電源線電纜壽命估算和延長_國標電源線
使用壽命（EOL）會隨電纜類型，安裝和操作電纜的條件而變化，并且會因安裝而異。在大多數情況下，電纜壽命可以延長，具體取決于電纜的狀況。
狀態監視和測試使EOL可以相當準確地估算出來。延長電纜的使用壽命是更換電纜的一種選擇，并且視情況而定，可能會大大延長電纜的更換時間。成功延長壽命的關鍵是狀態監視，這將使您可以決定何時應延長壽命以及是否可以成功延長壽命。
電纜故障機制
絕緣擊穿可能由多種機制引起。
中壓電纜由于稱為水樹的現象而發生故障。水樹可以從電纜的內部向外生長，也可以從電纜的外部向外生長，也可以從絕緣內部的缺陷中生長出來。隨著它們的生長，它們看起來像樹木或灌木叢。水樹長大，直到它們不再承受電壓應力并形成電樹為止。一旦形成電氣樹，電纜通常會在兩周內失效[1]。
具有交聯聚乙烯（XLPE）絕緣的地下電纜以前是使用蒸汽固化工藝制造的。這種方法將水和離子雜質引入絕緣層，導致絕緣性能在電纜的使用壽命內發生電化學降解。
失效機制
制造缺陷：雖然并非絕對需要水生樹木生長，但它們肯定會加速水生樹木的生長和繁殖，因此電纜任何部分中最長的水生樹木很可能會出現一些瑕疵。
AC應力，離子和水：這是水生樹木生長的三個要求。通常，減少這三個元素中的任何一個都會阻礙水樹的生長。
局部高密度空間電荷和電場：這些是大型水樹的必然結果，瞬態過電壓事件（如開關，故障，雷電和離線電纜測試）會加劇這種情況。
紫外線發射：這是空間電荷返回其基態的結果。發出紫外線光子，紫外線光子具有足夠的能量來破壞聚乙烯鍵并產生破壞性的自由基。
熱電子加速：這是在某些介電缺陷（包括空間電荷）周圍產生非常高的局部電場的結果。熱電子會破壞聚乙烯鍵并產生自由基。
熱機械應力：這會導致暴露于水和24小時溫度循環的大多數老化電纜中可見光環。隨著電纜變暖，水在聚乙烯中的溶解度大大增加，更多的水從周圍的土壤擴散到電纜中。隨著電纜溫度的下降，水的溶解度降低，水不能足夠快地滲透出電纜，從而避免過飽和。在熱動力的驅動下，過飽和水尋找其液態并凝結到光環的微孔中。
空隙形成：主要由水樹過程產生的紫外線和熱機械應力引起。
局部放電（PD）：這些現象表現在空隙中，空隙足夠大，足以使空隙中的氣體被電場電離。PD起始電壓大于消光電壓，因為一旦空隙中的氣體離子化，PD就會更容易維持。
失敗的結果是局部放電侵蝕了發生放電的空隙壁。空隙中每個放電的侵蝕會增加空隙的大小，因此會降低該空隙的部分放電起始電壓和消光電壓。這種自加速意味著在工作電壓下出現的任何PD都可能導致快速故障。
監控與測試
監視和測試對于確定電源線的預期壽命至關重要。測試電纜絕緣狀況的兩種最常見的方法是局部放電（PD）和tanδ（TD）測試。在中壓和高壓電纜系統中的空隙，間隙和類似缺陷處可能會發生局部放電。如果繼續進行，局部放電會腐蝕絕緣層，通常會形成樹狀的劣化圖案（電氣樹），并最終導致電纜或附件完全損壞和故障。TD測試可以揭示電纜中是否存在PD路徑。
通過PD和TD測試和監視獲得的數據可以提供有關絕緣質量及其對電纜系統健康影響的重要信息。通過檢測PD和TD并對其趨勢進行分析，可以觀察其隨時間的發展，以協助進行有關電纜維修或更換的戰略決策。
局部放電測試
PD測試使用聲學，電容或電感耦合傳感器來確定PD位置的大小和位置。PD測試可以離線或在線（通電）模式進行。脫機PD測試提供了優于其他技術的顯著優勢，因為它具有測量電纜系統對特定應力水平的響應并預測其未來性能而不會產生故障的能力。脫機測試還可以精確定位現場老化電纜上的缺陷位置，從而使資產管理者能夠準確地計劃維護和/或維修計劃。離線測試通常也用于對新安裝的設備進行驗收測試。
對于已經投入使用的系統，挑戰在于必須停止使用設備才能進行測試。當可能斷電時，離線測試可以成為預測性維護計劃的一部分。在線測試可以包括在負載條件下進行測試以及對電纜進行連續監控。在線測試利用系統電壓生成PD條件，因此可用于評估實際條件下的電纜。
棕褐色三角洲測試
損耗角正切（tanδ）或耗散因數測試是評估電纜狀態的常用方法，并利用電纜的反應特性。多芯電纜在芯之間以及芯與外部金屬護套之間具有電容。單芯電纜在芯線和外部金屬護套之間具有電容。
在開路狀態下，電纜充當電容器，如果在導體和護套之間施加測試信號，則會流過電容性電流。如果電纜是理想的電容器，即電纜的絕緣層沒有缺陷，則電纜接近理想電容器的特性，并且電流將與電壓異相90°。由于絕緣電阻的緣故，存在同相電阻電流，并且健康電纜中的相角略小于90°。
如果絕緣條件惡化，電阻會降低，導致電阻電流增加，并且電流將與電壓異相小于90°。相移偏離90°表示絕緣惡化的程度，并因此指示電纜的健康狀況。測量并分析該“損失角”。
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