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交联电力电缆的交接和预防性试验 - 无图版
环亚线缆 --- 2010-07-01 10:34:49
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电力系统和工矿企业运行着大量的6～35kV交联聚乙烯绝缘的电力电缆（简称交联电缆或XLPE电缆），做好其交接和预防性（重做终端和接头）试验是保证安全运行的重要工作。大量的试验实践认为，6～10kV交联电缆同35kV交联电缆的绝缘厚度相差较大（如35（26）kV交联电缆绝缘厚度10.5mm，10（6）kV交联电缆绝缘厚度3.4mm），它们的试验方法和内容是有所不同的。
1、35kV交联电缆交接和预防性试验
对于35（26）kV交联电缆的交接和预防性试验，GB50150—1991《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》和DL/T596—1996《电力设备预防性试验规程》规定都是做直流耐压试验[1,2]。但在直流耐压试验过程中，会有电子注入到交联电缆介质聚合物的内部，在半导电层凸出处或微小空隙处等产生空间电荷的积累，电缆投运及送上交流电压后会相互迭加，发生绝缘击穿。例如：某厂馈线YJLV26/35（1×185mm2）交联电缆，交接试验时直流耐压合格，然后送上交流电压空负荷试运行24h，但在运行4h时，L3相电缆绝缘击穿并接地；某变电站馈线YJLY26/35（1×240mm2）交联电缆，交接试验时直流耐压合格，在空负荷试运行18h时,L3相电缆绝缘击穿并接地。
IEC60840—1999标准对30～150kV交联聚乙烯等绝缘电力电缆及其附件的竣工试验首先推荐1.73U0，5min交流耐压试验。我国35（26）kV等级电缆范围属于IEC60840—1999标准范围。国外对XLPE绝缘线芯模拟在不同频率下击穿电压进行的试验研究表明，在频率35～75Hz（有资料称30～75Hz）时，击穿电压值均落在可置信度95%之内。也就是说，当XLPE电缆长度、截面不同时，试验的等值负荷电容量变化时，谐振试验频率可选择为35～75Hz或30～75Hz范围与运行电压频率的差异较小。交接试验电压为2U0（考虑了系统最大运行电压，即1.5min；重做终端或接头后的耐压试验电压为1.6U0，5min。
为了满足不同长度、不同截面的35（26）kV交联电缆的交接试验和重做终端或接头后的预防性耐压试验，一般可用多只（每只质量不超过25kg）电抗器采用不同的串并联组合方式。同时，还要考虑到几十米短电缆的试验，要配置一台相应电压和电容量的补偿电容器。若短电缆的电容量过小无法在限定频率（30～75Hz）内实现串联谐振，则可将补偿电容器并联在被试电缆上进行电缆的交流耐压试验。35（26）kV交联电缆定期预防性试验现为每3年测量一次电缆主绝缘的绝缘电阻、外护套绝缘电阻、铜屏蔽直流电阻与导体直流电阻之比或铜屏蔽层感应电压和电流，不再进行定期预防性耐压试验。
2、6～10kV交联电缆交接和预防性试验
由于10（6）kV和15（8.7）kV电压等级电缆均用于10kV系统，我们认为其试验标准应按10kV系统的绝缘配合和使用条件进行交接和预防性试验。有的单位却选用了不同的试验标准（10（6）kV电缆交流耐压为13kV，5min；15（8.7）kV电缆交流耐压为18kV，5min），一般对于当试验电压提高后相应的试验设备的容量和重量也将增加。从绝缘配合和交流耐压试验的理论可知，具体交流耐压应按运行电压选择而不应按设备的铭牌电压选择。对于重做电缆头或接头的交联电缆仍可按35kV级电缆的交流耐压试验标准选择，即1.6U0，5min。
应该指出，6～10kV交联电缆的主绝缘厚度较35kV交联电缆的主绝缘厚度薄得多，实践证明采用直流泄漏试验对6～10kV交联电缆进行绝缘综合诊断有一定效果。日本中央电力研究所和关西电力株式会社6～10kV交联电缆在现场使用的还是直流泄漏试验。1993年日本电线工业会发表论文[3]认为，对6～10kV等级交联电缆预防性试验项目有两项：电缆投运未满10年者，每1～2年定期测量主绝缘绝缘电阻、外护套绝缘电阻、铜屏蔽层直流电阻；投运10年以上时，还要再进行直流泄漏试验，对电缆进行绝缘综合诊断。国内部分单位参照日本的规定对6～10kV交联电缆直流泄漏试验的试验电压。
