高压电缆交流0.1HZ耐压与直流耐压试验

2016-08-10 推荐阅读 阅读:

高压电缆交流0.1HZ耐压与直流耐压试验(一)
电缆交流耐压试验

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电缆交流耐压试验

目前在国际和国内已经有越来越多的XLPE交联聚乙烯绝缘的电力电缆替代原有的充油油纸绝缘的电力电缆。但在交联电缆投运前的试验手段上由于被试容量大和试验设备的原因,很长时间以来,扔沿袭使用直流耐压的试验方法。而近些年随着城、农网建设改造的进行,XLPE交联电缆越来越多,仅仅靠直流耐压试验后就将电缆投入运行,而在运行电压下发生电缆或电缆头击穿的事例也时有发生。所以,大家都在探索新的试验方法。由于电缆的电容量较大,采用传统的工频试验变压器很笨重,庞大,且大电流的工作电源在现场不易取得。因此一般都采用串联谐振交流耐压试验。

交流耐压试验方法的选择

电力电缆一般都有比较大的电容量,在交流试验电压下呈现一个电容负载,长电力电缆要求容量很大的交流试验设备及试验电源。为了使较小容量的试验电源达到试验的目的,一般崔勇以下几种谐振方法进行试验。安装敷设后的试验强调交流耐压试验。最近几年,国内外均已达成共识,对于交联电缆的耐压试验,均优先采用交流试验方法,避免采用从油纸卷圆电缆试验方法套用过来的直流耐压试验。高压电缆的试验,将原来的“直流方法,交流方法”的选择顺序,改为“交流方法,直流方法”的选择顺序,强调优先采用交流试验方法。

1. 超低频0.1Hz耐压试验

因被试XLPE电缆的电容量很大,工频试验时所需试验变压器的容量也要很大,导致试验设备笨重而不适用与现场使用。采用0.1Hz作为试验电源,理论上可以将试验变压器的容量降低到1/500,试验变压器的重量可大大降低,可以较容易地移动到现场进行试验。目前,此种方法主要应用于中、低压电缆的试验,由于电压等级偏低,还不能用于110KV及以上的高压电缆试验。

【高压电缆交流0.1HZ耐压与直流耐压试验】

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2. 振荡电压试验

振荡电压试验是用直流电源给电缆充电,然后通过一个放电球隙给一组串联电阻和电抗放电,得到一个阻尼振荡电压。此种方法优于直流耐压试验,但仍不如工频试验有效。

3. 谐振耐压试验

可调电感型谐振试验系统可以满足耐压要求,但由于重量大,可移动性差,主要用于实验师。

变频谐振试验系统不但能满足110kVXLPE电缆的耐压要求,而且具有重量轻、可移动性好的有点,适宜现场试验。

结论:1. 直流耐压试验不能模拟高压交联电缆的运行工况,试验效果差,并且有一定的危害性,在现场竣工验收试验不宜采用。

2. 交流耐压试验是现场检验交联电缆的敷设和附件安装质量的有效手段。变频谐振装置负荷IEC和国际的有关要求,通过电抗器串并联的方式可以满足110KV和220KV高压交联电缆现场交流耐压的要求。

高压电缆交流0.1HZ耐压与直流耐压试验(二)
电缆如何做直流耐压试验

【高压电缆交流0.1HZ耐压与直流耐压试验】

电缆如何做直流耐压试验

电缆如何做直流耐压试验

1、问题的提出

目前在国际和国内已有越来越多的XLPE交联聚乙烯绝缘的电力电缆替代原有的充油油纸绝缘的电力电缆。但在交联电缆投运前的试验手段上由于被试容量大和试验设备的原因,很长时间以来,仍沿袭使用直流耐压的试验方法。近年来国际、国内的很多研究机构的研究成果表明直流试验对XLPE交联聚乙烯电缆有不同程度的损害。有的研究观点认为XLPE结构具有存储积累单极性残余电荷的能力,当在直流试验后,如不能有效的释放掉直流残余电荷,投运后在直流残余电荷加上交流电压峰值将可能致使电缆发生击穿。国内一些研究机构认为,交联聚乙烯电缆的直流耐压试验中,由于空间电荷效应,绝缘中的实际电场强度可比电缆绝缘的工作电场强度高达11倍。交联聚乙烯绝缘电缆即使通过了直流试验不发生击穿,也会引起绝缘的严重损伤。其次,由于施加的直流电压场强分布与运行的交流电压场强分布不同。直流试验也不能真实模拟运行状态下电缆承受的过电压,并有效的发现电缆及电缆接头本身和施工工艺上的缺陷。因此,使用非直流的方法对交联电缆进行耐压试验就越来越受到人们的重视。目前,在中低压电缆上国外已使用超低频电源(VLF)进行耐压试验。但由于此类VLF的电压等级偏低,尚不能用于110kV及以上的高压电缆试验。在国内,对于低压电缆,这种方法也使用过,但由于试验设备的原因,没能得到大面积的推广。而近些年由于城、农网建设改造的进行,XLPE

