華意電力是一家專(zhuān)業(yè)研發(fā)生產(chǎn)串聯(lián)諧振耐壓裝置的廠(chǎng)家,本公司生產(chǎn)的串聯(lián)諧振耐壓裝置在行業(yè)內都廣受好評,以打造最具權威的“串聯(lián)諧振耐壓裝置“高壓設備供應商而努力。
近幾年,在我國城網(wǎng)改造的實(shí)施下,高壓電力電纜在城市電網(wǎng)中得到有效運用,其中以110KV交聯(lián)聚乙烯電纜為主要代表,在各大城市電網(wǎng)中投入使用。眾說(shuō)周知,該類(lèi)電纜從出廠(chǎng)到安裝,其間會(huì )產(chǎn)生損傷,只有在竣工試驗之后,才能從根本上保證電纜的安全使用。一般情況下,在受到現場(chǎng)大容量工頻試驗的影響下,該類(lèi)電纜在使用前需要進(jìn)行直流耐壓試驗,雖然油浸紙絕緣電力電纜在試驗中會(huì )選用直流耐壓,但是在電纜的日后運用中仍然出現電纜缺陷。并且在將交流聚乙烯電纜的試驗中運用直流耐壓試驗,會(huì )在直流耐壓通電后出現絕緣穿擊的現象。因此,加強對交聯(lián)聚乙烯電纜交流耐壓試驗是極其重要的研究課題。
一、交聯(lián)電纜在進(jìn)行直流耐壓試驗中所出現的問(wèn)題
依據相關(guān)理論研究及文獻資料,交聯(lián)聚乙烯在采用直流耐壓試驗中所出現的問(wèn)題主要寶庫奧以下幾點(diǎn):
(1)交聯(lián)電纜或其它擠包絕緣電纜,在整個(gè)直流電壓之下,電纜絕緣的電場(chǎng)需嚴格按照材料所具備電阻率進(jìn)行分布,但是在交流電壓下,電纜絕緣的電場(chǎng)需按照各種介質(zhì)的介電質(zhì)數進(jìn)行分布。由此得知,直流電壓與交流電壓的電場(chǎng)強度有所不同,并且在整個(gè)交流電壓下,絕緣的薄弱區域無(wú)法再直流電壓試驗中進(jìn)行檢測。
(2)在進(jìn)行直流電壓之下,將電子逐漸注入到交聯(lián)聚乙烯聚合物質(zhì)的內部,會(huì )在電纜半導體突出區域以及絕緣雜質(zhì)局域形成一定數量的空間電荷,在空間電荷的影響下,該區域的電場(chǎng)強度會(huì )得到降低,并且不會(huì )出現擊穿現象,但是在交流電壓下,直流電壓電場(chǎng)強度降低的區域則是絕緣最為薄弱的地區。
(3)在交聯(lián)電纜中,最為關(guān)鍵的一個(gè)弱點(diǎn)便是在絕緣的內部會(huì )出現水樹(shù)枝現象,并且在隨著(zhù)外施電壓性質(zhì)的改變以及加壓時(shí)間下,會(huì )導致介質(zhì)內的水樹(shù)枝產(chǎn)生不同程度的影響。在直流電壓下,水樹(shù)枝會(huì )在短時(shí)間內形成電樹(shù)枝,并從根本上導致整個(gè)介質(zhì)的絕緣性質(zhì)發(fā)生改變,產(chǎn)生早期損傷。
(4)在交聯(lián)聚乙烯電纜進(jìn)行直流電壓試驗的時(shí)候,會(huì )產(chǎn)生電荷的記憶現象,也就是在整個(gè)直流電壓下單極性參與電荷需要在非常長(cháng)的時(shí)間內將所有介質(zhì)釋放干凈,但是如果在電纜已經(jīng)投入使用情況下,該類(lèi)直流電壓會(huì )與交流電壓相結合,容易導致電纜發(fā)生擊穿現象,甚至會(huì )在電纜的終端區域形成滑閃放電的現象。
二、交流耐壓試驗中常見(jiàn)的方法
(1)超低頻法
眾所周知,電纜的電容量比較大,在進(jìn)行工頻試驗的時(shí)候,會(huì )導致變容器的容量發(fā)生變化,并且需要提高容量比較大的試驗電源,從根本上保證電纜在運行中能夠提供無(wú)功功率,但是這種方法在現場(chǎng)中無(wú)法得到使用,需要采用超低頻作為主要的試驗電源,利用超低頻法能夠將變容器的容量?jì)r(jià)格低,并且在現場(chǎng)施工中比較容易,具有方便性、快捷性。但是,采用超低頻法對所檢驗出的交聯(lián)聚乙烯電纜以及附件絕緣的缺陷效果比較差,因此現階段超頻法在電壓電纜中運用頻率比較高。
(2)振蕩電壓法
