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[摘 要]电缆线路随城市经济的发展持续增加，交联电缆以其多种优点，覆盖电网各电压等级。电缆运行与维护是一个多层次、多方面的技术管理过程，从电缆敷设安装到线路移交直至维护监测，每一环节均有其技术特点。本文介绍了国内、外电缆维护技术的应用现状及发展动向，客观分析了现有新技术的特点和适用条件，对采用相关技术的综合效益进行了评价，提出了电缆维护与检测技术的应用目标、原则及注意事项。
[关键词]交联电缆；运行维护；试验研究；绝缘缺陷
中图分类号：TM247 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）39-0393-01
1.国内电缆运行与维护技术现状
1.1 交接试验技术
交联电缆及其附件在投运前，需进行交接试验，以检查运输、敷设过程中对电缆可能造成的损伤及附件的现场安装工艺水平。交联电缆交接试验依据《GB50150-2006 电气装置安装工程电气设备交接试验标准》，优先选用交流耐压试验。目前国内 30～300Hz 的变频串谐试验系统应用广泛，110kV 及以上电缆移交，多采用交流耐压，国内也有不少工程交接用空载运行 24h 来等同。
在国内VLF法用35kV及以下交联电缆的交接试验及预试。研究表明：对XLPE 电缆，0.1Hz下击穿场强与工频击穿场强之比为 0.9～1.1，说明 VLF 法与工频耐压有一定等价性，而 0.1Hz 试验电源容量仅为50Hz时的0.2%。德国标准VDE DIN 0276-1995规定：对PVC和油浸纸绝缘电缆，用0.1Hz 交流电压试验时，试验电压为 3U0，30min 内不击穿；对 XLPE 电缆，试验电压为 3U0，60min 内不击穿。试验电压和时间的取值是 0.1Hz 耐压试验的核心，采用 VLF 法预试时，试验电压为交接试验的80%。正弦波VLF可用来测量介损、泄漏电流或介电谱图，从而对电缆绝缘状况进行诊断。国际大电网会议（CIGRE）21-09 工作组对高压电缆不推荐 VLF 法，因目前该设备的输出电压较低，只用于配网电缆试验。若提高VLF设备输出电压，则系统成本、重量会大幅增加，其轻巧、移动方便的优势将消失，这是VLF设备向高电压等级发展缓慢的重要原因[1]。
1.2 在线检测技术
交联电缆在运行过程中，由于受电、热、机械、化学等因素的作用将发生老化，定期对电缆进行检测的机制无法充分适应当前电缆运行维护的要求。建立在线检测技术上的检修方式，以电缆当前的实际工况为依据。有效的在线检测手段是对电缆实施状态检修的技术基础，它决定了检修工作的有效性、经济性。
直流叠加法和直流成分法都是通过测量流经电缆主绝缘的微弱直流电流的大小来评价电缆的运行状态。试验证明：叠加 50V 直流电压下的绝缘电阻测量值与停电后加直流高压时的测量结果很相近，因而可用来判断电缆的绝缘状况。可是我国 110kV 及以上线路都采用中性点接地系统，因此直流叠加法仅适合 35kV 及以下电缆的在线检测。直流成分法是利用电缆绝缘中水树的整流作用致使屏蔽的接地线中存在微弱直流分量的原理，来判断绝缘老化状况，直流成分法应用的主要障碍是护套的绝缘电阻和金属屏蔽的接地电动势对直流电流的测量存在严重干扰。另外以上两种直流测量法只能根据直流电阻的增大来判断绝缘老化，对老化程度判断缺乏有效、定量判据。
2.国外技术现状与研究动向
欧洲发达国家基本引领着国际电缆运行与维护技术的发展方向，而 CIGRE B1（电缆技术分会）专门设立了高压电缆运行维护工作组 WG B1-04，工作重点及研究动向如下：1）引发电缆及附件故障的原因分析与统计；2）在线检测技术的合理应用及运行成本；3）运行中的高压交联电缆绝缘缺陷检测；4）电缆的剩余寿命评估等。
2.1 故障原因分析与统计