电缆如何做直流耐压试验

交联电缆越来越多,仅仅靠直流耐压试验后就将电缆投入运行,而在运行电压下发生电缆或电缆头击穿的事例也时有发生。所以,大家都在探索新的试验方法。

2、试验频率

由于电缆的电容量较大,采用传统的工频试验变压器很笨重,庞大,且大电流的工作电源在现场不易取得。因此一般都采用串联谐振交流耐压试验设备。其输入电源的容量能显著降低,重量减轻,便于使用和运输。初期多采用调感式串联谐振设备(50Hz),但存在自动化程度差、噪音大等缺点。因此现在大都采用调频式(30-300Hz)串联谐振试验设备,可以得到更高的品质数(Q值),并具有自动调谐、多重保护,以及低噪音、灵活的组合方式(单件重量大为下降)等优点。 综合国内外有关技术资料,选择合适的试验频率范围是个比较重要的问题。在这方面,有一些不同的观点和提法。就目前的国内外的提法来看,我们总结可分成3类:第1类为较宽频率范围30-300Hz、20-300Hz、1-300Hz;第2类为工频范围,45-65Hz,45-55Hz;第3类为接近工频,35-75Hz。

(1)第1类较宽频率范围

【高压电缆交流0.1HZ耐压与直流耐压试验】

国际大电网会议第21、09工作组发布的《试验导则》,建议频率范围为

30-300Hz。但实际上更低一些频率也具有较好地等效性。IEC60840和IEC62067标准草案(2001年和2000年)就规定可采用20-300Hz。

国外有些厂家设计串联谐用电抗器,在特殊情况下也有采用最低频率为25Hz或20Hz的。当然频率愈低,被试电缆的长度(电容量)可增大。但是电抗器铁心

电缆如何做直流耐压试验

因此放大,使重量增加。个别资料显示,1-300Hz的交流试验也具有与工频交流试验的等效性,这说明实际应用中频率下限有可能取得更低,例如小于20Hz甚至到0.1Hz也是可行的。进一步表明在这样的频率范围内,绝缘内部各介质的电压分布及介质特性仍基本相同。

工作频率超过300Hz是否适当?有资料报导说,随频率增高,串谐电抗器及励磁变压器的损耗降低,但是要考虑被试品电容介质的极化发热问题,因此频率高于300Hz是不可取的。

(2)第2类为工频范围

国际上工业频率主要指50Hz和60Hz两种,故IEC标准规定对高压绝缘的工业试验频率范围为45-65Hz,在我国额定工频为50Hz。GB/T16927.1-1997规定工频试验频率范围为45-55Hz。

认为工频电力电缆的试验电压也必须是工频,这是趋于比较保守的观点。针对此问题应该着重说明交接和预防性试验的目的在于发现绝缘缺陷的能力来定的。在不同的频率下只要绝缘内部介质电压分布相同,又有基本相同的检出绝缘故障的能力,就能达到试验的目的。因此即使选用比工频范围更宽的频率也是可以接受的。 在90年代中期为了选择适当的交流耐压试验的频率范围,做了大量、仔细的基础研究工作。得出频率在30-300Hz范围内,橡塑电缆内部几种典型绝缘缺陷的击穿特性没有明显差别。这应该是可信的,也得到普遍采用。分析形成这种在不同频率下良好的击穿特性,主要原因是优良的同轴绝缘结构,单一的绝缘介质,材质【高压电缆交流0.1HZ耐压与直流耐压试验】

