各種電力電纜的耐壓試驗(yàn)方法
發(fā)布時(shí)間：
2023-11-18
現(xiàn)行的電纜線路耐壓試驗(yàn)方法有多種，不同電壓等級(jí)、不同類型的電力電纜有不同的試驗(yàn)方法。這里介紹油浸紙絕緣電纜、交聯(lián)聚乙烯電纜和塑料絕緣電纜的耐壓試驗(yàn)方法。
一、油浸紙絕緣電纜的直流耐壓試驗(yàn)
直流耐壓反映電纜絕緣的泄漏和耐壓特性。理論分析和實(shí)用效果均表明，油浸紙介質(zhì)電纜、充油電纜或充氣電纜的直流、交流耐壓特性基本相同。
對(duì)油紙絕緣電力電纜的試驗(yàn)，除制造廠在進(jìn)行例行試驗(yàn)時(shí)采用交流電壓外，安裝和運(yùn)行單位對(duì)電纜線路進(jìn)行交接驗(yàn)收和預(yù)防性試驗(yàn)或故障修復(fù)后試驗(yàn)時(shí)，都采用直流耐壓，因?yàn)橹绷髂蛪涸囼?yàn)具有下列優(yōu)點(diǎn)：
1.最常用的直流試驗(yàn)設(shè)備直流高壓發(fā)生器攜帶輕便，適合現(xiàn)場使用。對(duì)電纜作直流耐壓試驗(yàn)時(shí)一般以半波整流獲得試驗(yàn)電壓，并應(yīng)用多倍壓整流技術(shù)，故可用體積容量都較小的試驗(yàn)設(shè)備（試驗(yàn)變壓器和整流設(shè)備），獲得對(duì)較長電纜線路進(jìn)行直流高壓試驗(yàn)的電壓。
2.交流耐壓試驗(yàn)有可能在絕緣空隙中產(chǎn)生游離放電，從而導(dǎo)致絕緣的永久性損壞，采用直流耐壓試驗(yàn)則避免了這種情況發(fā)生。
3.在進(jìn)行直流耐壓試驗(yàn)時(shí)，可以同時(shí)測量泄漏電流。根據(jù)泄漏電流的數(shù)值及其隨時(shí)間的變化、泄漏電流和試驗(yàn)電壓的關(guān)系，可以判斷電纜的絕緣狀況。
4.對(duì)電纜進(jìn)行直流耐壓試驗(yàn)時(shí)，按規(guī)程規(guī)定采用負(fù)極性接線，即將導(dǎo)體接負(fù)極。這種接法的好處是，如果紙絕緣已經(jīng)受潮，由于水帶正電，在直流電壓下，有明顯“電滲現(xiàn)象”，會(huì)使水分子從表層移向?qū)w（負(fù)極），從而使泄漏電流增大，甚至形成貫穿性通道，有利于暴露紙絕緣中已經(jīng)局部受潮的缺陷。
5.直流耐壓試驗(yàn)加壓時(shí)間可以較短，如規(guī)程規(guī)定對(duì)6～35kV電纜進(jìn)行交接和預(yù)防性試驗(yàn)時(shí)每相加壓時(shí)間為5min。這是因?yàn)橹绷鲹舸╇妷号c加壓時(shí)間關(guān)系不大，如有缺陷，一般在直流電壓下幾分鐘內(nèi)就可以發(fā)現(xiàn)，無需長時(shí)間加壓。
在進(jìn)行直流耐壓試驗(yàn)時(shí)測泄漏電流，實(shí)際上和用絕緣電阻測試儀測電纜絕緣電阻的道理是完全相同的。但由于直流耐壓試驗(yàn)時(shí)施加電壓和使用的儀表準(zhǔn)確度都高于絕緣電阻測試儀，而且可以在加壓過程中觀察泄漏電流的變化，所以泄漏電流試驗(yàn)比測量絕緣電阻更能有效地發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷。
電纜在直流電壓下，流過絕緣內(nèi)部的電流是電容電流、吸收電流和傳導(dǎo)電流的疊加。流過絕緣的泄漏電流隨時(shí)間而變化，它同電纜絕緣的品質(zhì)、所含雜質(zhì)、氣泡、水分等含量有關(guān)：絕緣完好的電纜，隨著加壓時(shí)間延長，泄漏電流減少，并趨于一個(gè)穩(wěn)定數(shù)值；絕緣較差的電纜，泄漏電流很快趨向穩(wěn)定值，而且穩(wěn)定后的數(shù)值與初始值很接近；絕緣存在嚴(yán)重缺陷時(shí)，泄漏電流不隨時(shí)間延長而下降，反而出現(xiàn)上升趨勢，如果延長加壓時(shí)間或提高直流電壓，泄漏電流增加的趨勢可能繼續(xù)發(fā)展直到絕 緣擊穿。
