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电气百科:电缆如何做交流耐压试验?

文章来源:【互联网】 作者:【*】 点击:次 时间:2018/3/12 16:23:46
1、  问题的提出 目前在国际和国内已有越来越多的XLPE交联聚乙烯绝缘的电力电缆替代原有的充油油纸绝缘的电力电缆。但在交联电缆投运前的试验手段上由于被试容量大和试验设备的原因,很长时间以来,仍沿袭使用直流耐压的试验方法。近年来国际、国内的很多研究机构的研究成果表明直流试验对XLPE交联聚乙烯电缆有不同程度的损害。有的研究观点认为XLPE结构具有存储积累单极性残余电荷的能力,当在直流试验后,如不能有效的释放掉直流残余电荷,投运后在直流残余电荷加上交流电压峰值将可能致使电缆发生击穿。国内一些研究机构认为,交联聚乙烯电缆的直流耐压试验中,由于空间电荷效应,绝缘中的实际电场强度可比电缆绝缘的工作电场强度高达11倍。交联聚乙烯绝缘电缆即使通过了直流试验不发生击穿,也会引起绝缘的严重损伤。其次,由于施加的直流电压场强分布与运行的交流电压场强分布不同。直流试验也不能真实模拟运行状态下电缆承受的过电压,并有效的发现电缆及电缆接头本身和施工工艺上的缺陷。因此,使用非直流的方法对交联电缆进行耐压试验就越来越受到人们的重视。目前,在中低压电缆上国外已使用超低频电源(VLF)进行耐压试验。但由于此类VLF的电压等级偏低,尚不能用于110kV及以上的高压电缆试验。在国内,对于低压电缆,这种方法也使用过,但由于试验设备的原因,没能得到大面积的推广。而近些年由于城、农网建设改造的进行, XLPE交联电缆越来越多,仅仅靠直流耐压试验后就将电缆投入运行,而在运行电压下发生电缆或电缆头击穿的事例也时有发生。所以,大家都在探索新的试验方法。 2、  试验频率 由于电缆的电容量较大,采用传统的工频试验变压器很笨重,庞大,且大电流的工作电源在现场不易取得。因此一般都采用串联谐振交流耐压试验'>交流耐压试验设备。其输入电源的容量能显著降低,重量减轻,便于使用和运输。初期多采用调感式串联谐振设备(50Hz),但存在自动化程度差、噪音大等缺点。因此现在大都采用调频式(30-300Hz)串联谐振试验设备,可以得到更高的品质数(Q值),并具有自动调谐、多重保护,以及低噪音、灵活的组合方式(单件重量大为下降)等优点。综合国内外有关技术资料,选择合适的试验频率范围是个比较重要的问题。在这方面,有一些不同的观点和提法。就目前的国内外的提法来看,我们总结可分成3类:第1类为较宽频率范围30-300Hz、20-300Hz、1-300Hz;第2类为工频范围,45-65Hz,45-55Hz;第3类为接近工频,35-75Hz。 (1)第1类较宽频率范围 国际大电网会议第21、09工作组发布的《试验导则》,建议频率范围为30-300Hz。但实际上更低一些频率也具有较好地等效性。IEC60840和IEC62067标准草案(2001年和2000年)就规定可采用20-300Hz。 国外有些厂家设计串联谐用电抗器,在特殊情况下也有采用最低频率为25Hz或20Hz的。当然频率愈低,被试电缆的长度(电容量)可增大。但是电抗器铁心因此放大,使重量增加。个别资料显示, 1-300Hz的交流试验也具有与工频交流试验的等效性,这说明实际应用中频率下限有可能取得更低,例如小于20Hz甚至到0.1Hz也是可行的。进一步表明在这样的频率范围内,绝缘内部各介质的电压分布及介质特性仍基本相同。 工作频率超过300Hz是否适当?有资料报导说,随频率增高,串谐电抗器及励磁变压器的损耗降低,但是要考虑被试品电容介质的极化发热问题,因此频率高于300Hz是不可取的。 (2)第2类为工频范围 国际上工业频率主要指50Hz和60Hz两种,故IEC标准规定对高压绝缘的工业试验频率范围为45-65Hz,在我国额定工频为50Hz。GB/T16927.1-1997规定工频试验频率范围为45-55Hz。
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