电缆如何做直流耐压试验

相对纯洁、电场分布合理、规则。因此,在不同频率下结构内部电压分布相同,形成宽频率范围试验的条件。

油纸绝缘电缆一直采用频率等于零的直流电压进行耐压试验,其实际效果很好,数十年来未受到置疑。

(3)第3类为接近工频频率,35-75Hz

国外曾对正常XLPE(交联聚乙烯)绝缘电缆样品,在不同频率下进行击穿试验。结果表明在频率为35-75Hz时击穿电压均落在可置信度95%之内。因此有观点赞成试验电压频率最好选在35-75Hz,也较为靠近运行电压频率50Hz。值得注意的是,上述测试结果是对正常绝缘做的击穿试验。而交接和预防性试验所采用的试验电压值是偏低的,它只能击穿有缺陷的绝缘弱点(机械损伤、水树枝、终端头或接头盒应力铁锥施工或用料错误,等等),完全不足以击穿电缆本体的正常绝缘。可见两种试验的目的和工作机理均不相同。似乎没有必要将正常绝缘35-75Hz的击穿特性“延伸”应用到检测绝缘缺陷方面。

3、 标准问题

由于设备容量和体积等问题,目前国家尚无高压电力电缆敷设后在现场进行交流耐压试验的相应标准。但对直流耐压试验的标准,由于前面所述原因人们也产生了一些疑问。CIGRI国际大电网工作会议21工作组的《高压挤包绝缘电缆竣工验收试验建议导则》中对目前采用的直流耐压试验方法提出疑议,并推荐使用工频及近似工频(30-300Hz)的交流试验方法。IEC 60840标准中在45-150kV敷设后电

电缆如何做直流耐压试验

缆试验标准中除原直流试验标准外,增加了1.7U0 5分钟或1U0 24小时的交流试验标准。而在220kV等级中IEC 62067/CD草案中则取消了电缆敷设后试验中直流试验的标准,只有交流试验的要求,即 20-300Hz 1.4U0 60分钟。为了更有效的对施工后的交联电缆进行交接试验,华北电力集团公司在《电力设备交接和预防性试验规程》修订内容中在电缆主绝缘耐压试验一项中增加了电缆的交流耐压试验标准。之后,国内很多地方也相应的出台了地方性试验标准,其试验频率大多都在30-300Hz,中低压电缆试验电压为1.6-2.0倍的相电压,高压电缆试验电压一般都在1.4-1.7倍的相电压,具体根据各个地方略有不同,浙江推荐中低压电缆试验频率为45-65 Hz,高压电缆试验频率为35-75 Hz。

4、 设备选型

35kV及以下电压等级的电缆使用数量多,实验工作量大,所以此类耐压试验装置应该体积小,重量轻,华天电力生产的BPXZ-H便携式电缆耐压试验装置由此诞生。

本系统中,要求单个人能现场搬动的部件重量不超过30kg,要求两人能现场搬动的部件不超过60kg,适合现场搬动,电抗器部分采用干式环氧浇注,美观可靠,适合各类电缆的要求。

本系统具有以下特点:

(1)、操作简便

具有自动/手动调谐功能;大屏幕显示电压、电流和频率等参数;具有过压过

高压电缆交流0.1HZ耐压与直流耐压试验(三)
交流耐压和直流耐压试验的区别

交流耐压和直流耐压试验的区别

交流耐压和直流耐压都是耐压试验,是鉴定电力设备绝缘强度的方法。 绝缘预防性试验 电气设备绝缘预防性试验是保证设备安全运行的重要措施,通过试验,掌握设备绝缘状况,及时发现绝缘内部隐藏的缺陷,

交流耐压和直流耐压都是耐压试验,是鉴定电力设备绝缘强度的方法。 绝缘预防性试验

电气设备绝缘预防性试验是保证设备安全运行的重要措施,通过试验,掌握设备绝缘状况,及时发现绝缘内部隐藏的缺陷,并通过检修加以消除,严重者必须予以更换,以免设备在运行中发生绝缘击穿,造成停电或设备损坏等不可挽回的损失。

绝缘预防性试验可分为两大类:

一类是非破坏性试验或称绝缘特性试验,是在较低的电压下或用其他不会损坏绝缘的办法来测量的各种特性参数,主要包括测量绝缘电阻、泄漏电流、介质损耗角正切值等,从而判断绝缘内部有无缺陷。实验证明,这类方法是行之有效的,但目前还不能只靠它来可靠的判断绝缘的耐电强度。

