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電纜交流耐壓試驗(yàn)裝置生產(chǎn)廠家教您做電纜交流耐壓試驗(yàn)

2010年08月08日 18:09:47人氣:2686來(lái)源:揚(yáng)州拓普電氣科技有限公司

[關(guān)鍵詞]電纜交流耐壓試驗(yàn),高壓交聯(lián)電纜現(xiàn)場(chǎng)交流耐壓試驗(yàn),串聯(lián)諧振,變頻諧振

TPCXZ 電纜交流耐壓試驗(yàn)裝置

1、問(wèn)題的提出

    目前在和國(guó)內(nèi)已有越來(lái)越多的XLPE交聯(lián)聚乙烯絕緣的電力電纜替代原有的充油油紙絕緣的電力電纜。但在交聯(lián)電纜投運(yùn)前的試驗(yàn)手段上由于被試容量大和試驗(yàn)設(shè)備的原因,很長(zhǎng)時(shí)間以來(lái),仍沿襲使用直流耐壓的試驗(yàn)方法。近年來(lái)、國(guó)內(nèi)的很多研究機(jī)構(gòu)的研究成果表明直流試驗(yàn)對(duì)XLPE交聯(lián)聚乙烯電纜有不同程度的損害。有的研究觀點(diǎn)認(rèn)為XLPE結(jié)構(gòu)具有存儲(chǔ)積累單極性殘余電荷的能力,當(dāng)在直流試驗(yàn)后,如不能有效的釋放掉直流殘余電荷,投運(yùn)后在直流殘余電荷加上交流電壓峰值將可能致使電纜發(fā)生擊穿。國(guó)內(nèi)一些研究機(jī)構(gòu)認(rèn)為,交聯(lián)聚乙烯電纜的直流耐壓試驗(yàn)中,由于空間電荷效應(yīng),絕緣中的實(shí)際電場(chǎng)強(qiáng)度可比電纜絕緣的工作電場(chǎng)強(qiáng)度高達(dá)11倍。交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜即使通過(guò)了直流試驗(yàn)不發(fā)生擊穿,也會(huì)引起絕緣的嚴(yán)重?fù)p傷。其次,由于施加的直流電壓場(chǎng)強(qiáng)分布與運(yùn)行的交流電壓場(chǎng)強(qiáng)分布不同。直流試驗(yàn)也不能真實(shí)模擬運(yùn)行狀態(tài)下電纜承受的過(guò)電壓,并有效的發(fā)現(xiàn)電纜及電纜接頭本身和施工工藝上的缺陷。因此,使用非直流的方法對(duì)交聯(lián)電纜進(jìn)行耐壓試驗(yàn)就越來(lái)越受到人們的重視。目前,在中低壓電纜上國(guó)外已使用超低頻電源(VLF)進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。但由于此類(lèi)VLF的電壓等級(jí)偏低,尚不能用于110kV及以上的高壓電纜試驗(yàn)。在國(guó)內(nèi),對(duì)于低壓電纜,這種方法也使用過(guò),但由于試驗(yàn)設(shè)備的原因,沒(méi)能得到大面積的推廣。而近些年由于城、農(nóng)網(wǎng)建設(shè)改造的進(jìn)行, XLPE交聯(lián)電纜越來(lái)越多,僅僅靠直流耐壓試驗(yàn)后就將電纜投入運(yùn)行,而在運(yùn)行電壓下發(fā)生電纜或電纜頭擊穿的事例也時(shí)有發(fā)生。所以,大家都在探索新的試驗(yàn)方法。


電纜交流耐壓試驗(yàn)裝置廠家揚(yáng)州拓普電氣科技有限公司:
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 2、 試驗(yàn)頻率