国外统计数据也来源于电缆线路的个例。欧洲、日本等发达国家 30～500kV 电力电缆运行平均故障率约 0.32次/（100km·a），电缆线路故障和多数电力设备类似，投运初期（1-5 年内）易发生故障，主要原因是电缆及附件产品质量及电缆敷设安装质量问题；中期（5-25 年内），电缆本体和附件进入稳定期，线路故障率较低，故障主要原因是電缆本体绝缘树枝状老化击穿和附件呼吸效应进潮；晚期（25 年以后），电缆本体绝缘树枝老化、电—热老化及附件材料老化加剧，电力电缆运行故障率大幅攀升。高压交联电缆系统故障分类方法较多，按故障产生原因主要可分为：厂家生产制造、现场施工质量、外力破坏、设计失误等 4 类。国外一些公司使用的统计方法允许对不同维护法的经济价值进行估计，建立故障数据库并为其收集资料，对事故分析非常重要。分析故障的目的是为了更准确地获取信息从而改进维护计划。
2.2 在线检测技术的合理应用及运行成本
交联电缆可能的故障模式有第三方破坏、绝缘层水分侵入、膨胀-收缩机械应力损伤、附件安装工艺引起的局部场强升高、过载、绝缘材料老化等，而现有检测技术有温度监测、tanδ检测、局放测量、终端绝缘油理化分析、附件红外检测、附件超声检测、金属屏蔽层接地电流监测等。应依据电缆自身重要程度、已运行时间及综合成本合理选择检测技术。诊断技术进步还给资产管理者有序淘汰老化电缆提供了更加量化的指标。决定电缆线路剩余寿命是考虑维护和修理费用再加上不可预料的事故损失，是否超过了现有电缆价值。合理的技术应用路线为：明确电缆维护策略→保持对维护策略的反馈和修正→全面详细地故障调查→建立并充实电缆线路故障数据库→决定对电缆线路所采用的维护方法。
3.结语
电缆将逐步取代架空线作为城网电能输送的主要途径，电缆也逐步向高电压、大容量发展，提高电缆线路的经济指标，降低电缆在运行中的故障率是电缆维护与检测技术的中心问题。
参考文献：
[1] 速水敏幸（日）编著，刘晓萱译. 电力设备的绝缘诊断[M].北京：科学出版社. 2003.
[2] 高颂九. 电缆运行条件的变化和故障对策[J]. 农村电气化. 2008（09）
[3] 陈要征，孙刚，贺光辉. 电力电缆线路故障查找和运行维护[J]. 农村电工. 2009（05）
[关键词]交联电缆；运行维护；试验研究；绝缘缺陷
中图分类号：TM247 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）39-0393-01
1.国内电缆运行与维护技术现状
1.1 交接试验技术
交联电缆及其附件在投运前，需进行交接试验，以检查运输、敷设过程中对电缆可能造成的损伤及附件的现场安装工艺水平。交联电缆交接试验依据《GB50150-2006 电气装置安装工程电气设备交接试验标准》，优先选用交流耐压试验。目前国内 30～300Hz 的变频串谐试验系统应用广泛，110kV 及以上电缆移交，多采用交流耐压，国内也有不少工程交接用空载运行 24h 来等同。
在国内VLF法用35kV及以下交联电缆的交接试验及预试。研究表明：对XLPE 电缆，0.1Hz下击穿场强与工频击穿场强之比为 0.9～1.1，说明 VLF 法与工频耐压有一定等价性，而 0.1Hz 试验电源容量仅为50Hz时的0.2%。德国标准VDE DIN 0276-1995规定：对PVC和油浸纸绝缘电缆，用0.1Hz 交流电压试验时，试验电压为 3U0，30min 内不击穿；对 XLPE 电缆，试验电压为 3U0，60min 内不击穿。试验电压和时间的取值是 0.1Hz 耐压试验的核心，采用 VLF 法预试时，试验电压为交接试验的80%。正弦波VLF可用来测量介损、泄漏电流或介电谱图，从而对电缆绝缘状况进行诊断。国际大电网会议（CIGRE）21-09 工作组对高压电缆不推荐 VLF 法，因目前该设备的输出电压较低，只用于配网电缆试验。若提高VLF设备输出电压，则系统成本、重量会大幅增加，其轻巧、移动方便的优势将消失，这是VLF设备向高电压等级发展缓慢的重要原因[1]。
