交聯(lián)聚乙烯電纜試驗方法
發(fā)布時(shí)間:2016-06-30 09:00:00
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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)諧振試驗裝置“高壓設備供應商而努力。
? 電力電纜在電力系統及城市配電網(wǎng)中使用廣泛, 具有占地少,供電可靠,有利于提高電力系統功率因素等優(yōu)點(diǎn),其絕緣狀況直接影響電力系統發(fā)、供、配電的安全運行。隨著(zhù)城市規模的擴大,投入運行的高壓電力電纜(電壓為6~10kV)逐年增多。20 世紀90 年代以前均為粘性油紙絕緣電纜,近年來(lái),隨著(zhù)技術(shù)進(jìn)步,粘性油紙絕緣電纜已淘汰,逐步被交聯(lián)乙烯電纜所取代。根據多年的一線(xiàn)工作經(jīng)驗,筆者知道電力電纜終端頭是電氣設備中最容易發(fā)生擊穿或短路故障的設備之一。因此電纜投運前及運行中應當按《規程》要求對電纜進(jìn)行電氣試驗,以便及時(shí)發(fā)現缺陷,及時(shí)處理,防止電力事故的發(fā)生。對于油紙絕緣的電纜,過(guò)去主要采用直流耐壓試驗,測量泄漏電流和絕緣電阻來(lái)判斷其絕緣的好壞。隨著(zhù)交聯(lián)聚乙烯(XLPE)電力電纜越來(lái)越被廣泛應用, 電力電纜的試驗方法引入交流耐壓試驗,包含工頻耐壓試驗、諧振耐壓試驗、超低頻0.1Hz 耐壓試驗、振蕩電壓試驗等。直流耐壓的種類(lèi)較多,接線(xiàn)方式各異,試驗結果差別很大,直流耐壓試驗和交流耐壓試驗是否都適合用于交聯(lián)聚乙烯(XLPE)電力電纜的電氣試驗,在實(shí)際工作中,需要我們選擇合理的試驗方法和正確判斷試驗結果,查出電纜的絕緣狀態(tài),為電纜的安全運行提供可靠的保證。
? 直流耐壓試驗適用于油紙絕緣電纜
? 直流耐壓試驗的目的在于檢驗電纜的耐壓強度, 檢查絕緣干枯、氣泡、紙絕緣中的機械損傷和工藝包纏缺陷,實(shí)踐證明效果良好,可獲取其內部缺陷的可靠數據。因為在直流電壓狀況下絕緣物質(zhì)中的電壓依照電阻系數分配, 如果絕緣物質(zhì)存在問(wèn)題, 電壓大多被和有問(wèn)題部分串聯(lián)的沒(méi)有受到損壞的絕緣物質(zhì)的電阻承受,讓問(wèn)題較易被發(fā)現,較便捷找到介質(zhì)缺陷。電纜紙絕緣在直流電壓狀況下的擊穿強度大概是交流電壓狀況下的兩倍, 因此能夠加上更高的直流電壓對不導電油紙絕緣進(jìn)行耐壓試驗。在很多狀況下,用搖表試驗電纜的不導電性能優(yōu)良,可是在直流耐壓試驗中發(fā)生絕緣被擊穿,因此直流耐壓是檢測紙絕緣中、高壓電纜缺陷的有效手段。其優(yōu)點(diǎn)是所需試驗設備容量小、體積小,攜帶操作方便,特別適合現場(chǎng)試驗,在油紙絕緣電纜上的應用是成功的,國際和國家標準均有明確規定。
交聯(lián)聚乙烯電纜(XLPE)屬于固體絕緣電纜,是經(jīng)過(guò)特殊的物理、化學(xué)方法交聯(lián)而成;具有良好的電氣絕緣性能,擊穿強度高,介質(zhì)損耗角正切值tgδ小,絕緣電阻高。有較高的耐熱性和耐老化性能,重量輕,允許工作溫度高,載流量大,適宜高落差和垂直敷設;因此,交聯(lián)聚乙烯電纜在世界范圍內得到了廣泛的應用。
1.直流耐壓試驗不適合交聯(lián)電纜的耐壓試驗的原因。由于電纜線(xiàn)路的電容很大,若采用工頻電壓試驗,必須有大容量的工頻交流試驗變壓器,現場(chǎng)試驗很難實(shí)現;所以傳統的耐壓試驗方法是采用直流耐壓試驗。因為電纜的直流絕緣電阻很大(一般在10GΩ以上),所以在作直流耐壓試驗是充電電流極小,具備試驗設備容量小、重量輕、可移動(dòng)性好等優(yōu)點(diǎn);但直流耐壓試驗方法對于XLPE交流電纜,無(wú)論從理論還是實(shí)踐上卻存在很多缺點(diǎn)。主要體現在:
1.1試驗的等效性差:高壓試驗技術(shù)的一個(gè)通用原則是試品上所施加的試驗電壓場(chǎng)強應模擬高壓電器的運行工況。高壓試驗得出的通過(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應該有相同的物理過(guò)程。
2.直流和交流小的電場(chǎng)分布不同:直流電壓下,電纜絕緣的電場(chǎng)分布取決于材料的體積電阻率,而交流電壓下的電場(chǎng)分布取決于各介質(zhì)的介電常數,特別是在電纜終端頭、接頭盒等電纜附件中的直流電場(chǎng)強度的分布和交流電場(chǎng)強度的分布完全不同,而且直流電壓下絕緣老化的機理和交流電壓下的老化機理不相同。因此,直流耐壓試驗不能模擬XLPE電纜的運行工況。
3.放電難以完全:XLPE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)間才能將這種直流偏壓釋放。電纜如果在直流殘余電荷未完全釋放之前投入運行,直流偏壓便會(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,從而有可能導致電纜絕緣擊穿。
4。會(huì )造成擊穿的連鎖反應:直流耐壓試驗時(shí),會(huì )有電子注入到聚合物介質(zhì)內部,形成空間電荷,使該處的電場(chǎng)強度降低,從而易于發(fā)生擊穿。XLPE電纜的半導體凸出處和污穢點(diǎn)等處容易產(chǎn)生空間電荷。但如果在試驗時(shí)電纜終端頭發(fā)生表面閃絡(luò )或電纜附件擊穿,會(huì )造成電纜芯線(xiàn)上產(chǎn)生波振蕩,在已積聚空間電荷的地點(diǎn),由于振蕩電壓極性迅速改變?yōu)楫悩O性,使該處電場(chǎng)強度顯著(zhù)增大,可能損壞絕緣,造成多點(diǎn)擊穿。
5。對水樹(shù)枝的發(fā)展影響巨大:XLPE電纜致命的一個(gè)弱點(diǎn)是絕緣內易產(chǎn)生水樹(shù)枝,一旦產(chǎn)生水樹(shù)枝,在直流電壓下會(huì )迅速轉變?yōu)殡姌?shù)枝,并形成放電,加速了絕緣劣化,以致于運行后在工頻電壓作用下形成擊穿。而單純的水樹(shù)枝在交流工作電壓下還能保持相當的耐壓值,并能保持一段時(shí)間。
? 實(shí)踐也表明,直流耐壓試驗不能有效發(fā)現交流電壓作用下的某些缺陷,如在電纜附件內,絕緣若有機械損傷或應力錐放錯等缺陷。在交流電壓下絕緣最易發(fā)生擊穿的地點(diǎn),在直流電壓下往往不能擊穿。直流電壓下絕緣擊穿處往往發(fā)生在交流工作條件下絕緣平時(shí)不發(fā)生擊穿的地點(diǎn)。