預防性試驗-高壓電纜

1、. ：.；第25頁 共25頁高壓電纜的特點及運轉(zhuǎn)方式和預防性實驗的原理2.1高壓電纜的特點及運轉(zhuǎn)方式2.1.1 絕緣構(gòu)造及特點大多電纜 采用的是充油電纜，其電纜橫截面如圖2-1所示。其中，中心油管直徑30mm，主絕緣厚度為28.5mm，主絕緣外面有多層金屬護層，如鉛層、加固層、防蛀層、鎧甲層等。最外面的外被層厚度為4mm。圖2-1 OKZA型525kV電纜橫截面圖2.2高壓電纜實驗的根本方法6預防性實驗是在電力電纜投入運轉(zhuǎn)后，根據(jù)電纜的絕緣、運轉(zhuǎn)等情況按一定周期進展的實驗，其目的是為了掌握運轉(zhuǎn)中的電力電纜線路絕緣情況，及時發(fā)現(xiàn)和排除電纜線路在運轉(zhuǎn)中發(fā)生和開展的隱形缺陷，保證電纜線路平安、可靠、

2、不延續(xù)地保送電能。國內(nèi)外專家對電力電纜線路的預防性實驗主要有：絕緣電阻測試、直流耐壓實驗、走漏電流實驗、交流耐壓實驗、介質(zhì)損耗因數(shù)實驗、部分放電測試實驗、電纜的油樣實驗等。2.2.1 絕緣電阻測試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。在一定直流電壓作用下，電纜的絕緣電阻可以反映流過它傳導電流的大小。丈量電纜絕緣電阻的最根本的方法是在被試電纜兩端施加一個恒定的直流實驗電壓，該電壓產(chǎn)生一個經(jīng)過電纜試品的電流，借助儀表丈量出電纜的電流時間特性，就可以換算出電纜的絕緣電阻時間的變化特性或某一特定時間下的絕緣電阻值。工程上進展電纜絕緣電阻測試所采用的設備為兆歐表

3、，如圖一所示。兆歐表有三個端子：線路端子，接地端子，被試電纜絕緣接在和之間，測得的絕緣電阻是外表電阻和體積電阻的并聯(lián)值。圖2-2 絕緣電阻丈量接線圖2.2.2 直流耐壓實驗直流耐壓實驗的根本方法是：在電纜主絕緣上施加高于其任務電壓一定倍數(shù)的直流電壓值，并堅持一定的時間，要求被試電纜能接受這一實驗電壓而不擊穿。從而到達考核電纜在任務電壓下運轉(zhuǎn)的可靠性和發(fā)現(xiàn)絕緣內(nèi)部嚴重缺陷的目的。電纜直流耐壓實驗是普通采用串級直流倍壓整流產(chǎn)生施加在被試電纜所需的直流高壓，如圖2-3所示。在這種現(xiàn)場組合式直流實驗設備根底上開展起來的直流耐壓成套設備，采用了一系列新技術(shù)，是設備的分量和可靠性根本滿足了現(xiàn)場任務的需求。

4、圖2-3 直流耐壓實驗電路原理接線圖2.2.3 走漏電流實驗走漏電流實驗是丈量電纜在直流電壓作用下，流過被試電纜絕緣的繼續(xù)電流，從而有效的發(fā)現(xiàn)電纜線路的絕緣缺陷。通常，走漏電流實驗普通和直流耐壓實驗同時進展，如圖2-3所示，在被試電纜的高壓側(cè)安裝微安表來指示走漏電流。走漏電流實驗的原理與用兆歐表丈量絕緣電阻完全一樣，不過走漏電流實驗中所用的直流電源是有高壓整流安裝供應，用微安表指示電流。根據(jù)走漏電流的變化規(guī)律來判別絕緣的劣化程度。2.2.4 交流耐壓實驗交流耐壓實驗是用來檢驗電纜絕緣在工頻交流任務電壓下的性能的實驗。圖2-4表示交流耐壓實驗常用的原理接線。調(diào)壓器用來調(diào)理工頻實驗電壓的大小和升降

5、速度；實驗變壓器用可以用單臺變壓器亦可用串級高壓實驗變壓器；球隙用來維護被試電纜免受過電壓，用來限制被試品放電時實驗變壓器的短路電流不超越允許值和高壓繞組的電壓梯度不超越危險值，用來限制球隙放電時的電流不致灼傷銅球外表。實踐的實驗接線應根據(jù)被試電纜的要求和現(xiàn)場設備的詳細條件來確定。國家規(guī)定在電纜絕緣上施加工頻實驗電壓一分鐘，不發(fā)生絕緣閃絡、擊穿或其它異常景象，那么以為電纜絕緣是合格的。TMLfCfAVTR1R2FTO(Cx)圖2-4 交流耐壓實驗原理接線圖2.2.5 介質(zhì)損耗因數(shù)實驗當電纜絕緣受潮，電纜油臟污或老化蛻變，絕緣中有氣隙放電等景象時，在電壓作用下，流過絕緣的電流中有功電流分量增大，

