电缆绝缘

一、运行电缆存在的问题 二、电缆绝缘的诊断技术 三、电缆绝缘的定位技术 四、电缆绝缘的修复技术

北京市电力公司所辖10kV电缆线路共计13527路25620公里，35kV及以上电压等级电缆线路共计979路2173.312公里，其中35kV电缆线路135路171.42公里、110kV电缆线路677路1372.95公里、220kV电缆线路165路615.57公里、500kV电缆线路2路13.372公里，电力隧道共746.649公里。

大长度海底电缆运行环境复杂，可能存在悬空、受损等情况，准确的绝缘诊断和缺陷定位是海底电缆安全运行的重要技术保障。基于极化-去极化电流法（PDC）对海缆绝缘状态进行诊断，明确电导率、介损、不对称系数、时间稳定性等测试参数，可判断电缆绝缘不同老化程度。基于频域反射法（FDR）对海缆典型绝缘缺陷进行定位，可识别由受潮、过热、外力破坏、化学、辐照、水树等原因形成的局部缺陷，实现局部缺陷、接头位置的精确定位。已研发现场检测装置并形成配套测试方法，具备小型便携、无损测试等优势，应用于多回海底电缆线路状态诊断及缺陷定位，实测效果与海缆实际状态对应，预计可用于部分场景下的陆缆检测。

2019年5月，500kV某变电站发生低压交流电缆着火，引发直流电缆绝缘损坏，最终导致两套500kV母差保护动作的故障。国网设备部对故障原因进行了研究，发现引起低压交流电缆起火主要有两个原因：一是电缆发生金属短路时，保护用断路器灵敏度不足，短时间无法开断，引发电缆起火；二是电缆发生绝缘损坏爬电起弧或对铠短路时，属于“高阻接地”，断路器无法开断，但此时弧道或短路点温度很高，引发电缆起火。针对以上两类问题，提出了低压交流断路器保护灵敏度校验整改及电缆绝缘剩余电流监测解决方案，并进行了试点应用。本次演讲结合以上工作，介绍国网公司相关工作进展情况。

随着柔性直流输电技术的日臻成熟，高压直流挤包绝缘电缆系统作为其中的关键设备在海上风电接入、孤岛平台供电和城市中心供电增容等领域应用日益增多，其绝缘性能及长期可靠性已成为世界性难题和研究热点。我国高压直流电缆研究、制造与应用工作起步较晚，在本项目之前，国内尚无系统研究高压直流挤包绝缘电缆系统关键技术的科研项目，更无具有自主知识产权的国产高压直流电缆和应用工程。针对我国柔性直流输电技术发展和工程应用需求，本项目在国内首次系统研究了高压直流挤包绝缘电缆绝缘材料选型、结构设计、关键生产工艺、试验与考核评价方法等，项目创新性强，技术难度大，取得一系列创新成果：掌握了高压直流挤包绝缘电缆设计与选型技术，提出了直流电缆绝缘材料评价方法及质量控制检测体系；研制了±200kV 纳米添加电导非线性增强绝缘直流电缆终端，并成功通过型式试验；研发了可重复利用、便于安装的直流电缆试验终端，解决了±320kV 以下电压等级直流电缆出厂试验难题；开发了高压直流挤包绝缘电缆系统全工况运行考核控制系统及全尺寸高压直流电缆脉冲电声法（PEA）空间电荷测量系统，解决了温度梯度条件下全尺寸高压直流电缆空间电荷测量与评价的世界性难题，带动了高压直流电缆系统专用检测技术进步，并实现了科技成果转化；推动了国内外高压直流挤包绝缘电缆系统标准体系建设，先后制定了高压直流挤包绝缘电缆使用技术规范、空间电荷测量方法技术规范及运行维护试验导则等一系列行业及国际技术标准。

介绍了国网电缆线路运行情况、自主交流料研究进展、自主直流电缆料研究进展、研发新型环保电缆绝缘料的研发成果、然后重点介绍了电缆设备新技术、电缆孕检新技术及应用。

一种用于站用交流电源火灾预警用的交流剩余电流监测系统。采用新型高精度开口式剩余电流互感器监测馈线回路、变电站交流电源系统集中接地处的剩余电流值，剩余电流互感器监测支持多台站用变（或馈线共N支路）矢量合成、相线与中性线回路电流合成、直接测量等多种模式，通过对电流数据的实时判断及大数据分析，能够将电缆火灾防治节点前移至“事前预警”，实现电缆绝缘下降缺陷的早期初期监测，可有效遏制低压动力电缆因绝缘降低或高阻接地引发的电气火灾事故，可有效提升站用电源系统供电安全性、可靠性。

S34 电缆介损老化设备评价测试系统是21世纪德国赛巴为国际电力电缆运行和状态检修单位用心研制的电缆绝缘老化评估和状态诊断仪器。该仪器全面满足IEEE400-2001《有屏蔽层电力电缆系统绝缘层现场型试验与评估导则》国际标准和Q/GDW168-2008《电力设备状态检修试验规程》。

电线电缆行业是我国经济建设重要的配套产业，交联聚乙烯绝缘料是电力电缆最重要的电工材料，经挤出成型后通过交联反应成为电缆主绝缘。然而，我国110kV及以上电缆绝缘料长期依赖进口，容易对我国城市输电安全构成威胁。本产品突破国产220kV电缆绝缘料复配改性及规模化生产关键技术，入选国家能源局2021年度能源领域首台（套）重大技术装备。经鉴定，产品综合性能达到国际先进水平。五批次基于自主可控绝缘料的220kV电缆样品均通过型式试验，并圆满完成基于自主可控绝缘料的220kV电缆系统预鉴定试验。南方电网公司先后在深圳、贵阳、东莞投运三项220kV电缆示范工程（总长度达17.2km），为国内高压电缆生产制造、电网建设与运行、产业链供应链体系安全提供坚强保障。

围绕XLPE绝缘结晶微观形态对绝缘性能的影响进行了分享，分析了介观尺度下试样厚度对绝缘性能测量结果的影响，并介绍了长时耐压评价方法在电缆绝缘运行中失效评估中的应用。