電容型設(shè)備及氧化鋅避雷器帶電測試導(dǎo)則

1、電力電纜試驗(yàn)技術(shù),廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院 王紅斌,電力電纜與架空導(dǎo)線,電力電纜與架空導(dǎo)線都是用于傳輸與分配電能的線路，在電能的發(fā)、輸、配各個(gè)環(huán)節(jié)都有應(yīng)用，電力電纜與架空導(dǎo)線相比特點(diǎn)如下：,電力電纜應(yīng)用范圍,城市地下電網(wǎng)，為減少占地或環(huán)境美觀。發(fā)電廠、工廠、工礦企業(yè)等廠房設(shè)備擁擠，引出線多的地方。嚴(yán)重污染地區(qū)，用以提高供電可靠性。跨越江河、海峽的輸電線路，解決大跨度問題。國防需要，為避免暴露目標(biāo)?？傊?，電力電纜

2、已成為近代電力系統(tǒng)不可缺少的組成部分。例如，瑞士蘇黎世整個(gè)城市供電的14個(gè)170kV變電站，全部為電纜出線，沒有一條架空線路，組成了全電纜環(huán)網(wǎng)。,電力電纜的分類,電力電纜可按絕緣材料、結(jié)構(gòu)特征、敷設(shè)環(huán)境、電壓等級等進(jìn)行分類，按絕緣材料分類如下：,油浸紙絕緣,粘性浸漬紙絕緣型，如統(tǒng)包和分相屏蔽型不滴流浸漬紙絕緣型，如統(tǒng)包和分相屏蔽型油壓浸漬紙絕緣型，如自容式充油型和鋼管充油型氣壓浸漬紙絕緣型，如自容式充氣型和鋼管充氣型,聚氯乙稀絕緣

3、型聚乙烯絕緣型交聯(lián)聚乙烯絕緣型,塑料絕緣,橡膠絕緣,天然橡膠絕緣型乙丙橡膠絕緣型,,,,,,,,橡塑絕緣電力電纜的結(jié)構(gòu)— 單芯電纜,單芯電纜典型結(jié)構(gòu)由內(nèi)向外依次為：電纜線芯、線芯屏蔽、絕緣層、絕緣屏蔽、內(nèi)襯層(緩沖阻水層）、金屬護(hù)層、外護(hù)層等。 1×1600mm2 220kV電纜 1×2500mm2 220kV電纜,三芯電纜典型結(jié)構(gòu)由內(nèi)

4、向外依次為：電纜線芯（導(dǎo)體）、線芯屏蔽、絕緣層、絕緣屏蔽、內(nèi)襯層(填充層）、金屬鎧裝、外護(hù)層等。,,橡塑絕緣電力電纜的結(jié)構(gòu)— 三芯電纜,橡塑絕緣電力電纜附件包括：戶外終端、GIS終端、中間接頭，現(xiàn)在一般應(yīng)用的為預(yù)制式結(jié)構(gòu)。,橡塑絕緣電力電纜附件— 戶外終端、GIS終端、中間接頭,橡塑絕緣電力電纜試驗(yàn)項(xiàng)目,電纜主絕緣的絕緣電阻測量電纜主絕緣耐壓試驗(yàn)電纜外護(hù)套絕緣電阻測量電纜外護(hù)

5、套直流耐壓試驗(yàn)測量金屬屏蔽層電阻和導(dǎo)體電阻比檢查電纜線路兩端的相位交叉互聯(lián)系統(tǒng)試驗(yàn)電纜線路參數(shù)測量（直流電阻、正序阻抗、零序阻抗測量、 電容測量）,電力電纜的額定電壓,電力電纜的額定電壓是電纜及其附件設(shè)計(jì)和電氣性能試驗(yàn)用的基準(zhǔn)電壓，用U0/U表示。U0為電纜及其附件設(shè)計(jì)導(dǎo)體和金屬屏蔽（地）之間的額定工頻電壓有效值，單位kV。U為電纜及其附件設(shè)計(jì)的各相導(dǎo)體之間的額定工頻電壓有效值，單位kV。同樣額定電壓的電力系統(tǒng)，中性點(diǎn)接

6、地方式不同，U相同的電纜，其U0值是不相同的。所以有類似6/10kV、 8.7/10kV； 21/35kV、 26/35kV這樣相同U，不同U0電壓的電纜。,主絕緣絕緣電阻測量,試驗(yàn)?zāi)康模撼醪脚袛嘀鹘^緣是否受潮、老化，檢查耐壓試驗(yàn)后電纜主絕緣是否存在缺陷。絕緣電阻下降表示絕緣受潮或發(fā)生老化、劣化，可能導(dǎo)致電纜擊穿和燒毀。只能有效地檢測出整體受潮和貫穿性缺陷，對局部缺陷不敏感。測量方法：分別在每一相測量，非被試相及金屬屏蔽（金屬

