電力電纜的耐壓試驗方法
發(fā)布時(shí)間:2020-02-22 18:00:00
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華意電力是一家專(zhuān)業(yè)研發(fā)生產(chǎn)串聯(lián)諧振試驗裝置的廠(chǎng)家,本公司生產(chǎn)的串聯(lián)諧振試驗裝置在行業(yè)內都廣受好評,以打造最具權威的“串聯(lián)諧振“高壓設備供應商而努力。
電力電纜經(jīng)常作為發(fā)電廠(chǎng)、變電所及工礦企業(yè)的動(dòng)力引入(或引出)線(xiàn),在城鄉電網(wǎng)中大量使用,現大都采用交聯(lián)聚乙烯絕緣。交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜(以下簡(jiǎn)稱(chēng)交聯(lián)電纜)在投運前的試驗項目上由于被試設備容量較大的原因,有的地方仍在沿襲使用直流耐壓的試驗方法。近年來(lái)國際、國內的很多研究機構的研究成果表明直流試驗對交聯(lián)聚乙烯電纜有不同程度的損害。
耐壓試驗中的重要問(wèn)題
高電壓試驗技術(shù)的一個(gè)通用原則:試品上所施加的試驗電壓場(chǎng)強必須模擬高壓電器的運行工況。高電壓試驗得出的通過(guò)或不通過(guò)的結論要代表高壓電器中的薄弱點(diǎn)是否對今后的運行帶來(lái)危害。這就意味著(zhù)試驗中的故障機理應與電器運行中的機理有相同的物理過(guò)程。按照此原則,交聯(lián)電纜進(jìn)行直流耐壓試驗的問(wèn)題主要表現在以下幾個(gè)方面:
1)直流電壓下,電場(chǎng)強度是按照電阻率分布的,而交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣層中的材料含有很多成分,其電阻率分布是不均勻的,同時(shí)電阻率受溫度等因素影響比較大,所以在直流電壓下,交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣層中的電場(chǎng)分布是不均勻的,這就可能出現絕緣層有的地方電場(chǎng)很強,有的地方電場(chǎng)卻比較弱的情況,導致局部絕緣擊穿,在運行中引起事故。
2)電纜在直流電壓下會(huì )產(chǎn)生“記憶”效應,存儲積累單極性殘余電荷。一旦有了由于直流耐壓試驗引起的“記憶性”,需要很長(cháng)時(shí)間才能將這種直流電壓釋放。電纜如果在直流殘余電荷未完全釋放之前投入運行,直流電壓便會(huì )疊加在工頻電壓峰值上,使得電纜上的電壓值遠遠超過(guò)其額定電壓,有可能導致電纜絕緣擊穿。
3) 交聯(lián)聚乙烯電纜的直流耐壓試驗,由于空間電荷的效應,絕緣中的實(shí)際電場(chǎng)強度最高可達電纜絕緣工作電場(chǎng)強度的十幾倍,所以即使電纜在通過(guò)了直流耐壓試驗不發(fā)生擊穿,也會(huì )引起絕緣的嚴重損傷。
4) 直流耐壓試驗所施加的直流電壓電場(chǎng)強度分布狀況與運行中的交流電壓電場(chǎng)強度分布狀況不同,直流耐壓試驗并不能模仿運行狀態(tài)下電纜承受的過(guò)電壓,而且也不能有效地發(fā)現電纜本身及電纜接頭和施工工藝上的缺陷。近些年由于城、農網(wǎng)建設改造的進(jìn)行,交聯(lián)電纜越來(lái)越多。僅僅靠直流耐壓試驗后就將電纜投入運行,而在運行電壓下發(fā)生電纜或電纜頭擊穿的事例也時(shí)有發(fā)生。所以,用非直流耐壓試驗替代原來(lái)的直流耐壓試驗,以避免直流試驗對電纜造成損傷,保證電纜安全可靠運行勢在必行。
2 耐壓試驗方法
非直流耐壓試驗方法主要有以下幾種:
1)振蕩電壓試驗是用直流電源充電,通過(guò)一個(gè)放電球隙給一組串聯(lián)電阻和電抗放電,得到一個(gè)阻尼振蕩電壓。該方法比直流耐壓試驗方法有效,但仍不如工頻試驗有效。
2)低頻(0.1 Hz)耐壓試驗。由于被試交聯(lián)電纜的電容量很大,工頻試驗時(shí)所需試驗變壓器的容量也很大,導致試驗設備笨重,不適宜現場(chǎng)使用。采用0.1 Hz作為試驗電源,理論上可以將試驗變壓器的容量降到1/500,大大降低了試驗變壓器的重量,可將試驗變壓器移動(dòng)到現場(chǎng)進(jìn)行試驗。目前,該方法主要應用于中低壓電纜的試驗。由于電壓等級偏低,不能用于66 kV及以上高壓電纜試驗。
3)諧振耐壓試驗??烧{電感型諧振試驗系統可滿(mǎn)足耐壓要求,但由于重量大,可移動(dòng)性差,主要用于實(shí)驗室。而變頻諧振試驗方法能滿(mǎn)足高壓交聯(lián)電纜的耐壓要求,具有重量輕、可移動(dòng)性好的特點(diǎn),適宜現場(chǎng)試驗。該方法采用固定電抗器作為諧振電抗器,以調頻的方式實(shí)現諧振,頻率調節范圍為30~300 Hz,符合CIGRE WG21.09《高壓擠包絕緣電纜竣工試驗建議導則》中推薦使用工頻及近似工頻(30~300 Hz)的交流電壓。這種交流電壓可以重現與運行工況相同的場(chǎng)強,并已證明是最有效的方法。
交流耐壓試驗由于試驗狀況接近電纜的運行工況,耐壓電壓值較低,而且耐壓時(shí)間適當加長(cháng),更能反映電纜絕緣的狀況以及發(fā)現絕緣中的缺陷。因此,國內外權威機構大力推薦交流耐壓試驗,取代現行的直流耐壓試驗。
交流耐壓試驗是現場(chǎng)檢驗交聯(lián)電纜的敷設和附件安裝質(zhì)量最有效的手段。實(shí)際運用中,電纜、發(fā)電機、大型變壓器、GIS、耦合電容器等設備在耐壓試驗時(shí)都呈容性、對容性負載,可以采取諧振的方法進(jìn)行交流耐壓試驗,不僅可以降低電源容量,減小設備體積,還可以使試驗更安全、方便、有效。