3、结论
a)传统的直流耐压试验对交联电缆绝缘既有破坏作用，也不能准确诊断绝缘状况。因此交联电缆的交接试验较合适的试验方法是进行2U0，5min的变频串联谐振试验，试验电流频率为35～75Hz（或30～75Hz）；重做终端或接头后的耐压试验为1.6U0，5min的变频串联谐振试验，试验电流频率为35～75Hz（也可为30～75Hz）。
b)对35（26）kV交联电缆定期预防性试验是每3年测量一次主绝缘的绝缘电阻、外护套绝缘电阻、铜屏蔽层直流电阻与芯线导体直流电阻之比或铜屏蔽层感应电压和电流，不再进行定期的预防性耐压试验。
c)对6～10kV交联电缆定期预防性试验是每3年测量一次主绝缘的绝缘电阻、外护套绝缘电阻、铜屏蔽直流电阻与芯线导体直流电阻之比或铜屏蔽感应电压和电流。在主绝缘的绝缘电阻或外护套的绝缘电阻不符合标准要求时，对电缆进行1.6U0，5min变频串联谐振试验或进行直流泄漏电流试验，作为电缆绝缘综合诊断。
附：变频串联谐振试验装置
整套装置由变频控制箱、励磁变压器、电抗器和电容分压器组成。利用励磁变压器激发串联谐振回路，通过调节输出频率，使回路中电抗器和试品电容发生串联谐振，是当前高压试验的一种新方法，已得到广泛的应用。
1．变频控制箱
变频控制箱主要作用为整套装置提供电源，应用脉冲宽度调制PWM方式，工作稳定，效率高。
2、励磁变压器
励磁变压器作用将变频控制箱电源的输出电压升到合适的试验电压，满足电抗器，负载在一定的品质因素下试验电压的要求。励磁变压器高压绕组多个抽头适用不同的电压等级，不同的容量试品的要求。结构采用干式绝缘。
3、电抗器
高压电抗器是谐振回路的重要部件，当电流频率等于1/(2π√LCx)，它与被试品Cx发生串联谐振，电抗器的性能直接影响到系统Q值的大小。
为了满足试验不同长度电缆的需要，电抗器采用多台并联和串联的灵活连接方式。在结构上采用油封绝缘。
4、高压分压器（电容分压器和补偿负载电容器）
高压分压器采用纯电容式的分压器，作为高压测量和信号保护。
电容分压器本体与其高度相等的范围内应无其它物体，高压引线与电容分压器本体的夹角不小于90°。
1、35kV交联电缆交接和预防性试验
对于35（26）kV交联电缆的交接和预防性试验，GB50150—1991《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》和DL/T596—1996《电力设备预防性试验规程》规定都是做直流耐压试验[1,2]。但在直流耐压试验过程中，会有电子注入到交联电缆介质聚合物的内部，在半导电层凸出处或微小空隙处等产生空间电荷的积累，电缆投运及送上交流电压后会相互迭加，发生绝缘击穿。例如：某厂馈线YJLV26/35（1×185mm2）交联电缆，交接试验时直流耐压合格，然后送上交流电压空负荷试运行24h，但在运行4h时，L3相电缆绝缘击穿并接地；某变电站馈线YJLY26/35（1×240mm2）交联电缆，交接试验时直流耐压合格，在空负荷试运行18h时,L3相电缆绝缘击穿并接地。
IEC60840—1999标准对30～150kV交联聚乙烯等绝缘电力电缆及其附件的竣工试验首先推荐1.73U0，5min交流耐压试验。我国35（26）kV等级电缆范围属于IEC60840—1999标准范围。国外对XLPE绝缘线芯模拟在不同频率下击穿电压进行的试验研究表明，在频率35～75Hz（有资料称30～75Hz）时，击穿电压值均落在可置信度95%之内。也就是说，当XLPE电缆长度、截面不同时，试验的等值负荷电容量变化时，谐振试验频率可选择为35～75Hz或30～75Hz范围与运行电压频率的差异较小。交接试验电压为2U0（考虑了系统最大运行电压，即1.5min；重做终端或接头后的耐压试验电压为1.6U0，5min。
