橡塑電力電纜的試驗(yàn)方法及分析判斷

1、橡塑電力電纜的試驗(yàn)方法及分析判斷摘要:本文分析了橡塑電力電纜的試驗(yàn)方法，給出了一些故障條件下的診斷策略，相信對(duì)從事相關(guān)工作的同行能有所裨益。關(guān)鍵詞:橡塑電力電纜試驗(yàn)方法判斷電力電纜主要由電纜芯、絕緣層和保護(hù)層三部分組成。根據(jù)絕緣材料的不同，電力電纜分為油紙絕緣電力電纜、橡塑絕緣電力電纜、塑料絕緣電力電纜、充油電纜等類型。橡塑絕緣電纜是指聚氯乙烯絕緣、交連聚乙烯絕緣和乙丙橡皮絕緣電力電纜。近年來，橡塑電纜特別是交聯(lián)聚乙烯電纜，因其具有優(yōu)異的性能，得到了迅速的發(fā)展，并被廣泛應(yīng)用。通過對(duì)電纜絕緣試驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)電纜受潮、老化以及是否有局部缺陷，電纜絕緣試驗(yàn)是保證電纜正常、可靠運(yùn)行的重要有效方法。1測(cè)量絕

2、緣電阻絕緣電阻的測(cè)量是檢查電纜絕緣最簡(jiǎn)單的方法。通過測(cè)量的數(shù)值可以判斷電纜絕緣是否受潮、老化。還可以判別出電纜在耐壓試驗(yàn)時(shí)所暴露缺陷。電力電纜的絕緣電阻，是指電纜芯線對(duì)外皮或電纜某芯線對(duì)其他芯線及外皮間的絕緣電阻。因此，測(cè)量時(shí)除測(cè)量相芯線外，非被測(cè)相芯線應(yīng)短路接地。運(yùn)行中的電纜要充分放電，拆除一切對(duì)外連線，并用清潔干燥的布擦凈電纜頭，逐相測(cè)量。由于電纜電容很大，操作時(shí)兆歐表的搖動(dòng)速度要均勻。測(cè)量完畢后，應(yīng)先斷開兆歐表與電纜的連接再停止搖動(dòng)，以免電容電流對(duì)兆歐表反沖充電；每次測(cè)量后都要充分放電，操作時(shí)應(yīng)戴絕緣手套，以防止電擊。為了測(cè)得準(zhǔn)確，應(yīng)在纜芯端部絕緣上或套管端部裝屏蔽環(huán)并接往兆歐表的屏蔽端

3、子。對(duì)于橡塑絕緣電纜（主要指交聯(lián)聚乙烯電纜），除測(cè)量芯線絕緣電阻外,還要測(cè)量鋼鎧對(duì)地的絕緣電阻及銅屏蔽對(duì)鋼鎧的絕緣電阻以確定外、內(nèi)護(hù)套有無損傷，判斷絕緣有無受潮的可能。2為什么橡塑電纜不宜米用直流高電壓進(jìn)行耐壓試驗(yàn)（1）橡塑電纜主要是交聯(lián)聚乙烯電纜。它的絕緣在交、直流電壓下的電場(chǎng)分布不同，交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣層是采用的屏蔽聚乙烯經(jīng)化學(xué)交聯(lián)而成，屬整體型絕緣結(jié)構(gòu)。（2）直流高電壓試驗(yàn)不僅不能有效地發(fā)現(xiàn)交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣中的水樹枝等絕緣缺陷，而且由于空間電荷的作用，還容易造成高電壓電纜在交流情況下某些不會(huì)發(fā)生問題的地方，在進(jìn)行直流高電壓試驗(yàn)后，投運(yùn)不久即發(fā)生擊穿。例如，我們?cè)?jīng)發(fā)生過某用戶電纜通過直

4、流耐壓試驗(yàn)，但運(yùn)行不久卻發(fā)生擊穿的事故。（3）在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行直流高壓試驗(yàn)時(shí)，發(fā)生閃洛或擊穿可能會(huì)對(duì)其他正常的電纜和接頭的絕緣造成危害。（4）直流高電壓試驗(yàn)有積累效應(yīng)，它將加速絕緣老化，縮短使用壽命。（5）各國(guó)現(xiàn)有的直流耐壓試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)太低，直流試驗(yàn)電壓絕大多數(shù)在4U0以下,我國(guó)國(guó)標(biāo)規(guī)定,0.626kV的橡塑電纜，交接試驗(yàn)的直流試驗(yàn)電壓為4U0,而新的中壓和高壓交聚乙烯電能耐受（6.08.0）U0直流電壓，短時(shí)交流強(qiáng)度為（4.05.0）U0;有嚴(yán)重的氣隙或缺陷的接頭的直流強(qiáng)度遠(yuǎn)大于規(guī)定的4U0（交流強(qiáng)度即小于.2.5U0）,我國(guó)規(guī)程雖將直流試驗(yàn)電壓進(jìn)行了修改，但21/35kV及以上者，其直流試驗(yàn)電壓仍在

