電纜主絕緣直流耐壓試驗方法

1、Word文檔 電纜主絕緣直流耐壓試驗方法 1、試驗接線及儀器設(shè)備的選擇 依據(jù)規(guī)程，500kV溝通電纜的直流耐壓試驗電壓為775kV，產(chǎn)生直流高電壓的方法通常是將工頻高電壓經(jīng)整流而變換成直流高電壓的方法，而利用倍壓整流原理制成的直流高壓串級裝置能產(chǎn)生出更高的直流試驗電壓。如圖1-1所示。 圖1-1 直流耐壓試驗原理接線圖 1.1 溝通高壓電源 這部分包括升壓變壓器T2、調(diào)壓變壓器T1和掌握愛護裝置等。 T1-調(diào)壓變壓器，輸出電壓0400V，容量為20kVA。 T2-升壓變壓器，采納武漢研創(chuàng)高科生產(chǎn)的YDJ系列試驗變壓器，輸入電壓380V，輸出電壓300kV(詳細電壓的凹凸依據(jù)所選擇的串級直流高壓

2、發(fā)生器的級數(shù)來定)，變壓器容量要大于10kVA。 1.2 串級直流倍壓整流 以選擇1000kV多級直流高壓發(fā)生器，考慮到試品為大電容設(shè)備，在設(shè)備選擇時主要考慮設(shè)備的容量，對電壓脈動系數(shù)可以不做特殊要求，要求輸出電流大于10mA。 1.3 愛護電阻R 直流耐壓試驗在加壓的瞬間會產(chǎn)生較大的充電電流。電流絕緣擊穿的瞬間，回路內(nèi)會有很大的擊穿電流流過，試驗結(jié)束后放電時電纜上大量剩余電會在很短時間里流入大地。這些電流假如不加限制就會損壞試驗變壓器、硅堆、微安表等，陡度很大的電流諧波也會導(dǎo)致電纜絕緣的損壞，因此試驗回路中必需串聯(lián)限流電阻將電流限制在允許的范圍內(nèi)。 一般采納水電阻作為愛護電阻。其選用原則是：

3、當(dāng)試品擊穿時，既能將短路電流限制在硅堆的允許電流之內(nèi)，又能使電源掌握箱內(nèi)的過流繼電器牢靠動作，同時，電阻表面在全電壓作用下不能閃絡(luò)，而且正常工作時水電阻上的壓降不應(yīng)過大(約在試驗電壓的1%以下)。水電阻的阻值依據(jù)直流試驗電壓而定，一般取10/V。本試驗當(dāng)中水電阻阻值為R=77510=7.75M。 1.4 濾波電容C 濾波電容的作用是使試驗電壓的波形平穩(wěn)，一般取0.1F左右。如無合適的電容器，可用幾個電壓較低的電容器串聯(lián)，以提高耐壓強度。對于電纜 這樣電容量較大的試品，濾波電容可以省略。 2、試驗方法 2.1 試驗預(yù)備工作 試驗前在試驗地點四周做好防止閑人接近的措施，如設(shè)置圍欄、掛警告牌等;斷開

4、被試電纜與其他設(shè)備的一切連續(xù)，并將各芯線充分對地放電510分鐘;不接試驗設(shè)備的一端應(yīng)派人看管，監(jiān)視有無特別現(xiàn)象發(fā)生。 2.2 確定耐壓試驗電壓和時間 依據(jù)電纜的種類和電壓等級，確定試驗電壓和耐壓時間，并按試驗電壓的25%、50%、75%和100%將其分為四個等分。 2.3 試驗接線 按圖1-1進行試驗接線。由于電線的擊穿強度與所加的電壓極性有關(guān)，正極性的擊穿電壓值比負極性約高10%，所以一般都采納負極性進行直流耐壓試驗，將負極接電纜芯線。 接線對應(yīng)使高壓輸出連線盡量縮短，絕緣良好，與地面與接地體保持足夠的距離，微安表的安裝應(yīng)牢靠。接線完成后，須經(jīng)其次人復(fù)查，確認接線正確、接地牢靠、調(diào)壓器處于零