另一类是破坏性试验或称耐压试验,试验所加电压高于设备的工作电压,对绝缘考验非常严格,特别是揭露那些危险性较大的集中性缺陷,并能保证绝缘有一定的耐电强度,主要包括直流耐压、交流耐压等。耐压试验的缺点是会给绝缘造成一定的损伤。

直流耐压试验

直流耐压试验电压较高,对发现绝缘某些局部缺陷具有特殊的作用,可与泄漏电流试验同时进行。

直流耐压试验与交流耐压试验相比,具有试验设备轻便、对绝缘损伤小和易于发现设备的局部缺陷等优点。与交流耐压试验相比,直流耐压试验的主要缺点是由于交、直流下绝缘内部的电压分布不同,直流耐压试验对绝缘的考验不如交流更接近实际。

交流耐压试验

交流耐压试验对绝缘的考验非常严格,能有效地发现较危险的集中性缺陷。它是鉴定电气设备绝缘强度最直接的方法,对于判断电气设备能否投入运行具有决定性的意义,也是保证设备绝缘水平、避免发生绝缘事故的重要手段。 交流耐压试验有时可能使绝缘中的一些弱点更加发展,因此在试验前必须对试品先进行绝缘电阻、吸收比、泄漏电流和介质损耗等项目的试验,若试验结果

【高压电缆交流0.1HZ耐压与直流耐压试验】

合格方能进行交流耐压试验。否则,应及时处理,待各项指标合格后再进行交流耐压试验,以免造成不应有的绝缘损伤。

电气设备绝缘试验分两大类:

(一)耐压试验――破坏性试验

试验所加电压等价于或高于设备运行中可能受到的各种电压。最有效和最可信;可能导致绝缘的破坏。

种类:工频耐压试验

直流耐压试验

冲击耐压试验

(二)检查性试验――预防性试验

测定绝缘某些方面的特性;一般在较低电压下进行,通常不会导致绝缘的击穿破坏。

方法有许多种:测绝缘电阻,吸收比

测泄漏电流

测 tgδ,等效电容C,等效电阻R

局部放电测试,电压分布测试

油气色谱分析

各方法反映绝缘缺陷的性质不同,对不同绝缘材料和绝缘结构的有效性也不同。

两类试验间的关系:

相互补充,而不能相互代替

先作检查性试验,再确定耐压试验的时间和条件

交流耐压试验:

交流耐压试验是破坏性试验;在出厂和交接试验中进行,对其耐压值的要求也不同。【高压电缆交流0.1HZ耐压与直流耐压试验】

交流耐压装置有:试验变压器、工频和变频串联谐振耐压试验。根据被试品和试验设备的容量大小决定是用工频还是用变频。

一般地,电缆和GIS用变频,开关、避雷器、电流互感器用工频,电压互感器用三倍频

1 .交流耐压试验试验电压值的确定 :根据电气设备的电压等级,按照交流耐压试验标准确定试验电压值。

2.试验设备:试验变压器、调压器、阻容分压器、测量球隙

3.工频高压的测量 :测量球隙 、阻容分压器

直流耐压试验:

直流耐压试验采用直流电压发生器作为试验电源。

在进行直流耐压试验时可同时进行直流泄漏电流测量,测量微安表可接在高压侧,也可接在低压侧。测泄漏电流时电压:5kV ~ 60kV。避雷器直流1mA参考电压(220kV等级)可达290kV。直流耐压试验的试验电压:2.0~2.5倍额定电压。

直流耐压试验的特点:1、设备较轻便。2、介质无极化损耗。3、可制作伏安特性曲线。4、电压高容易发现缺陷。5、容易发现发电机端部缺陷。

一个好的绝缘,在标准规定的试验电压作用下,其泄漏电流不应随加压时间的延长而增加。如果在 0.5倍试验电压附近泄漏电流已开始迅速上升,则此设备在运行电压下即有被击穿的危险。

为什么交流耐压试验与直流耐压试验不能互相代替?