6、即在絕緣中的損耗增大。但損耗的大小不僅與有功電流的大小有關(guān)，還與絕緣的體積大小有關(guān)，實驗時普通丈量絕緣介質(zhì)的。介質(zhì)損耗角正切的丈量方法很多，從原理上來分，可分為平衡丈量法和角差丈量法兩類。傳統(tǒng)的丈量方法為平衡丈量法，即高壓西林電橋法。隨著技術(shù)的開展和檢測手段的不斷完善，可以經(jīng)過直接丈量電壓和電流的角差來丈量，即角差法丈量，如圖2-5所示。這種方法免去了平衡法中需求調(diào)理平衡的繁瑣，大大的減少了實驗的任務了，使得角差丈量法運用的越來越普遍。圖2-5 角差法表示圖2.2.6 部分放電測試實驗電纜的絕緣中，各部位的電場強度往往是不相等的，當部分區(qū)域的電場強度到達電介質(zhì)的擊穿場強時，該區(qū)域就會出現(xiàn)放電，

7、但這種放電并沒有貫穿施加電壓的兩導體之間，即整個絕緣系統(tǒng)并沒有擊穿，依然堅持絕緣性能，這種景象稱為部分放電。部分放電時產(chǎn)生電、光、熱、聲等景象，利用上述景象都可以檢測部分放電，部分放電的檢測內(nèi)容如下：檢測能否存在部分放電；并丈量起始放電電壓值和熄滅電壓值；確定放電量大小，這是主要的一個檢測工程；確定放電部位，為處置提供方便。部分放電檢測分為電的和非電的兩大類。主要有一下檢測方法：脈沖電流法、介質(zhì)損耗法、DGA法、超聲波法、RIV法、光測法和射頻檢測法等。目前運用得比較廣泛和勝利的是電氣檢測法。特別是丈量絕緣內(nèi)部氣味發(fā)生部分放電時的電脈沖，它不僅可以靈敏地檢出能否存在部分放電，還可以斷定放電強弱

8、程度。2.2.7 電纜的油樣實驗充油電纜線路在正常情況下運轉(zhuǎn)時，經(jīng)過絕緣油樣實驗可以大致反映整條線路的絕緣情況。充油電纜的油樣實驗普通包括交流擊穿強度實驗、介質(zhì)損耗角正切丈量、色譜分析、含水量實驗等。在電纜油實驗中采集油樣是非常重要的一環(huán)。為了使油樣能充分代表電纜內(nèi)絕緣油的實踐質(zhì)量，在采集時應特別謹慎，防止由于采集方法不當而呵斥水分、灰塵等雜質(zhì)的污染而得出錯誤的實驗結(jié)果。取油樣應在枯燥晴天進展，要嚴防空氣進入電纜。所取的油樣應在每一油段離供油點的遠端處取，如一個油段兩端均有供油點時允許在油壓低的一端取，取出的油樣應盛放在經(jīng)過枯燥處置的有蓋的磨口廣口瓶內(nèi)。高壓電纜絕緣預防性實驗方法3.1高壓電纜

9、主絕緣交流耐壓實驗的研討83.1.1.1 電壓選擇根據(jù)電纜實驗電壓的要求，選擇具有適宜電壓的實驗變壓器，使實驗變壓器的高壓側(cè)的額定電壓大于電纜的實驗電壓，即；其次檢查實驗變壓器所需的低壓側(cè)電壓，能否能和現(xiàn)場的電源電壓、調(diào)壓器相匹配。維護控制回路維護控制回路VVPV1PV2ST2T1R1R2C1C2CxF圖3-1 交流耐壓實驗接線圖交流耐壓實驗電壓值既要能滿足發(fā)現(xiàn)被試品的絕緣缺陷，考核其絕緣的抗電強度，又要盡能夠防止在實驗過程中對絕緣呵斥較大的損傷，所以確定恰當?shù)膶嶒炿妷褐狄饬x艱苦。普通對定型的電纜，根據(jù)預防性實驗規(guī)程確定其實驗電壓值。在這里取實驗電壓，為電纜的相電壓。由此，變壓器電壓高壓側(cè)的額

10、定電壓設為。3.1.1.2 電流選擇根據(jù)電纜所需的電流選擇實驗變壓器的額定輸出電流，使其大于電纜所需的電流，即而電纜所需的電流可按下式進展估算：其中為被試品電容和附加電容。實驗變壓器的額定輸出電流取。3.1.1.3 實驗變壓器容量的選擇根據(jù)被試品的高壓側(cè)充電流和實驗變壓器的額定電壓，可以確定實驗變壓器的容量，其公式為：該當指出，選擇的實驗變壓器的容量應盡能夠大于計算結(jié)果，由于實驗線路、實驗設備，本身對地存在雜散電容，使得估算的實驗電流小于實踐值的緣故。采用50 Hz電壓進展實驗，由于電纜線路的電容較大，做工頻耐壓實驗就需求大容量的實驗變壓器、調(diào)壓器以及電源等工頻實驗設備。由上面的計算可知，變壓