5、位、微安表已處于最大量程、各平安措施完備后，方可開頭試驗。 2.4 空載檢查 由于試驗設(shè)備本身對地有肯定的泄漏電流，假如此值過大，將會影響試驗結(jié)果，因此需測出試驗設(shè)備空載時的泄漏電流。其方法是：不接被試品，漸漸上升直流輸出電壓，使之分別達到25%、50%、75%、100%規(guī)定試驗電壓值，讀取各電壓點上的泄漏值。然后，降壓到零，斷開電源，使電纜放電。 2.5 正式試驗 接上被試電纜芯線，其余兩相電纜芯線仍舊接地。合上電源，漸漸上升電壓，并在以上電壓點上各停留1min，讀出并記錄各1min末和耐壓結(jié)束時的泄漏電流值及環(huán)境溫度、濕度和天氣狀況。 在升壓時，絕緣良好的電纜由于電纜電容充電，電流示值將猛

6、烈上升。而在電壓停留階段，電流漸漸下降，趨于穩(wěn)定。隨著電壓的逐段上升，泄漏電流大致成比例增大。 有缺陷的電纜，在試驗過程中會消失以下現(xiàn)象：升壓時泄漏電流不成比例地急劇上升;在升壓停留階段，泄漏幾乎不隨時間衰減，甚至反而增大;泄漏電流值不穩(wěn)定;泄漏電流值相間不平衡。 發(fā)覺電纜缺陷后，原則上應(yīng)查明故障緣由，找出故障點。一船實行提高試驗電壓或延長試驗時間來使電纜擊穿，然后查找故障點。 2.6 降壓放電 每相試驗結(jié)束，應(yīng)將調(diào)壓器降到零，并切斷電源，通過絕緣放電棒，將芯線先經(jīng)約80k/kV的限流電阻反復(fù)幾次對地放電直至無火花后，再直接接地放電。 在改接線時，高壓出線端應(yīng)始終接地，以防意外。再次試驗前，應(yīng)

7、留意解除出線端上的接地線。 2.7 全部試驗完畢 應(yīng)將電纜對地短接，充分放電510min才能撤去另一端的看管人員，進行恢復(fù)工作。 3、成套直流高壓試驗儀器 3.1 直流高壓發(fā)生器的特點 直流高壓發(fā)生器采納串級式中頻多倍壓電路產(chǎn)生高壓直流電，應(yīng)用脈沖寬度調(diào)制技術(shù)(PWM)，電壓調(diào)整的線性和穩(wěn)定性得到了提高。由于采納了高頻率開關(guān)脈沖寬度調(diào)制，可以選用較小的電感、電容進行濾波，使濾波回路的時間常數(shù)減小，有利于自動調(diào)整回路的品質(zhì)和輸出電壓波形的改善。多倍壓串聯(lián)式直流高壓發(fā)生器原理框圖見圖1-2。 圖1-2 多倍壓串聯(lián)式直流高壓發(fā)生器原理框圖 逆變器電路采納了IGBT大功率晶體管，中頻變壓器的輸出功率可

8、達到幾百甚至數(shù)千瓦。由于IGBT大功率晶體管的開通與關(guān)斷時間與一般大功率晶體管的少了一個數(shù)量級，而且具有自關(guān)斷特性，精簡了部分電子元件，電路更合理，因此損耗也更小。 應(yīng)用電子技術(shù)制成的成套直流高壓試驗儀器，具有體積小、重量輕、攜帶和使用便利等優(yōu)點。 4、成套直流高壓試驗裝置的操作 4.1 使用前預(yù)備 檢查設(shè)備外觀無破損，連接線無斷路和短路;將掌握箱和倍壓筒放在合適位置，接好電源線和連接電纜線，工作接地線、愛護接地線和放電棒接地線均應(yīng)單獨接到被試電纜線路的接地線上(即一點接地)，嚴禁接地線相互串聯(lián);此時電源開關(guān)應(yīng)在斷開位置，調(diào)壓電位器應(yīng)在零位，過電壓愛護整定為1.151.20倍的試驗電壓。 4.

