期刊VIP學術(shù)指導 符合學術(shù)規(guī)范和道德
保障品質(zhì) 保證專業(yè),沒有后顧之憂
來源:期刊VIP網(wǎng)所屬分類:電力時間:瀏覽:次
電力電纜作為一種輸電設備,不但具有占地少、供電可靠性高、運行和維護簡便、可保密等優(yōu)點,而且有利于提高電力系統(tǒng)功率因數(shù),有利于美化城市.由于進行直流耐壓試驗的方法種類較多,接線方式各異,試驗結(jié)果差別很大。隨著交聯(lián)電纜的廣泛使用,對油浸紙絕緣電纜和交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜都采用直流耐壓試驗是否合適,如何正確判斷電纜的試驗結(jié)果,能否投入運行,這些都是我們在工作中遇到的實質(zhì)性問題,需要我們正確地判斷并得出正確的結(jié)論,為電纜的安全運行提供可靠的依據(jù)。
1 直流耐壓試驗對交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜的局限性
交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜電性能優(yōu)良、制造工藝簡單、安裝方便,被廣泛采用,已成為紙絕緣電纜的替代品。按高壓試驗的通用原則,被試品上所施加的試驗電壓場強應模擬高壓電器的運行狀況。這對檢驗交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜效果不明顯,而且還可能產(chǎn)生負作用,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
1.1 交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜在直流電壓下會積累單極性電荷,釋放由直流耐壓試驗引起的單極性空間電荷需要很長時間。電纜如果在直流殘余電荷未完全釋放之前投入運行,直流電壓便會疊加在工頻電壓峰值上,電纜上的電壓值將遠遠超過其額定電壓。這會導致電纜絕緣老化加速,使用壽命縮短,嚴重的會發(fā)生絕緣擊穿。
1.2 交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜的半導體凸出處和污穢點等處容易產(chǎn)生空間電荷,但如果在試驗時電纜終端接頭發(fā)生表面閃絡或電纜附件擊穿,會造成電纜芯線中產(chǎn)生波振蕩,危害其他正常的電纜和接頭的絕緣。交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜一個致命弱點是絕緣內(nèi)容易產(chǎn)生水樹枝,在直流電壓下,水樹枝會迅速轉(zhuǎn)變?yōu)殡姌渲Γ⑿纬煞烹姡铀倭私^緣水劣化,以致于在運行工頻電壓作用下形成擊穿。
1.3 直流耐壓試驗不能有效發(fā)現(xiàn)交流電壓作用下電纜的某些缺陷。如在電纜附件內(nèi),在交流電壓下,絕緣機械損傷等缺陷處最易發(fā)生擊穿,在直流電壓下則不會。直流耐壓試驗模擬高壓交聯(lián)電纜的運行狀況,其試驗效果差,并且有一定的危害性。
2 交流耐壓試驗
直流耐壓試驗模擬交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜的運行場強狀態(tài)不能達到所期望的試驗效果,可以考慮用交流耐壓試驗來檢測電纜敷設和附件的安裝質(zhì)量。
2.1 0.1Hz超低頻電壓 根據(jù)試驗容量(試驗容量公式S=wCUs2,式中的C為被試電纜電容量;Us為試驗電壓;f為工頻頻率),0.1Hz交流電壓與50Hz電壓相比,前者需要的功率相當于后者的1/500。因此,原來為大型旋轉(zhuǎn)式電機進行試驗而開發(fā)的超低頻電壓設備可為塑料絕緣電纜直流電壓試驗所用。在基礎調(diào)查研究中,首先針對各種模擬配置求出在0.1Hz和50Hz時試驗電壓(U0的2倍)等值的對絕緣施加的電壓負荷。在經(jīng)電纜現(xiàn)場試驗試用后,開始考慮在現(xiàn)行的關(guān)于中壓電纜的VDE標準中采納超低頻技術(shù)。0.1Hz的推薦試驗電平為3U0。與用50Hz的試驗相比,引發(fā)在薄弱點上的擊穿明顯變快。60min的試驗持續(xù)時間是必要的,以便在試驗中使可能存在的薄弱點發(fā)生擊穿。由此可見,超低頻試驗設備是可行有效的。