為使所測得的泄漏電流反映電纜絕緣的真實(shí)狀況，應(yīng)采取措施消除外來因素對(duì)泄漏電流的影響。如果測得的泄漏電流數(shù)值不穩(wěn)定，泄漏電流隨時(shí)間延長而上升，或隨試驗(yàn)電壓增加而急劇上升，必須查明原因。
二、交聯(lián)聚乙烯電纜的耐壓試驗(yàn)
在我國，直流電壓目前仍然是交聯(lián)聚乙烯（XLPE）電纜進(jìn)行試驗(yàn)的主要電源，在IEC標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定，額定電壓150kV以上的XLPE電纜及其附件安裝后的電氣試驗(yàn)采用交流電壓試驗(yàn)，即施加電力系統(tǒng)相間電壓，經(jīng)1h試驗(yàn)，或施加正常運(yùn)行電壓，經(jīng)24h試驗(yàn)，不推薦采用直流電壓試驗(yàn)。
我國使用高壓（110～220kV）XLPE電纜始于1984年。隨著城市電網(wǎng)建設(shè)和改造的發(fā)展，從1985年以后，廣州、上海、北京等大城市相繼從國外進(jìn)口高壓XLPE電纜及其附件。正是從這時(shí)候開始，一些國家對(duì)高壓XLPE電纜采用直流耐壓試驗(yàn)的結(jié)果和電纜運(yùn)行情況進(jìn)行了研究分析，得出了一個(gè)共同的結(jié)論，即高壓XLPE電纜不宜采用直流耐壓試驗(yàn)，認(rèn)為XLPE電纜在進(jìn)行直流耐壓試驗(yàn)時(shí)，主要存在以下幾方面的問題：
1.XLPE電纜絕緣層在直流和交流電壓下，內(nèi)部電場分布情況完全不同。在直流電壓下，電場按絕緣電阻系數(shù)呈正比例分配，而XLPE絕緣材料存在電阻系數(shù)不均勻性，導(dǎo)致在直流電壓下電場分布的不均勻性。交流電壓下，電場按介電系數(shù)呈反比例分配，XLPE為整體絕緣結(jié)構(gòu)，其介電系數(shù)為2.1～2.3，且一般不受溫度變化的影響。因此，在交流電壓下，XLPE絕緣內(nèi)部電場分布是比較穩(wěn)定的。這樣，往往造成在交流工作電壓下有缺陷的部位在直流試驗(yàn)時(shí)不被擊穿，反過來，在直流試驗(yàn)時(shí)被擊穿的部位，在交流工作電壓下卻不會(huì)產(chǎn)生問題。
2.XLPE絕緣內(nèi)部如果有了水樹枝，在交流工作電壓下，水樹枝的發(fā)展是很緩慢的，而在直流耐壓試驗(yàn)時(shí)會(huì)加速水樹枝的發(fā)展，甚至轉(zhuǎn)變?yōu)殡姌渲Γ粗绷髟囼?yàn)會(huì)導(dǎo)致XLPE絕緣產(chǎn)生積累效應(yīng)，加速絕緣老化，縮短使用壽命。
3.直流耐壓試驗(yàn)過程中，在XLPE電纜及其附件絕緣內(nèi)會(huì)形成空間電荷，空間電荷的不斷形成可導(dǎo)致電纜在交流工作電壓下?lián)舸蛟诟郊缑嬉蚍e累電荷而沿界面滑閃。
三、塑料電纜的局放試驗(yàn)
橡塑電纜的絕緣中存在氣隙、潮水等，在額定直流電壓下，一般只存在極短的局部放電過程或不發(fā)生局部放電。在額定交流電壓下，可能產(chǎn)生局部放電，也可能不產(chǎn)局部放電。若發(fā)生局部放電，其放電過程比較短，在一定的時(shí)間內(nèi)其局部放電過程不至于使電纜的絕緣擊穿，但其危害性很大。故只對(duì)電纜的特定部位進(jìn)行局部放電測量，如電纜的懷疑部位、中間接頭、終端頭等。
補(bǔ)充說明
1.對(duì)于橡塑電纜，直流耐壓試驗(yàn)只能發(fā)現(xiàn)電纜絕緣已明顯劣化或擊穿的情況，因?qū)﹄娎|有“破壞”作用，故僅在迫不得已時(shí)使用，且僅作參考。
6.介損測量法，因其本身局限性，在現(xiàn)場使用幾乎無意義。
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