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试析电力工程XLPE电缆绝缘耐压检测方法初探

最后更新时间:2024-02-10 作者:用户投稿原创标记本站原创 点赞:9412 浏览:34918
论文导读:
【摘要】简要介绍XLPE型电力电缆结构性能及优点;详细阐述了在不同工况下不同的绝缘试验策略,对比分析交流与直流耐压检测优缺点;在现场检测时应考虑的因素、频率与容量的确定与计算阐述。本文主要介绍作者根据多年实际工作经验总结的适用于施工现场XLPE电缆检测策略。
[关健词] 电力 XLPE电缆电力工程XLPE电缆绝缘耐压检测方法初探由提供海量免费论文范文的www.7ctime.com,希望对您的论文写作有帮助. 绝缘耐压 检测策略
0 引言
我公司近年来逐渐开展应用串联谐振装置对高压电力电缆(35kV~110KV)进行交流耐压试验,我们采用上海大申电气公司的DSVF3000-250kVA/200kV变频串联谐振成套试验装置,基本能够满足35kV~110KV输变电工程及水电站电力电缆交流耐压试验的要求。

一、XLPE电缆简介

XLPE的分子链间具有立体交联的结构,分子链之间有化学键结合,因此即使在高温下亦不易融化。如此自然特性,使XLPE具有下列优点:

1.良好的电性能和机械性能

XLPE电缆的电性能与物理特性,具有超过其它绝缘材电缆的优点,是输电和配电线路最理想的电缆。

2.载流量大

XLPE电缆具有优异的热稳定性和老化稳定性,在正常温度(90℃)或短时间较高温度,(130℃)或短路(250℃)条件下仍能输送大电流量。

3.耐化学腐蚀性优良且寿命长

优良的耐化学腐蚀(如无机盐、油、碱酸和有机溶剂),可广泛地使用在各种苛刻环境,耐老化和工作寿命长,其平均寿命是PVC 电缆的1倍以上。

4.耐水性极好

5.极易敷设

XLPE电缆有较小的弯曲半径,比其他同类电缆轻且有较为简单的终端处理。由于XLPE电缆不含油,所以在敷设XLPE电缆时不用考虑路线,也不存在由于淌油而无法敷设的情况。
二XLPE电力电缆的常用检测策略

(一)MΩ表法

MΩ表通常有500V、1000V、2500V等多种电压等级,MΩ表法是MΩ表内置直流发电机在某一恒压下测量绝缘体的电阻值。由于手摇式MΩ表的测量结果受人为因素影响很大,MΩ表仅能反映电缆绝缘的泄漏特性,只能作为常规的辅助检验手段,不能作为绝缘性能的最终判据。

(二)直流耐压试验法

直流耐压试验反映电缆绝缘的泄漏特性和耐压特性。其交直流耐压特性基本相同。固体介质电缆如橡塑电缆(包括XLPE电缆),因绝缘层中气隙的存在,在直流状态下往往会使气隙短时放电,从而加强(提高)了气隙的耐压强度,同时由于气隙放电后形成的反电势短时不能消失而形成积累效应,当转变外加电压方向后,绝缘耐压强度显著降低。故直流耐压试验不能充分反映电缆的实际绝缘性能,且对电缆具有破坏作用。

(三)工频耐压试验策略

在实际中,由于电缆为容性负载,每m有约150~400PF的电容量。若10kV XLPE电缆长为1km,工频试验电压为20kV时可计算出该试验设备的容量 ≮50kVA 。故需50kVA的调压制约器和50kVA/20kV的试验变压器才能完成工频试验。若电缆的长度为5km时,设备的容量应≮250kVA。而当电缆为110kV耐压等级电缆时,也可通过计算得知。当电缆较长时因设备太笨重而无法实施。
为了减小工频试验装置的体积重量,通常由变压器与电感L、电缆组成工频串联谐振电路(见图1)。

(四)超低频耐压试验法

超低频(VLF)耐压试验装置的输出频率一般为0.01Hz~0.1Hz。输出波形为正弦波或余弦波。故超低频试验也是一种交流耐压试验。采用超低频试验的目的是为了在满足交流电压条件下,尽可能地减小试验设备的体积和重量。与工频试验相比,在试验电压不变的条件下,VLF设备的容量可以减小(50/0.01~0.1)=500~5000倍。同时具有直流试验的特点,且不存在电缆的“积累效应理由”,并能较好地发现气隙局放产生绝缘损耗所引起的绝缘理由,具有工频试验的优点;由于试验频率低,对于由电缆中偶极子(如水份)产生绝缘损耗所引起的绝缘下降较工频试验要少。

(五)变频谐振耐压试验法

变频谐振耐压试验通过调节变频电源输出频率使回路中发生电压谐振,再调节变频电源输出电压使试验电压达到试验电压值,试验频率可在一定范围内调节,品质因数高,无“试验死区”,使用变频串联谐振的优点在于可以有效地保护试品,因为一旦试验过程中发生被试设备击穿,串联谐振条件即被破坏,外施高压立刻消失,这一点是常规交流耐压试验无法比拟的。
变频谐振装置(见图2)试验是在等效工频试验的前提下尽可能减小试验设备的体积和重量。

二、试验时考虑的因素及频率、容量计算与试验接线

(一)试验时考虑的因素及频率

考虑谐振频率制约范围(最佳45--65HZ);试验电缆长度(被试品电容量);试验电压(电缆电压等级、预试还是交接);单节电抗的绝缘耐压、电感量、最大工作电流;变频电源与励磁变压器功率;补偿电容器的电容量(6000pF)。
电抗器的联结方式有串联与并联两种,采用哪种方式取决于试验电压、谐振频率制约范围和回路电流等,如果单节能够满足试验电压要求我们就要看频率制约范围和回路电流。

(二)试验接线

在现场试验时应注意谐振电源装置的接地与试品的接地必须接在一起;对带抽头的励磁变压器应按电抗器的联结方式进行接线;高压试验引线最好采用扩径导线,主要是为了减小电晕电阻对Q值的影响;寻找谐振频率点时,初始电压应尽量小,以免使高压侧电压过高损坏被试品。

(三)电缆的局放试验

橡塑电缆的绝缘中存在的气隙、潮水等,在额定直流电压下,一般只存在极短的局放过程或不发生局放。若发生局放,其放电过程比较短,在一定的时间内其局放过程不至于使电缆的绝缘击穿,但其危害性很大。故只对电缆的特定部位应进行局放测量,例如对电缆的怀疑部位、中间接头、终端头等。

(四)振荡电压试验

振荡电压试验用于超高压电缆的现场交接试验,图4中直流高压电源先给电缆充电、充满后开关K打到“b”位,此时,电缆和电感L、电阻R1、R2形成串联振荡电路,产生频率约为几kH论文导读:结论XLPE电力电缆的以上几种试验策略,只有根据工程实际有机地结合起来,并同以往典型的试验数据和结果加以比较,并参考电力系统运转经验,才能做到准确判断电缆是否有故障,防患于未然。上一页12
z衰减的正弦(余弦)波,通过测试振荡波形的有关参数来判断电缆的绝缘好坏。这套装置在现场试验比较方便轻巧,但是否有效,仍有待于时间和运转结果的检验。
三、结论
XLPE电力电缆的以上几种试验策略,只有根据工程实际有机地结合起来,并同以往典型的试验数据和结果加以比较,并参考电力系统运转经验,才能做到准确判断电缆是否有故障,防患于未然。