在對電纜進(jìn)行直流沖電的時(shí)候,會(huì )在通過(guò)一定電壓之后對電阻電感進(jìn)行放電,進(jìn)而會(huì )形成一個(gè)阻尼振蕩電壓,利用阻尼振蕩電壓,能夠將電纜絕緣以及附件中所存在的缺陷進(jìn)行檢查與檢測,這種情況,在直流耐壓試驗中具有非常大的效果,但是從本質(zhì)上而言,仍然存在一定的缺陷,其中主要表現在兩方面:一方面會(huì )導致振蕩電壓有所減弱,無(wú)法從根本上滿(mǎn)足電纜的需求;另一方面因為高頻率的電壓會(huì )對電纜造成一定程度的損傷。
(3)諧振耐壓法
所謂的諧振耐壓法主要是將實(shí)驗回路中的電纜、頻率進(jìn)行改變,使整個(gè)回路狀態(tài)處于諧振狀態(tài),利用諧振耐壓法能夠對高電壓以及大電流的試驗要求有所滿(mǎn)足。除此之外,從諧振耐壓法的調整方法而言,可以分為兩組類(lèi)型,分別是調感式以及調頻式,從諧振耐壓法的使用方法而言,可以分為串聯(lián)諧振以及并聯(lián)諧振兩種類(lèi)型。
1. 調感式諧振耐壓
在對電抗器的電量感以及電纜線(xiàn)的基本容量進(jìn)行回路調節的時(shí)候,會(huì )在50HZ下產(chǎn)生諧振,滿(mǎn)足整個(gè)試驗的基本需求。
2. 調頻式諧振耐壓
在對試驗中電源的輸出頻率進(jìn)行改變的時(shí)候,其回路中的固定電感量以及相應的試品要從根本上滿(mǎn)足諧振的基本要求,進(jìn)而達到整個(gè)試驗的基本要求。
3. 串聯(lián)諧還早呢法
在進(jìn)行試驗的時(shí)候,變壓器的電流需要滿(mǎn)足整個(gè)試驗的要求,但是如果在電壓無(wú)法達到試驗電壓的時(shí)候,需要選擇利用電抗器以及試品串聯(lián)方式對其進(jìn)行試驗,如果回路處于諧振狀態(tài)的時(shí)候,試品上就會(huì )出現相應的回路品質(zhì)因數的倍數,將變壓器中的輸出電壓有所改變,等到電源的共給能力得到滿(mǎn)足的時(shí)候,會(huì )對回路中的有功功率造成損耗。
4. 并聯(lián)諧振法
在試驗中變壓器的電壓滿(mǎn)足試驗要求,但是電流卻達不到要求的時(shí)候,需要采用電抗器以及試品并聯(lián)的方式對整個(gè)試驗中諧振要求的回路參數進(jìn)行滿(mǎn)足,并促使試驗的積極開(kāi)展,與此同時(shí),當選取并聯(lián)諧振法的同時(shí),電抗器的基本感性電流需要對試品的容性電流進(jìn)行補償。
隨著(zhù)華意電力的發(fā)展,尤其是在城網(wǎng)改造和城市美化的要求,用交聯(lián)聚乙烯電纜代替架空線(xiàn)路已經(jīng)成為一種趨勢,高電壓的電力交聯(lián)使用的數量越來(lái)越多。為了檢驗和保證交聯(lián)電纜的安裝質(zhì)量,在送電投運前,對交聯(lián)電纜進(jìn)行現場(chǎng)交流耐壓試驗十分必要。過(guò)去由于使用交聯(lián)電纜一般長(cháng)度都比較長(cháng),因此容量較高,受試驗設備的限制,在現場(chǎng)對交聯(lián)電纜進(jìn)行交流耐壓試驗比較困難,一般采用直流耐壓試驗來(lái)代替。存在兩個(gè)缺點(diǎn):
(1)直流電壓對交聯(lián)聚乙烯絕緣,有積累效應,即“記憶性”。一旦電纜有了由于直流試驗而引起的“記憶性”,它就需要很長(cháng)時(shí)間來(lái)釋放盡殘留在電纜中的直流電荷。而當該電纜投入運行時(shí),直流電荷便會(huì )疊加在交流電壓峰值上,產(chǎn)生“和電壓”,遠超過(guò)電纜的額定電壓,使絕緣加速老化,縮短使用壽命。
(2)直流電壓分布與實(shí)際運行的交流電壓不同,直流電場(chǎng)分布受電阻率影響,而交流下電場(chǎng)分布與電阻率和介電系數都有關(guān)。因此直流耐壓試驗并不能象交流耐壓一樣可以準確地反映電纜的機械損傷等明顯缺陷,直流試驗合格的電纜,投入運行后,在正常工作電壓作用下,也會(huì )發(fā)生絕緣故障。因此可見(jiàn),對于交聯(lián)電纜采用傳統的直流耐壓試驗是不可取的,應予淘汰。近年來(lái),國內外許多專(zhuān)家都建議現場(chǎng)對交聯(lián)電纜進(jìn)行交流耐壓試驗來(lái)代替直流電壓試驗。由于電力電纜對地電容量很大,在現場(chǎng)采用50HZ工頻進(jìn)行交流耐壓試驗條件難以具備,但采用調頻電源進(jìn)行交流耐壓試驗,條件是基本具備的。根據規范現場(chǎng)絕緣耐壓試驗中使用的交流電壓頻率可采用30-300HZ。