    由于電纜的電容量較大,采用傳統(tǒng)的工頻試驗(yàn)變壓器很笨重,龐大,且大電流的工作電源在現(xiàn)場(chǎng)不易取得。因此一般都采用串聯(lián)諧振交流耐壓試驗(yàn)設(shè)備。其輸入電源的容量能顯著降低,重量減輕,便于使用和運(yùn)輸。初期多采用調(diào)感式串聯(lián)諧振設(shè)備(50Hz),但存在自動(dòng)化程度差、噪音大等缺點(diǎn)。因此現(xiàn)在大都采用調(diào)頻式(30-300Hz)串聯(lián)諧振試驗(yàn)設(shè)備,可以得到更高的品質(zhì)數(shù)(Q值),并具有自動(dòng)調(diào)諧、多重保護(hù),以及低噪音、靈活的組合方式(單件重量大為下降)等優(yōu)點(diǎn)。
綜合國(guó)內(nèi)外有關(guān)技術(shù)資料,選擇合適的試驗(yàn)頻率范圍是個(gè)比較重要的問(wèn)題。在這方面,有一些不同的觀點(diǎn)和提法。就目前的國(guó)內(nèi)外的提法來(lái)看,我們總結(jié)可分成3類(lèi):第1類(lèi)為較寬頻率范圍30-300Hz、20-300Hz、1-300Hz;第2類(lèi)為工頻范圍,45-65Hz,45-55Hz;第3類(lèi)為接近工頻,35-75Hz。
(1)第1類(lèi)較寬頻率范圍
大電網(wǎng)會(huì)議第21、09工作組發(fā)布的《試驗(yàn)導(dǎo)則》,建議頻率范圍為30-300Hz。但實(shí)際上更低一些頻率也具有較好地等效性。IEC60840和IEC62067標(biāo)準(zhǔn)草案(2001年和2000年)就規(guī)定可采用20-300Hz。信息來(lái)源:
    國(guó)外有些廠家設(shè)計(jì)串聯(lián)諧用電抗器,在特殊情況下也有采用zui低頻率為25Hz或20Hz的。當(dāng)然頻率愈低,被試電纜的長(zhǎng)度(電容量)可增大。但是電抗器鐵心因此放大,使重量增加。個(gè)別資料顯示, 1-300Hz的交流試驗(yàn)也具有與工頻交流試驗(yàn)的等效性,這說(shuō)明實(shí)際應(yīng)用中頻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。進(jìn)一步表明在這樣的頻率范圍內(nèi),絕緣內(nèi)部各介質(zhì)的電壓分布及介質(zhì)特性仍基本相同。
    工作頻率超過(guò)300Hz是否適當(dāng)?有資料報(bào)導(dǎo)說(shuō),隨頻率增高,串諧電抗器及勵(lì)磁變壓器的損耗降低,但是要考慮被試品電容介質(zhì)的極化發(fā)熱問(wèn)題,因此頻率高于300Hz是不可取的。
(2)第2類(lèi)為工頻范圍
    上工業(yè)頻率主要指50Hz和60Hz兩種,故IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對(duì)高壓絕緣的工業(yè)試驗(yàn)頻率范圍為45-65Hz,在我國(guó)額定工頻為50Hz。GB/T16927.1-1997規(guī)定工頻試驗(yàn)頻率范圍為45-55Hz。
    認(rèn)為工頻電力電纜的試驗(yàn)電壓也必須是工頻,這是趨于比較保守的觀點(diǎn)。針對(duì)此問(wèn)題應(yīng)該著重說(shuō)明交接和預(yù)防性試驗(yàn)的目的在于發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷的能力來(lái)定的。在不同的頻率下只要絕緣內(nèi)部介質(zhì)電壓分布相同,又有基本相同的檢出絕緣故障的能力,就能達(dá)到試驗(yàn)的目的。因此即使選用比工頻范圍更寬的頻率也是可以接受的。
    在90年代中期為了選擇適當(dāng)?shù)慕涣髂蛪涸囼?yàn)的頻率范圍,做了大量、仔細(xì)的基礎(chǔ)研究工作。得出頻率在30-300Hz范圍內(nèi),橡塑電纜內(nèi)部幾種典型絕緣缺陷的擊穿特性沒(méi)有明顯差別。這應(yīng)該是可信的,也得到普遍采用。分析形成這種在不同頻率下良好的擊穿特性,主要原因是優(yōu)良的同軸絕緣結(jié)構(gòu),單一的絕緣介質(zhì),材質(zhì)相對(duì)純潔、電場(chǎng)分布合理、規(guī)則。因此,在不同頻率下結(jié)構(gòu)內(nèi)部電壓分布相同,形成寬頻率范圍試驗(yàn)的條件。信息來(lái)源:
    油紙絕緣電纜一直采用頻率等于零的直流電壓進(jìn)行耐壓試驗(yàn),其實(shí)際效果很好,數(shù)十年來(lái)未受到置疑。
(3)第3類(lèi)為接近工頻頻率,35-75Hz
    國(guó)外曾對(duì)正常XLPE(交聯(lián)聚乙烯)絕緣電纜樣品,在不同頻率下進(jìn)行擊穿試驗(yàn)。結(jié)果表明在頻率為35-75Hz時(shí)擊穿電壓均落在可置信度95%之內(nèi)。因此有觀點(diǎn)贊成試驗(yàn)電壓頻率選在35-75Hz,也較為靠近運(yùn)行電壓頻率50Hz。值得注意的是,上述測(cè)試結(jié)果是對(duì)正常絕緣做的擊穿試驗(yàn)。而交接和預(yù)防性試驗(yàn)所采用的試驗(yàn)電壓值是偏低的,它只能擊穿有缺陷的絕緣弱點(diǎn)(機(jī)械損傷、水樹(shù)枝、終端頭或接頭盒應(yīng)力鐵錐施工或用料錯(cuò)誤,等等),*不足以擊穿電纜本體的正常絕緣。可見(jiàn)兩種試驗(yàn)的目的和工作機(jī)理均不相同。似乎沒(méi)有必要將正常絕緣35-75Hz的擊穿特性“延伸”應(yīng)用到檢測(cè)絕緣缺陷方面。
 3、標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題
    由于設(shè)備容量和體積等問(wèn)題,目前國(guó)家尚無(wú)高壓電力電纜敷設(shè)后在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。但對(duì)直流耐壓試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn),由于前面所述原因人們也產(chǎn)生了一些疑問(wèn)。CIGRI大電網(wǎng)工作會(huì)議21工作組的《高壓擠包絕緣電纜竣工驗(yàn)收試驗(yàn)建議導(dǎo)則》中對(duì)目前采用的直流耐壓試驗(yàn)方法提出疑議,并使用工頻及近似工頻(30-300Hz)的交流試驗(yàn)方法。IEC 60840標(biāo)準(zhǔn)中在45-150kV敷設(shè)后電纜試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中除原直流試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)外,增加了1.7U0 5分鐘或1U0 24小時(shí)的交流試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。而在220kV等級(jí)中IEC 62067/CD草案中則取消了電纜敷設(shè)后試驗(yàn)中直流試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn),只有交流試驗(yàn)的要求,即 20-300Hz 1.4U0 60分鐘。為了更有效的對(duì)施工后的交聯(lián)電纜進(jìn)行交接試驗(yàn),華北電力集團(tuán)公司在《電力設(shè)備交接和預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》修訂內(nèi)容中在電纜主絕緣耐壓試驗(yàn)一項(xiàng)中增加了電纜的交流耐壓試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。之后,國(guó)內(nèi)很多地方也相應(yīng)的出臺(tái)了地方性試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),其試驗(yàn)頻率大多都在30-300Hz,中低壓電纜試驗(yàn)電壓為1.6-2.0倍的相電壓,高壓電纜試驗(yàn)電壓一般都在1.4-1.7倍的相電壓,具體根據(jù)各個(gè)地方略有不同,浙江中低壓電纜試驗(yàn)頻率為45-65 Hz,高壓電纜試驗(yàn)頻率為35-75 Hz。信息來(lái)源:
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