因为交流、直流电压在绝缘层中的分布不同,直流电压是按电导分布的,反映绝缘内个别部分可能发生过电压的情况;交流电压是按与绝缘电阻并存的分布电容成反比分布的,反映各处分布电容部分可能发生过电压的情况。另外,绝缘在直流电压作用下耐压强度比在交流电压下要高。所以,交流耐压试验与直流耐压试验不能互相代替。

高压电缆交流0.1HZ耐压与直流耐压试验(四)
橡塑绝缘电力电缆0.1Hz超低频耐压试验

  摘 要:0.1Hz超低频耐压试验仍属于交流耐压试验,可以有效地发现容性设备存在的缺陷,实践证明使用超低频时电缆的击穿电压与使用工频交流所得到的电压值是相当的。

  关键词:试验目的;特点;危险点;试验准备;试验步骤;注意事项;结果分析
  1 试验目的
  0.1Hz超低频耐压试验能有效地检验橡塑绝缘电力电缆、发电机、变压器等设备的运行质量和安装质量,考核发电机、变压器的主绝缘,电缆终端头和中间接头的绝缘强度,能较灵敏地发现机械损伤等明显缺陷。
  0.1Hz超低频耐压试验仍属于交流耐压试验,可以有效地发现容性设备存在的缺陷,实践证明使用超低频时电缆的击穿电压与使用工频交流所得到的电压值是相当的。
  串联谐振试验等效性好,在现场电缆的交流耐压试验中得到广泛采用,但调感式或变频谐振试验装置费用高,体积大,运输困难,而0.lHz超低频测试系统输入功率小、体积小,比较适合中压容性设备的交流耐压试验。
  2 0.1Hz超低频耐压试验的特点和局限性
  0.1Hz超低频电压波形主要有正弦波和余弦波两种。0.1Hz超低频耐压试验的特点和局限性主要有:
  (1)在超低频系统中,所需功率非常低。与50Hz系统相比,理论上讲,0.1Hz系统要小500倍,所以设备体积小、质量轻,成本接近直流测试系统。
  (2)用于局部放电测量时,可抑制50Hz交流的干扰。
  (3)由于原理和结构的原因,目前0.lHz超低频耐压装置的输出电压较低,一般只应用于35kV及以下橡塑电缆和其他电容性电气设备的试验。
  3 危险点分析及控制措施
  (1)首先要在拆、接试验接线前,对被试设备充分放电,避免伤人和影响试验数据。
  (2)测试前与检修负责人协调,不允许有交又作业,试验接线应正确、牢固,试验人员应精力集中,注意被试品应与其他设备有足够的安全距离,必要时应加绝缘板等安全措施,试验设备外壳应可靠接地。
  4 试验前的准备工作
  4.1 了解被试设备现场情况及试验条件
  要充分了解相关技术数据和操作规程,现场勘查要仔细,要了解设备前期运行情况。
  4.2 试验仪器与设备准备
  选择合适的0.lHz超低频耐压装置、测试线、温(湿)度计、放电棒、接地线,梯子、安全带、安全帽、电工常用工具、试验临时安全遮栏、标示牌等,并查阅测试仪器、设备及绝缘工器具的检定证书有效期。
  4.3 办理工作票并做好试验现场安全和技术措施
  必须明确人员分工及试验程序,说明工作内容、带电部位、现场安全措施、现场作业危险点等。
  5 现场试验步骤及要求
  5.1 35kv及以下橡塑绝缘电缆0.1Hz试验电压及耐压时间
  (1)0.1Hz交流耐压试验电压峰值:3U0
  (2)耐压时间:60min
  5.2 试验接线
  0.lHz超低频电缆耐压试验接线如下图所示
  在试验时,控制箱、高压箱、分压器和被试品非加压部分接地。高压输出端接被试品试验部位,控制箱输出电缆与高压箱连接,分压器高压端与高压箱高压输出端连接,信号端与控制箱连接。
  5.3 试验步骤
  (1)对被试品进行充分放电,拆除被试品对外所有连接线。
  (2)用2500-10000v绝缘电阻表对被试品进行绝缘电阻试验。
  (3)按图进行接线,仔细检查后,通电,设定好试验频率、时间和电压以及高压侧的过流保护值、过压保护值。
  (4)升压试验按升压要求操作,要注意高压回路,电缆是否有异声。升到试验电压时,读取试验电压值,注意记录时间。
  (5)试验结束要立即降压断电,并对被试品进行充分放电。
  (6)重复上述步骤进行其他部位试验。
  6 试验注意事项
  (1)绝缘电阻试验合格后,方可进行低频耐压试验。
  (2)试验设备外壳和被试品非加压部分必须接地。
  (3)在升压和耐压过程中,若有任何异常(包括发现输出波形异常畸变,而且电流异常增大,电压不稳,被试品发生异味、烟雾、异常响声或闪烙等现象),要立即停止试验,并降压、断电,查明原因。
  7 试验结果分析及试验报告编写
  7.1 试验结果分析
  在试验中,若一切正常,说明被试品绝缘通过0.1Hz交流耐压试验,耐压合格。
  7.2 试验报告编写
  试验报告填写应包括试验时间、试验人员、天气情况、环境温度、湿度、使用地点、被试品参数、试验结果、试验结论、试验性质(交接试验、预防性试验、检查、施行状态检修的应填明例行试验�诊断试验)、绝缘电阻表的型号、出厂编号,备注栏写明其他需要注意的内容,如是否拆除引线等。
  参考文献:
  [1]孙竞明. 0.1Hz超低频交流耐压试验方法[J]. 工程建设与设计,2009(11):77-79.
  [2]李传纪,林佑祥,鞠福道,王新娣,李增光. 超低频技术在耐压试验中的应用[J]. 莱钢科技,2008(05):33-34.
  [3]范玉洁,林佑祥,高智群. 两种电缆耐压试验技术分析[J]. 冶金动力,2013(09):3-4.