11、器的電流和額定容量都比較大，現(xiàn)場往往難以辦到，即使有實驗設備，也需動用大型汽車、吊車等，費力費時。3.1.2 串聯(lián)變頻諧振參照講義3.1.3 并聯(lián)諧振參照講義3.1.4 串、并聯(lián)諧振參照講義3.1.5 超低頻交流耐壓實驗工頻交流實驗由于實驗設備容量大而不適宜現(xiàn)場實驗要求，諧振交流耐壓實驗產(chǎn)生諧振的條件難以滿足，自創(chuàng)高壓XLPE電纜的交流耐壓實驗中采用超低頻作為實驗電源的方法。超低頻交流耐壓實驗的任務頻率僅為工頻的，實際上它的容量可以比工頻交流實驗降低500倍：所以超低頻交流耐壓的實驗設備的容量遠比工頻交流耐壓的實驗設備小。使得實驗變壓器的分量可大大降低，按照100200N/kVA計算，變壓器的

12、分量達510噸，并不能很容易地挪動到現(xiàn)場進展實驗。因此這種方法主要運用于中低壓電纜的實驗，由于電壓等級偏低，還不能用于110kV及以上的高壓電纜實驗。3.1.6 交流耐壓實驗對絕緣缺陷的檢測才干交流耐壓實驗是鑒定電氣設備絕緣強度的最嚴厲、最有效和最直接的實驗方法，它對判別電氣設備能否繼續(xù)參與運轉(zhuǎn)具有決議性的意義，也是保證設備絕緣程度，防止發(fā)生絕緣事故的重要手段。對電纜進展一系列的非破壞實驗絕緣電阻、實驗、直流走漏實驗，能發(fā)現(xiàn)一部分絕緣缺陷，但是由于這些實驗的實驗電壓比較低，對電纜某些部分缺陷反映不靈敏，而這些部分缺陷在實踐運轉(zhuǎn)中能夠會逐漸開展成為影響平安運轉(zhuǎn)的嚴重隱患。如部分放電缺陷能夠會逐漸

13、開展成為整體缺陷或部分缺陷，在過電壓情況下使設備失去絕緣性能而引發(fā)事故。因此，為了更靈敏有效地查出電纜較危險的某些部分缺陷和的集中性缺陷，考驗電纜主絕緣接受各種過電壓的才干，就必需對電纜進展交流耐壓實驗。交流耐壓實驗的電壓、波形、頻率和電壓電纜的絕緣內(nèi)的分布，普通應實踐運轉(zhuǎn)情況相吻合才干有效地發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷。即電纜上所施加的實驗電壓場強必需模擬電纜的運轉(zhuǎn)工況。電纜得出的經(jīng)過或不經(jīng)過的結(jié)論要代表電纜中的薄弱點能否對今后的運轉(zhuǎn)帶來危害。這就意味著實驗中的缺點機理應與電纜運轉(zhuǎn)中的機理有一樣的物理過程。因此，交流耐壓實驗對絕緣的考驗比直流耐壓實驗更接近實踐。交流耐壓實驗是在接近運轉(zhuǎn)條件的情況下，檢驗設備

14、助絕緣程度。對設備來說，是一種破壞性實驗。在交流耐壓實驗中，由于電壓不斷改動方向，因此如氣隙發(fā)生放電后，每個半波里都要發(fā)生部分放電，這種放電往往會促使有機絕緣資料的分解、老化蛻變，降低其絕緣性能，使部分缺陷逐漸擴展。能夠會對絕緣呵斥新的損傷或者加劇絕緣原有的損傷，但這些損傷在加壓的時間內(nèi)并未擊穿顯現(xiàn)出來，由于呵斥的絕緣損傷是不可恢復，永久性的，假設電纜繼續(xù)投入運用，將會存在很大的平安隱患。因此，在進展交流耐壓之前，必需先對其他絕緣實驗如丈量絕緣電阻及吸收比，走漏電流實驗、實驗、絕緣油實驗等結(jié)果進展綜合分析，以判別該設備能否接受耐壓實驗的電壓。假設發(fā)現(xiàn)絕緣不良、受期等，應先進展必要的處置，以免在

15、耐壓的過程中呵斥不應有的絕緣擊穿。3.2 電纜 主絕緣直流耐壓實驗23.2.1 實驗接線及儀器設備的選擇根據(jù)規(guī)程，500kV交流電纜 的直流耐壓實驗電壓為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安裝能產(chǎn)生出更高的直流實驗電壓。如圖3-7所示。圖3-7 直流耐壓實驗原理接線圖3.2.1.1 交流高壓電源這部分包括升壓變壓器、調(diào)壓變壓器和控制維護安裝等。：調(diào)壓變壓器，輸出電壓，容量為。：升壓變壓器，采用HRYDJW系列實驗變壓器，輸入電壓380V，輸出電壓詳細電壓的高低根據(jù)所選擇的串級直流高壓發(fā)生器的級數(shù)來定，變壓器容量

16、要大于。3.2.1.2 串級直流倍壓整流以選擇1000kV多級直流高壓發(fā)生器，思索到試品為大電容設備，在設備選擇時主要思索設備的容量，對電壓脈動系數(shù)可以不做特別要求，要求輸出電流大于10mA。3.2.1.3 維護電阻直流耐壓實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，實驗終了后放電時電纜上大量剩余電會在很短時間里流入大地。這些電流假設不加限制就會損壞實驗變壓器、硅堆、微安表等，陡度很大的電流諧波也會導致電纜絕緣的損壞，因此實驗回路中必需串聯(lián)限流電阻將電流限制在允許的范圍內(nèi)。普通采用水電阻作為維護電阻。其選用原那么是：當試品擊穿時，既能將短路電流限制在

