電力交聯(lián)聚乙烯電纜的交流耐壓試驗
發(fā)布時(shí)間:2021-03-24 14:44:11
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眾所周知,高壓電力電纜在城市電網(wǎng)中廣泛使用,以110KV交聯(lián)聚乙烯電纜為主,從出廠(chǎng)到安裝,其間會(huì )發(fā)生損傷,只有竣工試驗后才能從根本上保證電纜的安全使用。
一般來(lái)說(shuō),受現場(chǎng)大容量工頻試驗的影響,這類(lèi)電纜在使用前需要進(jìn)行直流耐壓試驗,油浸紙絕緣電力電纜在試驗中選擇直流耐壓,但電纜未來(lái)的運用存在電纜缺陷。
另外,在交流聚乙烯電纜的試驗中應用直流耐壓試驗,會(huì )在直流耐壓通電后發(fā)生絕緣破壞。 因此,加強對交聯(lián)聚乙烯電纜的交流耐壓試驗是一個(gè)極其重要的研究課題。
一、交聯(lián)電纜在進(jìn)行直流耐壓試驗中出現的問(wèn)題
相關(guān)理論研究和文獻資料表明,交聯(lián)聚乙烯在采用直流耐壓試驗中出現的問(wèn)題主要寶庫有以下幾點(diǎn)。
(1)交聯(lián)電纜和其他擠出絕緣電纜在直流電壓整體中,電纜絕緣的電場(chǎng)需要嚴格按照材料所具有的電阻率分布,但在交流電壓中,電纜絕緣的電場(chǎng)需要按照各種介質(zhì)的介電常數分布。
由此可知,直流電壓和交流電壓的電場(chǎng)強度不同,另外在交流電壓整體絕緣較弱的區域,無(wú)法再通過(guò)直流電壓試驗進(jìn)行檢測。
(2)施加直流電壓后,電子逐漸注入交聯(lián)聚乙烯聚合物的內部,在電纜半導體的突出區域和絕緣雜質(zhì)中局部形成一定量的空間電荷,由于空間電荷的影響,該區域的電場(chǎng)強度不會(huì )降低,不會(huì )發(fā)生破壞現象,但在交流電壓下直流電壓的電場(chǎng)強度降低的區域絕緣最弱
(3)交聯(lián)電纜最重要的弱點(diǎn)之一是絕緣內部出現水枝現象,外加電壓性質(zhì)的變化和加壓時(shí)間對介質(zhì)內的水枝產(chǎn)生不同程度的影響。
在直流電壓下,樹(shù)枝在短時(shí)間內形成電樹(shù)枝,介質(zhì)整體的絕緣性發(fā)生根本性變化,從而發(fā)生早期損傷。
(4)用交聯(lián)聚乙烯電纜進(jìn)行直流電壓試驗時(shí),電荷的記憶現象,即在直流電壓整體中,單極性參與電荷需要非常長(cháng)的時(shí)間放電所有介質(zhì),但在電纜被使用時(shí),這種直流電壓和交流電壓耦合,電纜容易被破壞。
二、交流耐壓試驗中常見(jiàn)的方法
(1)超低頻法
眾所周知,電纜容量較大,進(jìn)行工頻試驗后,變壓器容量發(fā)生變化,需要提高容量大的試驗電源,從根本上保證電纜在運行中能夠提供無(wú)功功率,但該方法不能在現場(chǎng)使用,以超低頻率為主要試驗電源,故但是,超低頻法對檢測出的交聯(lián)聚乙烯電纜和附件絕緣的缺陷效果比較差,因此現階段超頻法應用于電壓電纜的頻率較高。
(2)振蕩電壓法
對電纜進(jìn)行直流沖擊時(shí),通過(guò)一定的電壓后放電電阻、電感,再形成阻尼振動(dòng)電壓,利用阻尼振動(dòng)電壓可以檢測電纜絕緣和附件中存在的缺陷,這在直流耐壓試驗中仍然有很大的效果,但本質(zhì)上仍然是其中主要表現在兩個(gè)方面:一方面是振蕩電壓減弱,無(wú)法從根本上滿(mǎn)足電纜,另一方面是高頻電壓會(huì )對電纜造成不同程度的損傷。
(3)諧振耐壓法
諧振耐壓法主要是指改變實(shí)驗電路中的電纜、頻率,使電路整體處于諧振狀態(tài),利用諧振耐壓法可以滿(mǎn)足高電壓和大電流的測試要求。
此外,從諧振耐壓法的調整方法來(lái)看,可以分為調感式和調頻式兩種類(lèi)型,從諧振耐壓法的使用方法來(lái)看,可以分為串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振兩種類(lèi)型。
1 .調感式共振耐壓
對電抗器的電量感和電纜線(xiàn)的基本容量進(jìn)行電路調節后,在50HZ下會(huì )發(fā)生共振,滿(mǎn)足整個(gè)試驗的基本需要。
2 .調頻式諧振耐壓
在改變試驗中電源的輸出頻率時(shí),其電路中的固定電感量和相應的試件從根本上滿(mǎn)足諧振的基本要求,滿(mǎn)足整個(gè)試驗的基本要求。
3 .串聯(lián)諧振法
進(jìn)行試驗時(shí),變壓器的電流必須滿(mǎn)足試驗整體的要求,但電壓達不到試驗電壓時(shí),必須選擇電抗器或試件串聯(lián)方式進(jìn)行試驗。
電路處于諧振狀態(tài)時(shí),試驗品出現相應的電路質(zhì)量系數的倍數,變壓器的輸出電壓發(fā)生變化,在滿(mǎn)足電源的供給能力之前,電路中的有效功率將會(huì )損失。
4 .并聯(lián)諧振法
在試驗中變壓器的電壓滿(mǎn)足試驗要求,電流不滿(mǎn)足要求的情況下,通過(guò)電抗器和試驗品并聯(lián)方式滿(mǎn)足試驗中諧振所要求的電路參數,促進(jìn)試驗的積極展開(kāi),同時(shí)選擇并聯(lián)諧振法,電抗器的基本電感性電流補償試驗品的電容性電流。
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