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AG积分bc贷新聞:不同絕緣類型電纜的試驗方法研究

點擊數:15192015-01-28 10:41:05 來源: AG积分bc贷電纜| 廣西電線| 廣西電纜| 廣西線纜| 廣西電力電纜| 南寧電線電纜

新聞摘要:南寧電線 南寧電纜 南寧線纜

現行的電纜線路電氣試驗方法有多種,不同電壓等級、不同類型的電力電纜有不同的試驗方法。文中介紹了油浸紙

絕緣電纜、塑料絕緣電纜和交聯聚乙烯電纜的試驗方法。現行電纜線路的電氣試驗大致有:直流耐壓和泄漏電流試驗、工頻耐壓試驗、測

量絕緣電阻、絕緣油試驗、局部放電試驗、0.1Hz超低頻試驗、交流變頻諧振試驗等。

  目前,電力部門對於不同電壓等級和不同類型的電力電纜線路的試驗方法和試驗內容也不盡相同。

  1. 油浸紙絕緣電纜的直流耐壓實驗直流耐壓反映電纜絕緣的泄漏和耐壓特性。理論分析和實用效果均表明,油浸紙介質電纜、充油

電纜或充氣電纜的直流、交流耐壓特性基本相同。對油紙絕緣電力電纜的試驗,除製造廠在進行例行試驗時采用交流電壓外,安裝和運行

單位對電纜線路進行交接驗收和預防性試驗或故障修複後試驗時,都采用直流耐壓,因為直流耐壓試驗具有下列優點。

  a. 直流試驗設備攜帶輕便,適合現場使用。對電纜作直流耐壓試驗時一般以半波整流獲得試驗電壓,並應用多倍壓整流技術,故可

用體積容量都較小的試驗設備(試驗變壓器和整流設備),獲得對較長電纜線路進行直流高壓試驗的電壓。

  b.交流耐壓試驗有可能在絕緣空隙中產生遊離放電,從而導致絕緣的永久性損壞,采用直流耐壓試驗則避免了這種情況發生。 

  c. 在進行直流耐壓試驗時,可以同時測量泄漏電流。根據泄漏電流的數值及其隨時間的變化、泄漏電流和試驗電壓的關係,可以判

斷電纜的絕緣狀況。

  d. 對電纜進行直流耐壓試驗時,按規程規定采用負極性接線,即將導體接負極。這種接法的好處是,如果紙絕緣已經受潮,由於水

帶正電,在直流電壓下,有明顯"電滲現象",會使水分子從表層移向導體(負極),從而使泄漏電流增大,甚至形成貫穿性通道,有利於暴

露紙絕緣中已經局部受潮的缺陷。

  e. 直流耐壓試驗加壓時間可以較短,如規程規定對6~35kV電纜進行交接和預防性試驗時每相加壓時間為5min。這是因為直流擊穿電

壓與加壓時間關係不大,如有缺陷,一般在直流電壓下幾分鍾內就可以發現,無需長時間加壓。油紙絕緣電力電纜直流試驗的電壓標準如

表1所示。其中,電纜故障修理和改接後試驗時,6~35kV電纜同預防性試驗,110~220kV電纜同交接試驗;110~220kV電纜外護套交接試

驗的電壓為直流10kV,加壓時間為1min。在進行直流耐壓試驗時測泄漏電流,實際上和用兆歐表測電纜絕緣電阻的道理是完全相同的。但

由於直流耐壓試驗時施加電壓和使用的儀表準確度都高於兆歐表,而且可以在加壓過程中觀察泄漏電流的變化,所以泄漏電流試驗比測量

絕緣電阻更能有效地發現絕緣缺陷。電纜在直流電壓下,流過絕緣內部的電流是電容電流、吸收電流和傳導電流的疊加。流過絕緣的泄漏

電流隨時間而變化,它同電纜絕緣的品質、所含雜質、氣泡、水分等含量有關:絕緣完好的電纜,隨著加壓時間延長,泄漏電流減少,並

趨於一個穩定數值;絕緣較差的電纜,泄漏電流很快趨向穩定值,而且穩定後的數值與初始值很接近;絕緣存在嚴重缺陷時,泄漏電流不隨