17、硅堆的允許電流之內(nèi)，又能使電源控制箱內(nèi)的過流繼電器可靠動作，同時，電阻外表在全電壓作用下不能閃絡，而且正常任務時水電阻上的壓降不應過大(約在實驗電壓的1以下)。水電阻的 阻值根據(jù)直流實驗電壓而定，普通取。本實驗當中水電阻阻值為。3.2.1.4 濾波電容濾波電容的作用是使實驗電壓的波形平穩(wěn)，普通取左右。如無適宜的電容器，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。3.2.2 實驗方法3.2.2.1 實驗預備任務實驗前在實驗地點周圍做好防止閑人接近的措施，如設置圍欄、掛警告牌等；斷開被試電纜與其他設備的一切延續(xù)，并將各芯線充分對地放電5-10分鐘

18、；不接實驗設備的一端應派人看守，監(jiān)視有無異常景象發(fā)生。3.2.2.2 確定耐壓實驗電壓和時間根據(jù)電纜的種類和電壓等級，確定實驗電壓和耐壓時間，并按實驗電壓的25、50、75和100將其分為四個等分。3.2.2.3 實驗接線按圖3-7進展實驗接線。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，所以普通都采用負極性進展直流耐壓實驗，將負極接電纜芯線。接線對應使高壓輸出連線盡量縮短，絕緣良好，與地面與接地體堅持足夠的間隔 ，微安表的安裝應牢靠。接線完成后，須經(jīng)第二人復查，確認接線正確、接地可靠、調(diào)壓器處于零位、微安表已處于最大量程、各平安措施完備后，方可開場實驗。3.2

19、.2.4 空載檢查由于實驗設備本身對地有一定的走漏電流，假設此值過大，將會影響實驗結(jié)果，因此需測出實驗設備空載時的走漏電流。其方法是：不接被試品，逐漸升高直流輸出電壓，使之分別到達25、50、75、100規(guī)定實驗電壓值，讀取各電壓點上的走漏值。然后，降壓到零，斷開電源，使電纜放電。3.2.2.5 正式實驗接上被試電纜芯線，其他兩相電纜芯線依然接地。合上電源，逐漸升高電壓，并在以上電壓點上各停留1min，讀出并記錄各1min末和耐壓終了時的走漏電流值及環(huán)境溫度、濕度和天氣情況。在升壓時，絕緣良好的電纜由于電纜電容充電，電流示值將猛烈上升。而在電壓停留階段，電流逐漸下降，趨于穩(wěn)定。隨著電壓的逐段升

20、高，走漏電流大致成比例增大。有缺陷的電纜，在實驗過程中會出現(xiàn)以下景象：升壓時走漏電流不成比例地急劇上升；在升壓停留階段，走漏幾乎不隨時間衰減，甚至反而增大；走漏電流值不穩(wěn)定；走漏電流值相間不平衡。發(fā)現(xiàn)電纜缺陷后，原那么上應查明缺點緣由，找出缺點點。一船采取提高實驗電壓或延伸實驗時間來使電纜擊穿，然后尋覓缺點點。3.2.2.6 降壓放電每相實驗終了，應將調(diào)壓器降到零，并切斷電源，經(jīng)過絕緣放電棒，將芯線先經(jīng)約的限流電阻反復幾次對地放電直至無火花后，再直接接地放電。在改接線時，高壓出線端應一直接地，以防不測。再次實驗前，應留意解除出線端上的接地線。3.2.2.7 全部實驗終了應將電纜對地短接，充分放

21、電5-10min才干撤去另一端的看守人員，進展恢復任務。3.2.3 成套直流高壓實驗儀器3.2.3.1 成套直流高壓實驗安裝的特點成套直流高壓實驗安裝采用串級式中頻多倍壓電路產(chǎn)生高壓直流電，運用脈沖寬度調(diào)制技術(shù)PWM，電壓調(diào)理的線性和穩(wěn)定性得到了提高。由于采用了高頻率開關(guān)脈沖寬度調(diào)制，可以選用較小的電感、電容進展濾波，使濾波回路的時間常數(shù)減小，有利于自動調(diào)理回路的質(zhì)量和輸出電壓波形的改善。多倍壓串聯(lián)式直流高壓實驗安裝原理框圖見圖3-8。圖3-8 多倍壓串聯(lián)式直流高壓實驗安裝原理框圖逆變器電路采用了IGBT大功率晶體管，中頻變壓器的輸出功率可到達幾百甚至數(shù)千瓦。由于IGBT大功率晶體管的開通與關(guān)

22、斷時間與普通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。運用電子技術(shù)制成的成套直流高壓實驗儀器，具有體積小、分量輕、攜帶和運用方便等優(yōu)點。圖3-9是直流高壓發(fā)生器。圖3-9 直流高壓發(fā)生器3.2.4 成套直流高壓實驗安裝的操作3.2.4.1 運用前預備檢查設備外觀無破損，銜接線無斷路和短路；將控制箱和倍壓筒放在適宜位置，接好電源線和銜接電纜線，任務接地線、維護接地線和放電棒接地線均應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)應在斷開位置，調(diào)壓電位器應在零位，過電壓維護整定為倍的實驗電壓。3.2.4.2 空載驗

