4 1.2.2 我国低压电缆绝缘检测和老化检测发展现状 ................................ 5 1.3 本文的主要内容 ............................................................................................ 5 2 电缆故障类型及绝缘老化的原因 ............................................................................ 7
2.1 电缆故障的类型 ............................................................................................ 7
2.1.1 接地故障 .............................................................................................. 7 2.1.2 短路故障 .............................................................................................. 7 2.1.3断线故障 ............................................................................................... 7 2.1.4闪络性故障 ........................................................................................... 7 2.2 电缆老化原因 ................................................................................................ 8
2.2.1 电气老化 .............................................................................................. 8 2.2.2 热老化 .................................................................................................. 8 2.2.3 机械老化 .............................................................................................. 8 2.2.4 水老化 .................................................................................................. 9 2.3 电缆研究现状及发展趋势 ............................................................................ 9 3 电缆绝缘状态的检测与寿命分析 .......................................................................... 11
3.1 绝缘电阻的测量意义 .................................................................................. 11 3.2 绝缘电阻测量方法与分析 .......................................................................... 11 3.3 介质损耗测量的意义 .................................................................................. 13 3.4 介质损耗的测量与分析 .............................................................................. 15 3.5 热老化性能概述 .......................................................................................... 16 3.6 热老化实验及数据分析 .............................................................................. 17 4 结 论 ...................................................................................................................... 19 参考文献 ........................................................................................................................ 20
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低压电缆绝缘状态检测方法及寿命评估
附 录 .......................................................................................... 错误！未定义书签。
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低压电缆绝缘状态检测方法及寿命评估
1 绪论
1.1 课题的背景及意义
对电缆进行状态诊断及评估，是合理安排电缆更换，保证电力供应安全可靠的一个重要技术手段，也是在智能电网中实现对电缆有效管理的极其重要的部分。随着我国煤矿开采量的加大，电力电缆的利用比重也会越来越高。
对于动力和照明线路来说，采用的橡胶绝缘电缆在使用过程中，由于橡胶的氧化分解作用，使硫化橡胶的电物理和机械性能发生变化:变硬、变脆，在橡皮上形成裂纹，空气和水分填充在裂纹中使电缆老化加剧，最终导致绝缘击穿或短路。此外，电缆使用环境恶劣加速电缆绝缘层材料的老化。所以对电缆失效尚无合适的标准，以及对电缆寿命缺少有效的研究和估计方法，这种更换带有很大的盲目性，并且更换电缆工序繁琐并且是一项价格非常昂贵且繁重的作业，其结果必然造成材料的浪费或带来事故的隐患。所以，对一电缆目前技术状态的确切评价不仅从保证电力设备工作可靠性的观点来看是重要的，而且从预防火灾的角度来看也是很重要的。当前，绝大多数低压电缆用橡胶做绝缘材料，氧化分解能硫化橡胶的电物理和机械性能，使得电缆老化迅速，绝缘击穿或短路现象会最终发生。而低压电缆绝缘状态的在线检测可以精确评估电缆技术和运行状态，尽早发现电缆绝缘缺陷，并采取适当的维修措施，以确保设备的安全运行和可靠使用，而且还具有非常重要的防火功能。
1.2 国内外发展现状
1.2.1 国外低压电缆绝缘检测和老化检测发展现状
20世纪60年代起，国外就开始了关于XLPE (交联聚乙烯）电缆绝缘弱点检测和老化检测技术的研究，时至今日，该项研究仍在不断发展。日本是较早开展XLPE电缆绝缘老化检测技术研究的国家之一，但是研发的电缆绝缘检测仪只能发现已经发生绝缘老化的电缆，无法描述被检测电缆的绝缘老化程度，而且该检测仪主要针对的是陆地所使用电缆。
20世纪70年代前,世界上广泛使用电桥法及低压脉冲反射法进行电力电缆故障测试,两者对低阻故障很准确,但对高阻故障不适用,故常常结合燃烧降阻(烧穿)法,即加大电流将故障处烧穿使其绝缘电阻降低以达到可以使用电桥法或低压脉冲法测量的目的。烧穿方法对电缆主绝缘有不良影响,现已很少使用。
近几年来，欧美发达国家及日本的学者为了尽可能地等效工频电压并尽可能
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