高压电缆交流0.1HZ耐压与直流耐压试验(五)
橡塑电缆采用交流耐压试验的原因

  摘要:这里对交流耐压试验与直流试验进行比较研究发现,对橡塑电缆进行交流耐压试验比直流试验对发现内部绝缘缺陷更有效。

  关键词:橡塑绝缘电缆 交流耐压试验 原因
  中图分类号:TM247 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)01(b)-0-01
  橡塑绝缘电力电缆是塑料绝缘电缆和橡皮绝缘电缆的总称。塑料绝缘电缆包括聚氯乙烯绝缘、聚乙烯绝缘和交联聚乙烯绝缘电力电缆,橡皮绝缘电缆包括乙丙橡皮绝缘电力电缆。其中交联聚乙烯电力电缆,由于它具有优良的电气性能、耐热、轻便、易弯曲、传输容量大、不漏油、电缆头制作简单、安装敷设方便等特点,倍受广大用户的青睐,随着电力事业的突飞猛进,目前这种交联聚乙烯绝缘的电力电缆正在不断向高压、超高压领域发展,呈现出逐步代替纸绝缘电缆的趋势。
  由于橡塑绝缘电缆与油纸绝缘电缆材质、结构不同,直流试验电压对绝缘寿命的影响也不同,因此不宜采用与油纸绝缘电缆完全相同的项目和方法进行试验。
  2007年山东省电力研究院新颁布的《山东省电力集团公司 电力设备交接和预防性试验规程》有关橡塑电缆试验部分,把直流耐压试验删掉,改为交流耐压试验。这是为什么呢?以下是原因分析:
  我们知道,电缆安装使用之前,首先要制作电缆终端,待电缆终端制作完毕后要对电缆进行对电气试验,传统的试验方法是,对新做终端或接头后的电缆进行直流耐压试验,1 min不击穿,5 min内观察电缆的泄漏电流变化,如果泄漏电流比较稳定,不随试验电压升高而急剧升高,并且三相平衡,就说明电缆此项试验合格。新的试验方法是,对新做终端或接头后的电缆优先采用20~300 Hz交流耐压试验,也可采用0.1 Hz交流耐压试验,还可施加正常系统相对地电压24 h试验后接头或终端无明显发热现象属合格。直流方法对发现接头内部的缺陷还是有效的,但存在一些不足。经过有关专家的多方研究,权衡利弊,综合考虑后一致认为:交联聚乙烯电缆不适宜采用直流高电压进行耐压试验,而更宜采用交流耐压试验,原因如下。
  (1)交联聚乙烯电缆绝缘在交、直流耐压下的电场分布不一样,导致击穿不一致。交联聚乙烯电缆绝缘层是采用聚乙烯经化学交联而成,绝缘结构属整体型。其介电常数小于2.3,基本不受温度的影响。在交流电压下,交联聚乙烯电缆绝缘层内的电场分布与介电常数成反比。这种分布是比较稳定的。交流电场分布与电阻率和介电系数都有关,交流耐压试验状况更接近电缆的运行的实际工况。
  在直流电压作用下,绝缘层中的电场强度与绝缘电阻系数成正比例。因为在交联聚乙烯电缆交联过程中不可避免地溶入一些杂质,如甲烷、乙酰苯、聚乙醇等,所以绝缘电阻系数分布是不均匀的,与材料的不均性有关,直流电压分布与实际运行的交流电压不同。
  (2)直流高压试验不能发现机械损伤等缺陷。电缆头或其他某些部位,在交流电压下存在机械损伤等缺陷,在直流高电压试验时却不会被击穿,交联聚乙烯电缆绝缘中的水树枝等绝缘缺陷在直流高电压试验时也不能被发现,相反由于空间电荷的作用,本来在交流电压下不会发生什么问题的电缆,在经过直流耐压试验后,投运不久就发生击穿。近年来,国内外都有这样的案例发生,美国和中国都曾经有过诸如此类的报道。换句话说,直流高压试验对有问题的电缆发现不了,对没有问题的电缆制造了