23、證過電壓整定值先將銜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)理調(diào)壓器能升至所需電壓，記錄電流表讀數(shù)，檢查實驗安裝無異常后將調(diào)壓器電位器回到零位，按綠色按鈕，切斷高壓封鎖電源。3.2.4.3 直流耐壓和走漏實驗將實驗安裝的高壓引線銜接到與被試電纜導體，接通電源進展升壓，按實驗規(guī)范進展直流耐壓實驗并讀取走漏實驗。升壓時要親密監(jiān)視電流表的充電電流不能超越實驗安裝的最大任務電流，升壓速度普通控制在。加到規(guī)定實驗電壓后，按規(guī)定在第一分鐘和最后一分鐘記錄電流表讀數(shù)。丈量終了后，調(diào)壓電位器逆時針回到零位，按下綠色按鈕。需再次升壓時按紅色按鈕。圖3-10 直

24、流耐壓實驗的接線圖3.2.4.4 維護動作后的操作在實驗過程中發(fā)現(xiàn)紅燈滅，綠燈亮，直流高壓下降，即為有關(guān)維護動作。此時應封鎖電源開關(guān)，將調(diào)理器壓電位器退回零位。待1min以后控制箱內(nèi)低壓電容器充分放電后再次翻開電源，重新進展空載實驗并檢查維護動作的緣由。3.2.5 直流耐壓實驗對絕緣缺陷的檢測才干直流耐壓實驗是檢驗電纜耐壓強度、發(fā)現(xiàn)紙絕緣介質(zhì)受潮、機械損傷等部分缺陷的有效手段。與交流耐壓實驗比較，直流耐壓實驗的優(yōu)點是：3.2.5.1 實驗設備輕小對長的電纜 線路進展耐壓實驗時，不需求電源提供無功，所需實驗設備容量小，直流耐壓實驗設備相對交流耐壓來說比較輕便，能夠在現(xiàn)場進展預防性實驗，假設做交流

25、耐壓實驗，需求較大容量的實驗設備提供所需的電容電流。3.2.5.2 對絕緣損傷較小在交流耐壓實驗中，由于電壓不斷改動方向，氣隙放電往往會促使有機絕緣資料的分解、老化蛻變，降低其絕緣性能，使部分缺陷逐漸擴展。而當直流作用電壓較高以致于在氣隙中發(fā)生部分放電后，放電產(chǎn)生的電荷所感應的反電場將使在氣隙里的場強減弱，從而抑制了氣隙內(nèi)的部分放電過程，因此，直流高壓對被試品絕緣的損傷較小，防止了交流高壓對電纜絕緣的永久性破壞作用。但直流耐壓實驗在一定程度上還帶有非破壞性實驗的性質(zhì)。3.2.5.3 可以發(fā)現(xiàn)交流耐壓實驗不易發(fā)現(xiàn)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

26、油接受較高的實驗電壓，電場分布較合理，不會呵斥新的絕緣損傷；但是當電纜絕緣有部分缺陷時，大部分實驗電壓將加在與缺陷串聯(lián)的未損壞的絕緣上，使缺陷更易于暴露。普通說，直流耐壓實驗對檢查絕緣中的氣泡、機械損傷等部分缺陷比較有效。3.2.5.4 電纜直流耐壓實驗時，電纜導體接負極。這時假設電纜絕緣中有水分存在，將會因電浸透作用使水分子從表層移導游體，開展成為貫穿性缺陷，易于在實驗電壓下?lián)舸?，因此有利于發(fā)現(xiàn)電纜絕緣缺陷。3.2.5.5 絕緣擊穿與電壓作用時間的關(guān)系不大，普通缺陷在加壓后幾分鐘內(nèi)可以發(fā)現(xiàn)。3.3 電纜 介質(zhì)損耗因數(shù)實驗的研討3.3.1 引起電介質(zhì)損耗的緣由3.3.1.1 電導損耗電介質(zhì)總是

27、有一定電導的，在電壓作用下會產(chǎn)生走漏電流，呵斥電導損耗。這種損耗在交直流電壓下都存在，普通情況下是很小的。3.3.1.2 極化損耗電介質(zhì)中的帶電質(zhì)點(主要是偶極子)在直流電壓下，沿電場方向作一次有限位移所耗費的能量是很小的；但在交流電壓下，由于周期性的極化過程，帶電質(zhì)點沿交變電場的方向作往復有限位移和重新陳列，需求抑制質(zhì)點間的相互作用力(即分子間的摩擦力)，從而呵斥很大的能量損耗(相對于電導損耗而言)。因此，極化損耗只是在交流電壓下才明顯呈現(xiàn)，而且隨著電源頻率的添加，質(zhì)點運動變得更加頻繁，在一定的頻率范圍內(nèi)，極化損耗亦相應增大。3.3.1.3 部分放電損耗常用的固體絕緣中，往往不可防止地含有一