時間延長而下降,反而出現上升趨勢,如果延長加壓時間或提高直流電壓,泄漏電流增加的趨勢可能繼續發展直到絕緣擊穿。為使所測得

的泄漏電流反映電纜絕緣的真實狀況,應采取措施消除外來因素對泄漏電流的影響。如果測得的泄漏電流數值不穩定,泄漏電流隨時間延

長而上升,或隨試驗電壓增加而急劇上升,必須查明原因。一般把電纜直流耐壓試驗後和耐壓試驗前測得的泄漏電流的比值稱為吸收比。

所謂耐壓試驗前的泄漏電流是指在直流耐壓試驗加到規定電壓後1min時的泄漏電流I1,耐壓試驗後的泄漏電流是指耐壓持續到4min(對於

6~35kV電纜)或14min(對於110~220kV電纜)時的泄漏電流I2。規程規定,電纜泄漏試驗的合格標準是,吸收比I2/I1≤1。

2. 交聯聚乙烯電纜的耐壓試驗

在我國,直流電壓目前仍然是交聯聚乙烯(XLPE)電纜進行試驗的主要電源,XLPE電纜直流試驗的電壓標準如表2所示。在IEC標準中明確

規定,額定電壓150kV以上的XLPE電纜及其附件安裝後的電氣試驗采用交流電壓試驗,即施加電力係統相間電壓,經1h試驗,或施加正常

運行電壓,經24h試驗,不推薦采用直流電壓試驗。我國使用高壓(110~220kV)XLPE電纜始於1984年。隨著城市電網建設和改造的發展,

從1985年以後,廣州、上海、北京等大城市相繼從國外進口高壓XLPE電纜及其附件。正是從這時候開始,一些國家對高壓XLPE電纜采用直

流耐壓試驗的結果和電纜運行情況進行了研究分析,得出了一個共同的結論,即高壓XLPE電纜不宜采用直流耐壓試驗,認為XLPE電纜在進

行直流耐壓試驗時,主要存在以下幾方麵的問題。

  a. XLPE電纜絕緣層在直流和交流電壓下,內部電場分布情況完全不同。在直流電壓下,電場按絕緣電阻係數呈正比例分配,而

XLPE絕緣材料存在電阻係數不均勻性,導致在直流電壓下電場分布的不均勻性。交流電壓下,電場按介電係數呈反比例分配,XLPE為整體

絕緣結構,其介電係數為2.1~2.3,且一般不受溫度變化的影響。因此,在交流電壓下,XLPE絕緣內部電場分布是比較穩定的。這樣,往

往造成在交流工作電壓下有缺陷的部位在直流試驗時不被擊穿,反過來,在直流試驗時被擊穿的部位,在交流工作電壓下卻不會產生問題

。

b. XLPE絕緣內部如果有了水樹枝,在交流工作電壓下,水樹枝的發展是很緩慢的,而在直流耐壓試驗時會加速水樹枝的發展,甚至轉變

為電樹枝,即直流試驗會導致XLPE絕緣產生積累效應,加速絕緣老化,縮短使用壽命。

  c. 直流耐壓試驗過程中,在XLPE電纜及其附件絕緣內會形成空間電荷,空間電荷的不斷形成可導致電纜在交流工作電壓下擊穿,或

在附件界麵因積累電荷而沿界麵滑閃。綜上所述,直流試驗電壓不能有效發現XLPE電纜的絕緣缺陷,而且,直流試驗電壓可能造成XLPE電

纜絕緣的損傷,以至在試驗後重新投入運行時,在交流工作電壓下提前發生絕緣擊穿事故。因此,對於XLPE電纜有必要采用除直流試驗之

外的其它試驗方法。

  2.1超低頻電壓試驗超低頻耐壓試驗裝置的輸出頻率一般為0.01~0.1Hz,輸出波形為正弦波或餘弦波,故超低頻試驗也是一種交流耐

壓試驗。采用超低頻試驗的目的是為了滿足在交流電壓條件下,盡可能減小試驗設備的體積和重量。直流試驗不能有效檢驗出XLPE電纜線

