去极化电流法诊断10 kV电缆绝缘缺陷的可行性研究

张云波　孙国凯

摘 要： 针对10 kV电缆绝缘缺陷问题，分析了利用去极化电流法来对其绝缘缺陷和老化程度进行诊断的可行性，在此基础上提出一种基于去极化电流的电缆绝缘缺陷和老化的检测方法，搭建基于Matlab和高压真空开关系统的去极化电流法10 kV电缆老化自动化检测系统。该系统通过对具有不同绝缘缺陷的老化电缆样本进行去极化电流测试和分析，得到不同缺陷程度的老化电缆去极化电流变化规律，可以方便地实现对老化电缆的绝缘缺陷及老化程度的自动判断和精准识别，对提高老化电缆绝缘故障诊断效率，保障电力系统可靠供电具有非常重要的意义。

关键词： 去极化电流法； 电力电缆； 绝缘缺陷； 可行性研究

中图分类号： TN345+.5?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2016）24?0158?04

Feasibility study on diagnosis of 10 kV cable insulation defects by using

depolarization current method

ZHANG Yunbo， SUN Guokai

（Shenyang Agricultural University， Shenyang 110866， China）

Abstract： To diagnose the insulation defects of 10 kV cable， the feasibility of using depolarization current method to diagnose the insulation defects and aging degree of the cable is analyzed. And on this basis， a cable insulation defects detection method based on depolarization current method is presented. The 10 kV cable aging automatic detection system using depolarization current method based on Matlab and high?voltage vacuum switch system was established. The depolarization current test and analysis for the aging cable samples with different insulation defects are performed by means of the system to obtain the depolarization current change rule of aging cable with different degree defects， which can realize the automatic judgement and accurate recognition of the aging cable insulation defects and aging degree， and has important significance to improve the diagnosis efficiency of the aging cable insulation defects and guarantee the reliable power supply of the electrical power system.

Keywords： depolarization current method； power cable； insulation defect； feasibility study

0 引 言

当前诊断电力电缆绝缘状态的方法较多，但是这些方法在实际的运用过程中却存在不同的问题，例如使用介质损耗因数检测时，其检测结果容易受到环境的影响；使用直流叠加法进行评估则无法定量的对电缆的老化程度进行定量的评价；使用局部放电法进行检测，检测结果会受到现场背景噪音的影响。去极化电流检测是基于介电响应原理的电缆绝缘性能测量方法，其检测快速、不对电缆造成破坏性等特点，是目前国内外常用的运行电缆绝缘性能检测方法[1]，具有非常高的可行性和可操作性，但是从已有的去极化电流检测方法设计来看，其操作过于复杂、对检测设备和检测装置的要求较高、检测分析过程复杂，自动化程度和精度较低[2?5]。

基于此，本文利用Matlab软件平台和高压真空开关系统等搭建了一种基于去极化电流检测方法的10 kV电缆老化自动化检测系统，通过该系统自动分析和采集不同老化程度的电缆样本，分析得出其老化程度与去极化电流大小变化规律，可以方便地实现对待测量的老化电缆进行绝缘缺陷和老化程度分析。相对于已有的去极化检测方法，其实现了全自动化的分析检测并且具有非常高的检测精度。

1 去极化电流法基本原理

去极化电流法主要是利用在对电缆进行充电的过程中，电缆由于被施加电压为[U0]的阶跃激励而逐渐出现极化的现象，假设这一过程所需时间为[tp]，则流过电缆的电流[6]即为极化电流[ip]。这时瞬间撤去施加的电压[U0]，则测试电缆会因为短路而产生反向的放电电流，这一电流就是去极化电流[id]，整个过程的电流变化如图1所示[7]。去极化电流不同于极化电流，其不含电缆的电导电流，完全是通过电缆内部的绝缘层中特点的松弛机制产生的松弛电流复合而成[8]。而绝缘层的松弛极化现象包含了绝缘材料的大部分信息，因此通过测量老化电缆的去极化电流就能够更加准确、客观地评估电缆绝缘材料的性能[9]。