28、些氣隙或油隙，它們的絕緣強度遠低于固體絕緣資料本身。在強電場作用下，氣隙中首先發(fā)生部分擊穿(電暈放電)。而放電所構(gòu)成的電荷，在外施電場作用下挪動到氣隙壁上，構(gòu)成反電場，此反電場在直流電場下恰好減弱了氣隙中的電場，很能夠使得放電不再繼續(xù)下去。假設外施的是交變電壓，經(jīng)半周后，外施電場反向，正好與前半周氣隙中電荷構(gòu)成的反電場同向，從而加強了氣隙中的電場強度，使氣隙中的放電提早發(fā)生，加上在交流及沖擊電壓作用下，串聯(lián)介質(zhì)中的電場分布與介電系數(shù)成反比，并且氣體的小，固體的大，所以，交流電壓下電介質(zhì)的部分放電及損耗遠較直流電壓下劇烈。3.3.2 實驗電壓和電流問題普通說來，新的、良好的絕緣，在其額定電壓范圍

29、內(nèi)，絕緣的值是幾乎不變的 (僅在接近其額定電壓時值能夠略有添加)，且當電壓上升或下降時測得的值是接近一致的，不會出現(xiàn)回環(huán)。如絕緣中存在氣泡、分層、脫殼等，情況就不同了，當所加實驗電壓尚缺乏以使絕緣小的氣泡或氣隙游離時，其值與良好絕緣無顯著差別；當所加實驗電壓足以使絕緣中的氣泡游離或足以使絕緣產(chǎn)生電暈或部分放電等情況時，的值將隨實驗電壓的升高而迅速增大。出此可見，測定所用的電壓，最好接近于被試品的正常任務電壓。所加電壓過低，那么不易發(fā)現(xiàn)絕緣中的缺陷；而過高那么容易對絕緣呵斥不用要的損傷。電纜試品的電容電流按下式計算：電源角頻率，當時，；實驗電壓，；電纜試品電容量，。計算可得電纜試品的電容電流為。

30、實驗變壓器的額定輸出電流,取實驗變壓器容量此計算結(jié)果是在理想條件下得到的，在進展現(xiàn)場實驗時，需求更大容量的實驗變壓器、調(diào)壓器以及電源等工頻實驗設備。和交流耐壓實驗存在同樣的問題，變壓器的電流和額定容量都比較大，現(xiàn)場往往難以辦到。假設采用串聯(lián)諧振安裝產(chǎn)生實驗電壓，從交流耐壓實驗串聯(lián)電抗器電感值的選擇計算可以得出同樣的結(jié)論，除需求大容量的實驗設備外，由于電纜 的電容值很大，使得串聯(lián)在電路上的電抗器電感值很小，電抗制造及絕緣問題難以處理。 3.3.3 實驗對電纜 絕緣缺陷的檢測才干的數(shù)值大小反映了同類絕緣單位體積的介質(zhì)損耗，即反映了絕緣性能的優(yōu)劣。因此，丈量能發(fā)現(xiàn)電纜絕緣中存在的大面積分布性缺陷，對

31、絕緣中的個別部分的非貫穿性缺陷那么不易發(fā)現(xiàn)，即對絕緣的集中缺陷反映不靈敏。 3.3.3.1 對絕緣分布性缺陷反映很靈敏丈量能發(fā)現(xiàn)絕緣中存在的大面積分布性缺陷，如電纜主絕緣普遍受潮、絕緣油或絕緣紙資料老化、穿透性導電通道、絕緣分層等。對絕緣中的個別部分的非貫穿性缺陷那么不易發(fā)現(xiàn)。3.3.3.2 對絕緣的集中缺陷反映不靈敏電纜絕緣是體積大，電容量大的試品，被試絕緣的體積越大，集中性缺陷所占的體積越小，集中性缺陷處所占被試絕緣全部介質(zhì)損耗的比重就越小，總體的就添加的越少，這樣丈量來判別絕緣形狀就很不靈敏了。對此，可作如下論證。如圖3-11所示，將整體絕緣的體積和介質(zhì)損耗因數(shù)分別看作是和。帶有集中性缺

32、陷的絕緣構(gòu)造是極不均勻的，可以把它看成由兩部分介質(zhì)組合的絕緣，和表示無缺陷部分，和表示有缺陷部分。 圖3-11 電纜絕緣缺陷表示圖同理，將、看成是無缺陷部分，、看成是有缺陷部分。其整體的介質(zhì)損耗為兩部分介質(zhì)損耗之和，即或得到 當整體絕緣的體積很大，而有缺陷部分的體積很小時，那么、，即使存在嚴重的集中缺陷即較大，依然很小，使整體的添加不大，反映就不靈敏了。電纜 運轉(zhuǎn)中的絕緣缺點多為集中性缺陷開展所致，而且被試絕緣體積大，丈量效果就差了。3.4 電纜 部分放電測試實驗的研討3.4.1 部分放電的檢測方法當絕緣介質(zhì)內(nèi)部發(fā)生部分放電時，伴隨著將發(fā)生許多電的如電脈沖，介質(zhì)損耗的增大和電磁波發(fā)射和非電的如

33、光、熱、噪音、化學變化和氣體壓力的變化景象。因此檢測方法也可以分為電的和非電的兩類。3.4.1.1 非電丈量法1音響檢測法噪聲檢測法。用聲電換能器或其他傳感器經(jīng)放大，用指示儀表配以示波器顯示放電的強弱。此方法的優(yōu)點為：構(gòu)造簡單，因聲波有方向性，可定位檢測。缺陷為：靈敏度低，易受電磁振動噪聲影響；傳感器需粘貼在設備上或浸在絕緣油中；試品外部的機械振動和噪聲都會干擾丈量；直接定量有困難。2光檢測法。只需透明介質(zhì)才干用光檢測法，它可檢測暴露在外面的外表放電和電暈放電。3熱檢測法。丈量部分放電引起的溫升，這種方法既不靈敏，又不能定量。4氣壓檢測法。用精細的氣壓計丈量放電所產(chǎn)生的氣壓變化，但靈敏度低，局