5、在3U0以下由于上述原因，人們考慮采用50Hz交流高電壓進(jìn)行試驗(yàn)，但又遇到試驗(yàn)設(shè)備笨重的困難。目前有的單位在研究采用0.1Hz超低頻試驗(yàn)裝置進(jìn)行試驗(yàn)。3交流耐壓試驗(yàn)現(xiàn)在規(guī)程中規(guī)定，橡塑電纜優(yōu)先采用20300Hz交流耐壓試驗(yàn)。我局目前采用南京蘇特電氣有限公司生產(chǎn)的ST3598變頻高壓試驗(yàn)裝置。由隔離變壓器、變頻電源、諧振電抗器、勵(lì)磁變壓器、電容分壓器和連接導(dǎo)線組成，接入被試品后組成一個(gè)諧振系統(tǒng)進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)。串聯(lián)諧振耐壓裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)。串聯(lián)諧振裝置實(shí)際上是一個(gè)諧振式電流濾波電路，能改善電源電壓的波形畸變，獲得較佳正弦電壓波形，極其有效地防止諧振波峰值對(duì)發(fā)電機(jī)等設(shè)備產(chǎn)生誤擊穿。串聯(lián)諧振裝置在全

6、諧振狀態(tài)下，當(dāng)被試品中絕緣弱點(diǎn)被擊穿時(shí)電路立即失諧，短路電流立即下降為十分之一(1/Q),而采用并聯(lián)諧振和其他方式耐壓時(shí)，擊穿后的電流立即上升十倍以上，與串聯(lián)諧振相比擊穿后兩者的短路電流相差數(shù)百倍，所有，串聯(lián)諧振耐壓既能有效地找出絕緣弱點(diǎn)，又無過大的短路電流燒傷故障點(diǎn)鐵芯的憂患。（3）發(fā)生閃絡(luò)擊穿時(shí)，因?yàn)槭チ酥C振條件，除了短路電流立即下降外，高電壓也立即消失，電弧立即熄滅。而且恢復(fù)電壓再建立過程很長(zhǎng)，是一種能量積累的間歇振蕩過程，不會(huì)出線任何恢復(fù)過電壓。橡塑電力電纜的串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)接線圖有如下幾點(diǎn)。（1）被試相芯線接高壓端，屏蔽層及非試相芯線均接地。（2）電纜屏蔽層過電壓保護(hù)器短接，對(duì)應(yīng)端

7、電纜金屬屏蔽或金屬套臨時(shí)接地。（3）如果電纜頭與GIS直接連接，在試驗(yàn)時(shí)應(yīng)該使GIS內(nèi)部PT、避雷器斷開。（4）如果電纜頭固定在塔架上，而利用塔架作為地線組成試驗(yàn)回路時(shí),應(yīng)該檢查塔架接地可靠性。（5）遇到短電纜，可以兩根或三根并在一起做，以增大電容量、降低諧振頻率來滿足規(guī)程的要求。4試驗(yàn)結(jié)果分析交流耐壓對(duì)橡塑電纜絕緣損傷小，沒有積累效應(yīng)。從我局現(xiàn)有的多次電纜交流耐壓試驗(yàn)表明，電纜的交流耐壓試驗(yàn)成功，效果很好，通過交流耐壓試驗(yàn)的電纜一直正常運(yùn)行。例如，在園林變電站一條10kV橡塑電纜試驗(yàn)中，采用變頻串連諧振耐壓裝置試驗(yàn)，該電纜長(zhǎng)1180m截面積300mm2、每公里長(zhǎng)度電容量0.37卩采用串聯(lián)諧振裝置，電抗器L取20H,分壓電容器為1000pF計(jì)算頻率F=約為55.04Hz,在規(guī)程規(guī)定的20300Hz范圍內(nèi)。該電纜通過頻率55.04Hz、電壓21.75kV、5min的耐壓試驗(yàn)，運(yùn)行一直正常。我們多年工作試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)表明，電力電纜的絕緣薄弱環(huán)節(jié)，通常發(fā)生在電纜終端頭和中間接頭處。造成絕緣不良或擊穿的主要原因是由于終端頭制作工藝不良，制作過程中損傷芯線主絕緣，沒有嚴(yán)格按照規(guī)范制作;電纜長(zhǎng)期過負(fù)荷運(yùn)行，引起發(fā)熱;機(jī)械損傷,施工中不慎挖傷電纜；