2.2 振蕩電壓脈沖 振蕩電壓脈沖源于國際大電網(wǎng)21-09/2工作組的推薦標準,該組在20世紀80年代進行可替代塑料絕緣高壓電纜設施直流電壓試驗選擇方案的調(diào)查研究。按照有無極性變換的電路變形,這種電壓波形因其隨時間的變化避免了空間電荷效應。此外,采用這種電壓波形,在現(xiàn)場可用相對比較簡單的方法產(chǎn)生很高的試驗電平。與低頻方法不同,它適用于高壓電纜設施。目前,這些試驗方法在我國還沒有普及,無論硬件還是軟件,尚處于研究階段。
3 試驗結(jié)果的分析與判斷
一般可認為通過直流耐壓試驗而未被擊穿的電纜的絕緣是合格的,該電纜可以投入系統(tǒng)運行。但并不是說,通過直流耐壓試驗的電纜質(zhì)量就是好的。具有優(yōu)良質(zhì)量的電纜線路應在合理運用及無外力損傷的情況下安全運行數(shù)十年無事故。判斷電力電纜線路絕緣優(yōu)劣的標準如下:①電纜經(jīng)直流耐壓試驗后絕緣擊穿者,不能投入系統(tǒng)運行,應立即測尋故障點并進行搶修。②泄漏電流隨試驗電壓的增高而急劇上升者,或者電纜在試驗電壓穩(wěn)定后泄漏電流急劇上升,不能投入系統(tǒng)運行,應人為提高試驗電壓將電纜擊穿,然后測尋故障點并進行搶修。③若泄漏電流值很不穩(wěn)定(排除電源電壓波動等外界因素),則可能是電纜絕緣內(nèi)部微小氣隙的局部放電引起的。這時可延長耐壓持續(xù)時間或提高試驗電壓,觀察泄漏電流的變化情況。如果在延時或提高電壓的情況下,泄漏電流惡化趨勢不大,可以投入系統(tǒng)運行,3個月后再復試。④泄漏電流不平衡系數(shù)超過規(guī)定的標準時(不平衡系數(shù)不大于2),應首先排除外界因素造成的影響,當確認是由電纜絕緣內(nèi)部缺陷引起的泄漏電流不平衡時,應采取上述第③條中的延時或提高試驗電壓的方法進行考核、判斷與處理。⑤泄漏電流隨時間延長有上升趨勢,且泄漏電流值比上次顯著增大時,可采取上述第③條中的延時或提高試驗電壓的方法進行考核、判斷與處理。⑥短電纜或其他有微弱缺陷的電纜的泄漏電流偏大而泄漏電流值穩(wěn)定、平衡時,可投入系統(tǒng)運行。但應在6個月后進行復試。⑦直流耐壓試驗中有少數(shù)閃絡現(xiàn)象,但在延時或提高試驗電壓情況下,閃絡現(xiàn)象不再出現(xiàn)者,允許投入系統(tǒng)運行,但需6個月后復試;如果仍有閃絡現(xiàn)象出現(xiàn),一般應找出故障點并予以排除。
以上各條中,需做復試并且復試結(jié)果無明顯惡化趨勢的電纜,均可投入系統(tǒng)運行,并不再列入復試范圍;如果復試結(jié)果具有明顯惡化趨勢,則應找出原因并予以修復。
4 結(jié)束語
直流耐壓試驗不能有效地發(fā)現(xiàn)高壓交聯(lián)聚乙烯主絕緣電纜的缺陷,在直流電壓下,由于溫度和電場強度的變化,交聯(lián)聚乙烯絕緣層的電阻系數(shù)會隨之發(fā)生變化,絕緣層各處電場強度分布因溫度不同而各異,在同樣厚度下的絕緣層,因為溫度升高而擊穿水平降低,由于高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣層厚,因此不宜用于直流試驗測試;交流耐壓試驗是檢驗交聯(lián)電纜絕緣質(zhì)量的有效手段。準確有效的掌握電纜各部位的運行狀況有利于提高電纜的安全運行,減少電纜在運行中的故障。
參考文獻
1陳天翔,王寅仲編著《電氣試驗》北京:中國電力出版社,2005 ISBN 978-7-5083-2939-0.
2 國家電力監(jiān)管委員會電力業(yè)務資質(zhì)管理中心編寫組編。電工進網(wǎng)作業(yè)許可考試參考教材《高壓類理論部分》2006.4 ISBN 978-7-5005-9015-6.
3 《高電壓測試與設計》GallagherTJ,PearmainAJ.顧樂觀,陳先
祿等譯.重慶大學出版社,1989.