为了满足不同长度、不同截面的35（26）kV交联电缆的交接试验和重做终端或接头后的预防性耐压试验，一般可用多只（每只质量不超过25kg）电抗器采用不同的串并联组合方式。同时，还要考虑到几十米短电缆的试验，要配置一台相应电压和电容量的补偿电容器。若短电缆的电容量过小无法在限定频率（30～75Hz）内实现串联谐振，则可将补偿电容器并联在被试电缆上进行电缆的交流耐压试验。35（26）kV交联电缆定期预防性试验现为每3年测量一次电缆主绝缘的绝缘电阻、外护套绝缘电阻、铜屏蔽直流电阻与导体直流电阻之比或铜屏蔽层感应电压和电流，不再进行定期预防性耐压试验。
2、6～10kV交联电缆交接和预防性试验
由于10（6）kV和15（8.7）kV电压等级电缆均用于10kV系统，我们认为其试验标准应按10kV系统的绝缘配合和使用条件进行交接和预防性试验。有的单位却选用了不同的试验标准（10（6）kV电缆交流耐压为13kV，5min；15（8.7）kV电缆交流耐压为18kV，5min），一般对于当试验电压提高后相应的试验设备的容量和重量也将增加。从绝缘配合和交流耐压试验的理论可知，具体交流耐压应按运行电压选择而不应按设备的铭牌电压选择。对于重做电缆头或接头的交联电缆仍可按35kV级电缆的交流耐压试验标准选择，即1.6U0，5min。
应该指出，6～10kV交联电缆的主绝缘厚度较35kV交联电缆的主绝缘厚度薄得多，实践证明采用直流泄漏试验对6～10kV交联电缆进行绝缘综合诊断有一定效果。日本中央电力研究所和关西电力株式会社6～10kV交联电缆在现场使用的还是直流泄漏试验。1993年日本电线工业会发表论文[3]认为，对6～10kV等级交联电缆预防性试验项目有两项：电缆投运未满10年者，每1～2年定期测量主绝缘绝缘电阻、外护套绝缘电阻、铜屏蔽层直流电阻；投运10年以上时，还要再进行直流泄漏试验，对电缆进行绝缘综合诊断。国内部分单位参照日本的规定对6～10kV交联电缆直流泄漏试验的试验电压。
3、结论
a)传统的直流耐压试验对交联电缆绝缘既有破坏作用，也不能准确诊断绝缘状况。因此交联电缆的交接试验较合适的试验方法是进行2U0，5min的变频串联谐振试验，试验电流频率为35～75Hz（或30～75Hz）；重做终端或接头后的耐压试验为1.6U0，5min的变频串联谐振试验，试验电流频率为35～75Hz（也可为30～75Hz）。
b)对35（26）kV交联电缆定期预防性试验是每3年测量一次主绝缘的绝缘电阻、外护套绝缘电阻、铜屏蔽层直流电阻与芯线导体直流电阻之比或铜屏蔽层感应电压和电流，不再进行定期的预防性耐压试验。
c)对6～10kV交联电缆定期预防性试验是每3年测量一次主绝缘的绝缘电阻、外护套绝缘电阻、铜屏蔽直流电阻与芯线导体直流电阻之比或铜屏蔽感应电压和电流。在主绝缘的绝缘电阻或外护套的绝缘电阻不符合标准要求时，对电缆进行1.6U0，5min变频串联谐振试验或进行直流泄漏电流试验，作为电缆绝缘综合诊断。
附：变频串联谐振试验装置
整套装置由变频控制箱、励磁变压器、电抗器和电容分压器组成。利用励磁变压器激发串联谐振回路，通过调节输出频率，使回路中电抗器和试品电容发生串联谐振，是当前高压试验的一种新方法，已得到广泛的应用。
1．变频控制箱
变频控制箱主要作用为整套装置提供电源，应用脉冲宽度调制PWM方式，工作稳定，效率高。
2、励磁变压器
励磁变压器作用将变频控制箱电源的输出电压升到合适的试验电压，满足电抗器，负载在一定的品质因素下试验电压的要求。励磁变压器高压绕组多个抽头适用不同的电压等级，不同的容量试品的要求。结构采用干式绝缘。
3、电抗器
高压电抗器是谐振回路的重要部件，当电流频率等于1/(2π√LCx)，它与被试品Cx发生串联谐振，电抗器的性能直接影响到系统Q值的大小。
为了满足试验不同长度电缆的需要，电抗器采用多台并联和串联的灵活连接方式。在结构上采用油封绝缘。
4、高压分压器（电容分压器和补偿负载电容器）
高压分压器采用纯电容式的分压器，作为高压测量和信号保护。
电容分压器本体与其高度相等的范围内应无其它物体，高压引线与电容分压器本体的夹角不小于90°。
游荡家族 --- 2010-07-05 10:47:28
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谢谢楼主，学习学习