9、2 空載驗證過電壓整定值 先將連接線被試電纜的引線懸空，接通電源開關(guān)，此時綠燈亮;按紅色按鈕，紅燈亮，表示高壓接通;順時針調(diào)整調(diào)壓器能升至所需電壓，記錄電流表讀數(shù)，檢查試驗裝置無特別后將調(diào)壓器電位器回到零位，按綠色按鈕，切斷高壓關(guān)閉電源。 4.3 直流耐壓和泄漏試驗 將直流高壓發(fā)生器的高壓引線連接到與被試電纜導(dǎo)體，接通電源進行升壓，按試驗標(biāo)準(zhǔn)進行直流耐壓試驗并讀取泄漏試驗。升壓時要親密監(jiān)視電流表的充電電流不能超過試驗裝置的最大工作電流，升壓速度一般掌握在35kV/s。加到規(guī)定試驗電壓后，按規(guī)定在第一分鐘和最終一分鐘記錄電流表讀數(shù)。測量完畢后，調(diào)壓電位器逆時針回到零位，按下綠色按鈕。需再次升壓時

10、按紅色按鈕。 圖1-3 直流耐壓試驗的接線圖 4.4 愛護動作后的操作 在試驗過程中發(fā)覺紅燈滅，綠燈亮，直流高壓下降，即為有關(guān)愛護動作。此時應(yīng)關(guān)閉電源開關(guān)，將調(diào)整器壓電位器退回零位。待1min以后掌握箱內(nèi)低壓電容器充分放電后再次打開電源，重新進行空載試驗并檢查愛護動作的緣由。 5、直流耐壓試驗對絕緣缺陷的檢測力量 直流耐壓試驗是檢驗電纜耐壓強度、發(fā)覺紙絕緣介質(zhì)受潮、機械損傷等局部缺陷的有效手段。與溝通耐壓試驗比較，直流耐壓試驗的優(yōu)點是： 5.1 試驗設(shè)備輕小 對長的電纜 線路進行耐壓試驗時，不需要電源供應(yīng)無功，所需試驗設(shè)備容量小，直流耐壓試驗設(shè)備相對溝通耐壓來說比較輕巧，可能在現(xiàn)場進行預(yù)防性試

11、驗，假如做溝通耐壓試驗，需要較大容量的試驗設(shè)備供應(yīng)所需的電容電流。 5.2 對絕緣損傷較小 在溝通耐壓試驗中，由于電壓不斷轉(zhuǎn)變方向，氣隙放電往往會促使有機絕緣材料的分解、老化變質(zhì)，降低其絕緣性能，使局部缺陷漸漸擴大。而當(dāng)直流作用電壓較高以至于在氣隙中發(fā)生局部放電后，放電產(chǎn)生的電荷所感應(yīng)的反電場將使在氣隙里的場強減弱，從而抑制了氣隙內(nèi)的局部放電過程，因此，直流高壓對被試品絕緣的損傷較小，避開了溝通高壓對電纜絕緣的永久性破壞作用。但直流耐壓試驗在肯定程度上還帶有非破壞性試驗的性質(zhì)。 5.3 可以發(fā)覺溝通耐壓試驗不易發(fā)覺的一些缺陷 由于在直流電壓作用下，絕緣中的電壓按電阻分布，絕緣完好時，電阻率較高的絕緣油承受較高的試驗電壓，電場分布較合理，不會造成新的絕緣損傷;但是當(dāng)電纜絕緣有局部缺陷時，大部分試驗電壓將加在與缺陷串聯(lián)的未損壞的絕緣