路的缺陷,注入的空間電荷又會影響其絕緣性能,而采用交流電壓試驗,需要高電壓大容量的試驗設備,因此,可以選用超低頻電壓試驗

。從50Hz改到0.1Hz,理論上可以把試驗設備容量降低到1/500。這樣,0.1Hz的試驗設備就可以與直流試驗設備一樣做到容量小、自重輕

,適合現場使用。對於XLPE電力電纜,不宜采用直流電壓進行現場耐壓試驗,而應采用0.1Hz超低頻電壓試驗。0.1Hz超低頻電壓試驗的

項目主要包括耐壓試驗和介損測量。目前國際上開發的0.1Hz試驗設備,電壓均低於100kV,隻適用於中壓(6~35kV)XLPE電纜線路。一般

推薦的試驗標準是3U0/1h。

  2.2交流變頻串聯諧振試驗工頻耐壓試驗最能反映電纜絕緣的實際情況,這是因為:電纜是在工頻下運行的,其試驗電壓和頻率在工

頻下最為合理,可完全模擬運行情況;從理論上講,工頻耐壓試驗不但能反映電纜的泄漏特性,而且能完全反映電纜的耐壓特性,還能反

映電纜局部電介質損耗引起的局部耐壓特性。對XLPE電纜進行工頻交流耐壓試驗,最大的困難是要有很大容量的試驗設備。電壓越高,線

路越長,試驗設備容量越大。為了適應在現場進行XLPE電纜交流耐壓試驗的需要,關鍵在於要盡量減小試驗設備的容量。應用串聯諧振技

術,是減小試驗設備容量的一項有效措施。試驗證明,變頻串聯諧振裝置能夠以較低電壓、較小容量的電源設備,使電纜絕緣承受較高的

試驗電壓。目前,從國外引進的變頻串聯諧振試驗成套設備,包括一台固定電感為10~100H的電抗器,它裝在一輛20t的平板車上,另外

用一輛集裝箱貨車,安裝調頻器、變壓器和計算機控製係統等設備。成套裝置變頻範圍為30~300Hz,輸出電壓可達250kV,電流75A,能

適用於220kVXLPE電纜的交流耐壓試驗。

3. 塑料電纜的局放試驗

橡塑電纜的絕緣中存在氣隙、潮水等,在額定直流電壓下,一般隻存在極短的局部放電過程或不發生局部放電。在額定交流電壓下,可能

產生局部放電,也可能不產局部放電。若發生局部放電,其放電過程比較短,在一定的時間內其局部放電過程不至於使電纜的絕緣擊穿,

但其危害性很大。故隻對電纜的特定部位進行局部放電測量,如電纜的懷疑部位、中間接頭、終端頭等。

  4. 結論

  a. 對於橡塑電纜,直流耐壓試驗隻能發現電纜絕緣已明顯劣化或擊穿的情況,因對電纜有"破壞"作用,故僅在迫不得已時使用,且

僅作參考。信息來自:輸配電設備網

  b. 超低頻試驗裝置由操作控製和高壓電源組成,現場操作輕巧方便,對電纜沒有"破壞"作用,完全可作為橡塑電纜的一種試驗方法

,目前技術限製使其主要用於小於等於35kV的電纜試驗。

  c. 變頻諧振試驗裝置由變頻電源、激勵變壓器、諧振電抗器、分壓器組成,小於等於35kV的電纜采用本方法現場操作較麻煩,大於

等於66kV的電纜可將本方法作為一種現場試驗方法。

  d. 對大於等於110kV的電纜,振蕩電壓法體積小,現場操作方便,但能否有超低頻和變頻諧振試驗的效果,尚待驗證。

  e. 局部放電試驗隻能檢測電纜的特殊部位(中間接頭、終端頭等),對大於等於110kV的電纜,現場進行此試驗很有必要。

  f. 介損測量法,因其本身局限性,在現場使用幾乎無意義。

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