  问题。
  (3)直流高压试验具有积累效应,这个特点会使橡塑电缆的绝缘加速老化,大大缩短寿命。每做一次直流耐压,就会被电缆记住,而且不容易很快消失,这种累积的直流偏压一旦在电缆运行后,会与交流电压叠加,使峰值陡增,产生过电压,使电缆遭受破坏。因为橡塑电缆在制造过程中,会有少量的副产品如甲烷、聚乙醇等溶解在其中,这些副产品的绝缘电阻系数较小,分布有不均匀,这样在直流耐压时电场强度也不均匀;另外,绝缘电阻系数受温度影响比较大,与所加电场强度大小有关。所以在高倍的直流耐压试验下不一定能发现电缆及其附件的缺陷,反而在直流电场下空间电荷的作用下,使电场分布畸变,往往在不大的直流电压下损伤绝缘,所以,国内外均不赞成直流耐压
  试验。
  (4)在变电站内,往往许多电缆均走同一电缆井或电缆沟,距离较近,在现场进行直流耐压试验时,如果发生闪络或击穿,很可能会对其他正常的电缆和接头的绝缘造成危害。
  (5)直流耐压试验标准太低,据了解,直流试验电压标准绝大多数在4.0U0以下。我国国标GB50150―1991规定,对0.6~26 kV的橡塑电缆,交接试验的直流试验电压为4U0,但是新的中压和高压交联聚乙烯电缆能耐受(6.0~8.0)U0直流电压,(4.0~5.0)U0瞬时交流电压;有严重的气隙或缺陷的接头在4U0较低直流试验电压下并不能被击穿,而在2.5U0交流试验耐压下却很容易被击穿。我国有关规程虽将直流试验电压进行了修改,但21/35 kV及以上者,其直流试验电压仍在3.0U0
  以下。
  综上所述,为了更有效地发现缺陷,同时尽可能地减小试验对电缆造成的损伤,我们认为应该采用交流高电压进行试验,由于目前我们使用的是50 hz交流电,所以我们首先考虑采用50 hz的工频交流耐压试验设备,但工频交流耐压试验设备往往比较笨重,这一点给我们的工作带来实际困难。所以国内外均采用0.1 hz超低频电压进行试验。由于频率甚低,对电缆的充电电流小,所以试验设备的重量可显著
  减小。
  近年来,110 kV交联电缆聚乙烯绝缘电缆都采用交流电压进行现场试验。交流耐压设备有隔离变压器、调压器、低压滤波器、励磁变压器、电抗器、高压滤波器和耦合电容及控制台组成串联谐振系统,谐振条件为:ωL=1/ωC=2πf,通过调节电感或调频使系统达到谐振,从而产生试验所需的高电压,使得原本很难进行的试验项目,相对变得容易。
  参考文献
  [1] 王金鹏.供配电系统中电线电缆的选择及敷设设计[J].大众科技,2010(8).
  [2] 万树德.用交流电压进行高压XLPE绝缘电缆线路的现场试验[J].广东电力,1999(3).
  [3] 岳加云.电力电缆在选用与铺设时应对热伸缩进行考虑[J].黑龙江科技信息,2007(10).

高压电缆交流0.1HZ耐压与直流耐压试验

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