1.2 在线检测技术
交联电缆在运行过程中，由于受电、热、机械、化学等因素的作用将发生老化，定期对电缆进行检测的机制无法充分适应当前电缆运行维护的要求。建立在线检测技术上的检修方式，以电缆当前的实际工况为依据。有效的在线检测手段是对电缆实施状态检修的技术基础，它决定了检修工作的有效性、经济性。
直流叠加法和直流成分法都是通过测量流经电缆主绝缘的微弱直流电流的大小来评价电缆的运行状态。试验证明：叠加 50V 直流电压下的绝缘电阻测量值与停电后加直流高压时的测量结果很相近，因而可用来判断电缆的绝缘状况。可是我国 110kV 及以上线路都采用中性点接地系统，因此直流叠加法仅适合 35kV 及以下电缆的在线检测。直流成分法是利用电缆绝缘中水树的整流作用致使屏蔽的接地线中存在微弱直流分量的原理，来判断绝缘老化状况，直流成分法应用的主要障碍是护套的绝缘电阻和金属屏蔽的接地电动势对直流电流的测量存在严重干扰。另外以上两种直流测量法只能根据直流电阻的增大来判断绝缘老化，对老化程度判断缺乏有效、定量判据。
2.国外技术现状与研究动向
欧洲发达国家基本引领着国际电缆运行与维护技术的发展方向，而 CIGRE B1（电缆技术分会）专门设立了高压电缆运行维护工作组 WG B1-04，工作重点及研究动向如下：1）引发电缆及附件故障的原因分析与统计；2）在线检测技术的合理应用及运行成本；3）运行中的高压交联电缆绝缘缺陷检测；4）电缆的剩余寿命评估等。
2.1 故障原因分析与统计
国外统计数据也来源于电缆线路的个例。欧洲、日本等发达国家 30～500kV 电力电缆运行平均故障率约 0.32次/（100km·a），电缆线路故障和多数电力设备类似，投运初期（1-5 年内）易发生故障，主要原因是电缆及附件产品质量及电缆敷设安装质量问题；中期（5-25 年内），电缆本体和附件进入稳定期，线路故障率较低，故障主要原因是電缆本体绝缘树枝状老化击穿和附件呼吸效应进潮；晚期（25 年以后），电缆本体绝缘树枝老化、电—热老化及附件材料老化加剧，电力电缆运行故障率大幅攀升。高压交联电缆系统故障分类方法较多，按故障产生原因主要可分为：厂家生产制造、现场施工质量、外力破坏、设计失误等 4 类。国外一些公司使用的统计方法允许对不同维护法的经济价值进行估计，建立故障数据库并为其收集资料，对事故分析非常重要。分析故障的目的是为了更准确地获取信息从而改进维护计划。
2.2 在线检测技术的合理应用及运行成本
交联电缆可能的故障模式有第三方破坏、绝缘层水分侵入、膨胀-收缩机械应力损伤、附件安装工艺引起的局部场强升高、过载、绝缘材料老化等，而现有检测技术有温度监测、tanδ检测、局放测量、终端绝缘油理化分析、附件红外检测、附件超声检测、金属屏蔽层接地电流监测等。应依据电缆自身重要程度、已运行时间及综合成本合理选择检测技术。诊断技术进步还给资产管理者有序淘汰老化电缆提供了更加量化的指标。决定电缆线路剩余寿命是考虑维护和修理费用再加上不可预料的事故损失，是否超过了现有电缆价值。合理的技术应用路线为：明确电缆维护策略→保持对维护策略的反馈和修正→全面详细地故障调查→建立并充实电缆线路故障数据库→决定对电缆线路所采用的维护方法。
3.结语
电缆将逐步取代架空线作为城网电能输送的主要途径，电缆也逐步向高电压、大容量发展，提高电缆线路的经济指标，降低电缆在运行中的故障率是电缆维护与检测技术的中心问题。
参考文献：
[1] 速水敏幸（日）编著，刘晓萱译. 电力设备的绝缘诊断[M].北京：科学出版社. 2003.
[2] 高颂九. 电缆运行条件的变化和故障对策[J]. 农村电气化. 2008（09）
[3] 陈要征，孙刚，贺光辉. 电力电缆线路故障查找和运行维护[J]. 农村电工. 2009（05）