34、限性大。5放電產(chǎn)物分析法。分析部分放電時所產(chǎn)生的化學生成物，如用氣相色譜儀分析變壓器油中溶解氣體組分。優(yōu)點是油樣少、分析快，可對運轉(zhuǎn)設備進展監(jiān)視，缺陷是運用局限性大。3.4.1.2 電丈量法1無線電干擾丈量法法)。無線電干擾丈量法檢測氣體中的放電有較高的靈敏度，但對時間較長(數(shù)微秒)的油中部分放電檢測靈敏度顯著下降。2高頻脈沖電流丈量法(法)。高電壓設備部分放電時產(chǎn)生的高額電流脈沖作用到檢測阻抗上產(chǎn)生電壓脈沖，然后將此電壓脈沖經(jīng)放大后送到丈量儀器中顯示出來。這是目前國內(nèi)采用較多的方法。3脈沖極性鑒別丈量法。這種檢驗方法比較突出的優(yōu)點是有相當高的抑制干擾才干。對實驗設備、電源、引線以及外來干擾均

35、無影響，可以同時對兩個以上試樣進展檢測，接上計算機后可以方便地進展脈沖計數(shù)，信號顯示。熒光屏利用延遲技術(shù)，為更好地觀看波形提供了方便。3.4.4 脈沖電流法檢測部分放電3.4.4.1 根本原理如圖3-3所示，實驗回路包括高壓電源、高壓電壓表、丈量回路、放電量校準器、終端阻抗。實驗設備一切部件的噪聲程度應足夠低，以得到所要求的靈敏度。1實驗高壓電源實驗高壓電源除了采用實驗變壓器外，還可以采用串聯(lián)諧振安裝產(chǎn)生實驗電壓。不論采用何種方式，實驗電源都應滿足電纜試樣所需的電壓和電容電流的要求。實驗高壓電壓應是頻率為4961的交流電源，實驗電壓波形為兩個半波一樣的近似正弦波，且峰值與有效值之比應為。實驗正

36、弦被不應有過高的高次諧波。由于高次諧波對放電的影響，所測出的值將產(chǎn)生差別，同時。持高次諧波過大，對丈量讀數(shù)也產(chǎn)生誤差。電源中的高次諧波分量應限制在10以下。圖3-3 脈沖電流法實驗回路表示圖 校準電容器， 耦合電容器， 電纜，檢測儀器高壓電壓表，交流電源，電感或濾波器，輸入單元終端阻抗2實驗回路實驗回路包括電纜試樣，耦合電容器和丈量回路。丈量回路由丈量阻抗丈量儀器的輸入阻抗和選定與電纜阻抗匹配的輸入單元，銜接導線和丈量儀器等組成。電感的作用是阻塞放電電流，使之不致被變壓器入口電容所旁路，同時可降低電源的噪音干擾，故它是個高壓低通濾波器，應比丈量電阻大。為耦合電容，它為電纜實驗和輸入單元之間提供

37、一個低阻抗通道，越大那么測試靈敏度越高。當兩端因部分放電而引起電壓變化時，經(jīng)耦合到丈量阻抗上，回路上即產(chǎn)生脈沖電流并在上轉(zhuǎn)化為脈沖電壓，藉丈量這個脈沖電壓來檢測部分放電。在測試部分放電的實驗電壓下，除外，、和整個回路接線均不應發(fā)生部分放電。是檢測安裝，包括適宜的放大器、示波器，用以丈量和顯示丈量電阻上的脈沖電壓，另外可根據(jù)需求添加儀器指示部分放電的存在并測出真實電荷量。檢測阻抗的作用是檢取部分放電所產(chǎn)生的高頻脈沖信號，并使其繼續(xù)時間足夠短以保證所需的脈沖分辨率。對實驗電壓的低頻信號那么應予以消除或減弱。是銜接試品與儀器的一個關(guān)鍵部位，和儀器的頻率特性及靈敏度有直接關(guān)系。3終端阻抗為了抑制電纜遠

38、端遠離檢測器的電纜終端開路情況下的脈沖反射，可在遠端銜接終端阻抗，其阻抗值應與電纜試樣的特性阻抗值匹配。4校準電容器 校準電容器直接跨接在被試電纜一端的導體和金屬屏蔽層之間，然后將預定的電荷注入電纜實驗，要求注入電荷量能在示波器上產(chǎn)生的脈沖高度至少為。普通情況下，在高壓實驗電源接通之前，應把校準電容器取下，并不允許再調(diào)整放大器的放大倍數(shù)，不然應設法將一適宜的校準信號在整個實驗中延續(xù)顯示。通常，對于大長度電纜，校準電容不應大于。3.4.4.2 脈沖電流法實驗問題分析根據(jù)GIEC 62067規(guī)定，額定電壓500電纜部分放電測試實驗電壓應逐漸升至1.75 為電纜的相電壓并堅持10s，然后漸漸降到1.

