交聯聚乙烯電纜試驗方法
閱讀：75發布時間：2024-6-17
< >電力電纜在電力系統及城市配電網中使用廣泛， 具有占地少，供電可靠，有利于提高電力系統功率因素等優點，其絕緣狀況直接影響電力系統發、供、配電的安全運行。隨著城市規模的擴大，投入運行的高壓電力電纜（電壓為6～10kV）逐年增多。20 世紀90 年代以前均為粘性油紙絕緣電纜，近年來，隨著技術進步，粘性油紙絕緣電纜已淘汰，逐步被交聯乙烯電纜所取代。根據多年的一線工作經驗，筆者知道電力電纜終端頭是電氣設備中最容易發生擊穿或短路故障的設備之一。因此電纜投運前及運行中應當按《規程》要求對電纜進行電氣試驗，以便及時發現缺陷，及時處理，防止電力事故的發生。對于油紙絕緣的電纜，過去主要采用直流耐壓試驗，測量泄漏電流和絕緣電阻來判斷其絕緣的好壞。隨著交聯聚乙烯（XLPE）電力電纜越來越被廣泛應用， 電力電纜的試驗方法引入交流耐壓試驗，包含工頻耐壓試驗、諧振耐壓試驗、超低頻0．1Hz 耐壓試驗、振蕩電壓試驗等。直流耐壓的種類較多，接線方式各異，試驗結果差別很大，直流耐壓試驗和交流耐壓試驗是否都適合用于交聯聚乙烯（XLPE）電力電纜的電氣試驗，在實際工作中，需要我們選擇合理的試驗方法和正確判斷試驗結果，查出電纜的絕緣狀態，為電纜的安全運行提供可靠的保證。 直流耐壓試驗適用于油紙絕緣電纜 直流耐壓試驗的目的在于檢驗電纜的耐壓強度， 檢查絕緣干枯、氣泡、紙絕緣中的機械損傷和工藝包纏缺陷，實踐證明效果良好，可獲取其內部缺陷的可靠數據。因為在直流電壓狀況下絕緣物質中的電壓依照電阻系數分配， 如果絕緣物質存在問題， 電壓大多被和有問題部分串聯的沒有受到損壞的絕緣物質的電阻承受，讓問題較易被發現，較便捷找到介質缺陷。電纜紙絕緣在直流電壓狀況下的擊穿強度大概是交流電壓狀況下的兩倍， 因此能夠加上更高的直流電壓對不導電油紙絕緣進行耐壓試驗。在很多狀況下，用搖表試驗電纜的不導電性能優良，可是在直流耐壓試驗中發生絕緣被擊穿，因此直流耐壓是檢測紙絕緣中、高壓電纜缺陷的有效手段。其優點是所需試驗設備容量小、體積小，攜帶操作方便，特別適合現場試驗，在油紙絕緣電纜上的應用是成功的，國際和國家標準均有明確規定。交聯聚乙烯電纜（ＸＬＰＥ）屬于固體絕緣電纜，是經過特殊的物理、化學方法交聯而成；具有良好的電氣絕緣性能，擊穿強度高，介質損耗角正切值ｔｇδ小，絕緣電阻高。有較高的耐熱性和耐老化性能，重量輕，允許工作溫度高，載流量大，適宜高落差和垂直敷設；因此，交聯聚乙烯電纜在世界范圍內得到了廣泛的應用。１．直流耐壓試驗不適合交聯電纜的耐壓試驗的原因。由于電纜線路的電容很大，若采用工頻電壓試驗，必須有大容量的工頻交流試驗變壓器，現場試驗很難實現；所以傳統的耐壓試驗方法是采用直流耐壓試驗。因為電纜的直流絕緣電阻很大（一般在１０ＧΩ以上），所以在作直流耐壓試驗是充電電流極小，具備試驗設備容量小、重量輕、可移動性好等優點；但直流耐壓試驗方法對于ＸＬＰＥ交流電纜，無論從理論還是實踐上卻存在很多缺點。主要體現在：1.1試驗的等效性差：高壓試驗技術的一個通用原則是試品上所施加的試驗電壓場強應模擬高壓電器的運行工況。高壓試驗得出的通過或不通過的結論要代表高壓電器中的薄弱點是否對今后的運行帶來危害。這就意味著試驗中的故障機理應與電器運行中的機理應該有相同的物理過程。2.直流和交流小的電場分布不同：直流電壓下，電纜絕緣的電場分布取決于材料的體積電阻率，而交流電壓下的電場分布取決于各介質的介電常數，特別是在電纜終端頭、接頭盒等電纜附件中的直流電場強度的分布和交流電場強度的分布不同，而且直流電壓下絕緣老化的機理和交流電壓下的老化機理不相同。因此，直流耐壓試驗不能模擬ＸＬＰＥ電纜的運行工況。3.放電難以：ＸＬＰＥ電纜在直流電壓下會產生“記憶"效應，存儲積累單極性殘余電荷。一旦有了由于直流耐壓試驗引起的“記憶性"，需要很長時間才能將這種直流偏壓釋放。電纜如果在直流殘余電荷未釋放之前投入運行，直流偏壓便會疊加在工頻電壓峰值上，使得電纜上的電壓值遠遠超過其額定電壓，從而有可能導致電纜絕緣擊穿。４。會造成擊穿的連鎖反應：直流耐壓試驗時，會有電子注入到聚合物介質內部，形成空間電荷，使該處的電場強度降低，從而易于發生擊穿。ＸＬＰＥ電纜的半導體凸出處和污穢點等處容易產生空間電荷。但如果在試驗時電纜終端頭發生表面閃絡或電纜附件擊穿，會造成電纜芯線上產生波振蕩，在已積聚空間電荷的地點，由于振蕩電壓極性迅速改變為異極性，使該處電場強度顯著增大，可能損壞絕緣，造成多點擊穿。５。對水樹枝的發展影響巨大：ＸＬＰＥ電纜致命的一個弱點是絕緣內易產生水樹枝，一旦產生水樹枝，在直流電壓下會迅速轉變為電樹枝，并形成放電，加速了絕緣劣化，以致于運行后在工頻電壓作用下形成擊穿。而單純的水樹枝在交流工作電壓下還能保持相當的耐壓值，并能保持一段時間。 實踐也表明，直流耐壓試驗不能有效發現交流電壓作用下的某些缺陷，如在電纜附件內，絕緣若有機械損傷或應力錐放錯等缺陷。在交流電壓下絕緣最易發生擊穿的地點，在直流電壓下往往不能擊穿。直流電壓下絕緣擊穿處往往發生在交流工作條件下絕緣平時不發生擊穿的地點。
