橡塑電力電纜的試驗方法及分析判斷

1、橡塑電力電纜的試驗方法及分析判斷摘要:本文分析了橡塑電力電纜的試驗方法，給出了一些故障條件下的診斷策略，相信對從事相關(guān)工作的同行能有所裨益。關(guān)鍵詞:橡塑電力電纜試驗方法判斷電力電纜主要由電纜芯、絕緣層和保護層三部分組成。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。通過對電纜絕緣試驗可以發(fā)現(xiàn)電纜受潮、老化以及是否有局部缺陷，電纜絕緣試驗是保證電纜正常、可靠運行的重要有效方法。1測量絕

2、緣電阻絕緣電阻的測量是檢查電纜絕緣最簡單的方法。通過測量的數(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時所暴露缺陷。電力電纜的絕緣電阻，是指電纜芯線對外皮或電纜某芯線對其他芯線及外皮間的絕緣電阻。因此，測量時除測量相芯線外，非被測相芯線應(yīng)短路接地。運行中的電纜要充分放電，拆除一切對外連線，并用清潔干燥的布擦凈電纜頭，逐相測量。由于電纜電容很大，操作時兆歐表的搖動速度要均勻。測量完畢后，應(yīng)先斷開兆歐表與電纜的連接再停止搖動，以免電容電流對兆歐表反沖充電；每次測量后都要充分放電，操作時應(yīng)戴絕緣手套，以防止電擊。為了測得準確，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。對于橡塑絕緣電纜（主要指交聯(lián)聚乙烯電纜），除測量芯線絕緣電阻外,還要測量鋼鎧對地的絕緣電阻及銅屏蔽對鋼鎧的絕緣電阻以確定外、內(nèi)護套有無損傷，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行耐壓試驗（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發(fā)生問題的地方，在進行直流高電壓試驗后，投運不久即發(fā)生擊穿。例如，我們曾經(jīng)發(fā)生過某用戶電纜通過直

4、流耐壓試驗，但運行不久卻發(fā)生擊穿的事故。（3）在現(xiàn)場進行直流高壓試驗時，發(fā)生閃洛或擊穿可能會對其他正常的電纜和接頭的絕緣造成危害。（4）直流高電壓試驗有積累效應(yīng)，它將加速絕緣老化，縮短使用壽命。（5）各國現(xiàn)有的直流耐壓試驗標準太低，直流試驗電壓絕大多數(shù)在4U0以下,我國國標規(guī)定,0.626kV的橡塑電纜，交接試驗的直流試驗電壓為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，短時交流強度為（4.05.0）U0;有嚴重的氣隙或缺陷的接頭的直流強度遠大于規(guī)定的4U0（交流強度即小于.2.5U0）,我國規(guī)程雖將直流試驗電壓進行了修改，但21/35kV及以上者，其直流試驗電壓仍在

5、在3U0以下由于上述原因，人們考慮采用50Hz交流高電壓進行試驗，但又遇到試驗設(shè)備笨重的困難。目前有的單位在研究采用0.1Hz超低頻試驗裝置進行試驗。3交流耐壓試驗現(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。我局目前采用南京蘇特電氣有限公司生產(chǎn)的ST3598變頻高壓試驗裝置。由隔離變壓器、變頻電源、諧振電抗器、勵磁變壓器、電容分壓器和連接導(dǎo)線組成，接入被試品后組成一個諧振系統(tǒng)進行交流耐壓試驗。串聯(lián)諧振耐壓裝置具有以下優(yōu)點。串聯(lián)諧振裝置實際上是一個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發(fā)電機等設(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)被試品中絕緣弱點被擊穿時電路立即失諧，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，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，又無過大的短路電流燒傷故障點鐵芯的憂患。（3）發(fā)生閃絡(luò)擊穿時，因為失去了諧振條件，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，是一種能量積累的間歇振蕩過程，不會出線任何恢復(fù)過電壓。橡塑電力電纜的串聯(lián)諧振耐壓試驗接線圖有如下幾點。（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器短接，對應(yīng)端

7、電纜金屬屏蔽或金屬套臨時接地。（3）如果電纜頭與GIS直接連接，在試驗時應(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回路時,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試驗結(jié)果分析交流耐壓對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表明，電纜的交流耐壓試驗成功，效果很好，通過交流耐壓試驗的電纜一直正常運行。例如，在園林變電站一條10kV橡塑電纜試驗中，采用變頻串連諧振耐壓裝置試驗，該電纜長1180m截面積300mm2、每公里長度電容量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，運行一直正常。我們多年工作試驗經(jīng)驗表明，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，沒有嚴格按照規(guī)范制作;電纜長期過負荷運行，引起發(fā)熱;機械損傷,施工中不慎挖傷電纜；