39、5，實驗結(jié)果為在1.5下無可檢測的放電。1.5即435的電壓。實驗高壓電源如何實現(xiàn)是交流耐壓實驗討論的中心問題，類似可以討論部分放電測試實驗電源能否實現(xiàn)。實驗所需最高電壓為1.75，即507.5，在不思索實驗變壓器的損耗、效率的情況下，高壓側(cè)的額定電壓至少要到達。電纜所需的電流：實驗變壓器的額定輸出電流,取實驗變壓器容量此計算結(jié)果是在理想條件下得到的，在進展現(xiàn)場實驗時，需求更大容量的實驗變壓器、調(diào)壓器以及電源等工頻實驗設備。和交流耐壓實驗存在同樣的問題，變壓器的電流和額定容量都比較大，現(xiàn)場往往難以辦到。根據(jù)GB/T 3048.122007的建議，采用串聯(lián)諧振安裝產(chǎn)生實驗電壓。從交流耐壓實驗串聯(lián)

40、電抗器電感值的選擇計算可以得出同樣的結(jié)論，由于電纜 的電容值很大，使得串聯(lián)在電路上的電抗器電感值很小，電抗制造及絕緣問題難以處理。3.5 電纜 絕緣電阻測試研討3.5.1 實驗方法的研討兆歐表法目前兆歐表輸出的最高實驗電壓為10000V，丈量上限值最高可達10000GM。實驗電壓的選擇根據(jù)是電纜試品的額定任務電壓和容量大小。低壓電氣設備選用的實驗電壓等級常高于任務電壓。電力設備的任務電壓較高，實驗電壓常低于電纜試品的任務電壓，由絕緣實驗規(guī)程和相應的規(guī)范規(guī)定。實驗規(guī)程未作特殊規(guī)定時，電氣設備的絕緣丈量引薦采用表3-1的電壓等級。表3-1 設備任務電壓與實驗電壓等級設備任務電壓 (V)選用兆歐表的

41、電壓等級 (V)10000及以上10000以下30003000以下500500以下100100以下500025001000500250兆歐表作絕緣電阻丈量時，實驗電壓與電纜試品的額定任務電壓有關(guān)，又遠低于任務電壓，實驗電壓施加于電纜試品，對電纜試品有一個充電和極化過程，電纜試品內(nèi)部介質(zhì)的極化強度與施加于電纜試品上的測試電場強度呈正比。兆歐表的測試才干(對電纜試品的充電才干、測試容量目的)不同。那么電纜試品的電容分量充電至穩(wěn)態(tài)值所需的時間不同，并影響實驗電壓在電纜試品上的建立時間。從而使電纜試品內(nèi)部的介質(zhì)極化強度也不同，電容充電電流分量對電纜試品如今絕緣電阻值的影響不可忽略，那么電纜試品視在絕緣

42、電阻值、吸收比或極化指數(shù)的讀數(shù)值也將隨之出現(xiàn)差別。再次，兆歐表丈量電纜絕緣電阻時，要求兆歐表能提供足夠的測試電流對電纜試品的電容性分量快速充電，測試電源的輸出電壓能堅持于額定電壓，受外界負荷影響小，并有較高的穩(wěn)定度。實驗電壓由零增大到額定值所需的建立時間也應該很短。同樣重要的是，絕緣實驗時，兆歐表應該準確無誤實時地顯示電纜試品絕緣電阻由零上升到某一穩(wěn)定值的動態(tài)變化全過程，尤其是電阻值變化比較猛烈的開場丈量階段。從以上兩點來說，現(xiàn)有的兆歐表很難到達這樣的要求。電纜線路長，電纜試品的電容量大，到達級，受電纜電容的影響，電纜的松弛極化過程明顯，吸收電流衰減緩慢，只需在充電和極化過程完成之后，電容充電

43、電流和吸收電流分量為零，即過渡過程終了時，這時才干丈量出僅由走漏電流分量所決議的真實絕緣電阻值。再者兆歐表內(nèi)阻很大，充電時間將很長，不適宜實時丈量。 3.5.2 絕緣電阻測試對絕緣缺陷的檢測才干電纜主絕緣的絕緣電阻測試的目的是初步判別電纜主絕緣能否受潮，老化，檢查耐壓實驗后電纜主絕緣能否存在缺陷。絕緣電阻高表示絕緣良好，絕緣電阻下降表示絕緣資料曾經(jīng)受潮或發(fā)生老化和劣化。運轉(zhuǎn)中的電纜，假設絕緣電阻下降，那么走漏電流增大，會導致絕緣資料發(fā)熱、擊穿和燒毀，發(fā)生電纜損壞和停電事故。所以說檢測電纜主絕緣的絕緣電阻是很有必要的，也是丈量電纜主絕緣能否良好的根本方法。當電纜主絕緣中存在部分受潮、全部受潮或留有擊穿痕跡時，絕緣電阻的變化取決于這些缺陷能否貫穿于兩極之間。假設貫穿于兩極之間，絕緣電阻會有靈敏的反映。假設只發(fā)生部分缺陷，電極間仍堅持著部分良好絕緣，絕緣電阻將很少降低，甚至不發(fā)生變化。因此，絕緣電阻只能有效地檢查出整體受潮和貫穿性缺陷。普通只需絕緣電阻測試合格的電纜試品，才進展走