7、護(hù)套）、鎧裝層一起接地。采用兆歐表，推薦大容量數(shù)字兆歐表（如：短路電流>3mA）。0.6/1kV電纜測量電壓1000V 0.6/1kV以上電纜測量電壓2500V 6/6kV以上電纜也可用5000V,主絕緣絕緣電阻測量,試驗(yàn)周期：交接試驗(yàn)新作終端或接頭后注意問題：兆歐表“L”端引線和“E”端引線應(yīng)具有可靠的絕緣。測量前后均應(yīng)對電纜充分放電，時(shí)間約2－3分鐘。若用手搖式兆歐表，未斷開高壓引

8、線前，不得停止搖動手柄。電纜不接試驗(yàn)設(shè)備的另一端應(yīng)派人看守，不準(zhǔn)人靠近與接觸。如果電纜接頭表面泄漏電流較大，可采用屏蔽措施，屏蔽線接于兆歐表“G”端。,影響主絕緣絕緣電阻值的因素,首先決定于絕緣的尺寸和材料，不同型號的電纜，絕緣材料與結(jié)構(gòu)差異較大。受電纜頭污穢狀況、大氣濕度等因素的影響很大，不同的絕緣材料在相同的受潮條件下，電氣擊穿強(qiáng)度的降低也不大相同。GB50150-2006交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)對電纜主絕緣的絕緣電阻值未作具體規(guī)定。

9、Q/CSG 1 0007-2004預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程要求大于1000M?。比較全面的判斷參考值參見下表。測量數(shù)值應(yīng)換算到每km值，便于比較。,主絕緣絕緣電阻值要求,電纜主絕緣絕緣電阻值參考標(biāo)準(zhǔn),注：表中所列數(shù)值均為換算到長度為1km時(shí)的絕緣電阻值。 換算公式R換算＝ R測量/L，L為被測電纜長度。 當(dāng)電纜長度不足1km時(shí)，不需換算。,外護(hù)套絕緣電阻測量,試驗(yàn)?zāi)康模簷z測電纜在敷設(shè)后或運(yùn)行中外護(hù)套是否損傷或受潮。外護(hù)套破損

10、的原因有：敷設(shè)過程中受拉力過大或彎曲過度；敷設(shè)或運(yùn)行中由于施工和交通運(yùn)輸?shù)戎苯油饬ψ饔?；終端/中間接頭受內(nèi)部應(yīng)力、自然拉力、電動力作用；白蟻吞噬、化學(xué)物質(zhì)腐蝕等。測量方法：三芯電纜三相共用外護(hù)套，只進(jìn)行一次測量；單芯電纜分別在每一相測量，非被試相及金屬線芯（導(dǎo)體）接地。采用500V兆歐表，推薦大容量數(shù)字兆歐表（如：短路電流>3mA）。GB50150-2006、Q/CSG 1 0007-2004要求外護(hù)套絕緣電阻值不低于0.

11、5M?/km。,外護(hù)套絕緣電阻測量,試驗(yàn)周期：交接試驗(yàn)3年（對外護(hù)套有引出線者進(jìn)行）注意問題：兆歐表“L”端引線和“E”端引線應(yīng)具有可靠的絕緣。測量前后均應(yīng)對電纜金屬護(hù)層充分放電，時(shí)間約2－3分鐘。若用手搖式兆歐表，未斷開高壓引線前，不得停止搖動手柄。電纜不接試驗(yàn)設(shè)備的另一端應(yīng)派人看守，不準(zhǔn)人靠近與接觸。,金屬護(hù)套接地方式,單芯電纜組成的三相輸電系統(tǒng)中，金屬護(hù)層接地方式： a、兩端接地 b、單端接地

12、 c、交叉互聯(lián)接地,a、兩端接地,b、單端接地,c、交叉互聯(lián)接地,外護(hù)套直流耐壓試驗(yàn),試驗(yàn)?zāi)康模簷z測電纜在敷設(shè)后或運(yùn)行中外護(hù)套是否損傷或受潮。試驗(yàn)電壓：交接試驗(yàn)－－直流10kV，持續(xù)時(shí)間1min預(yù)防性試驗(yàn)－－直流5kV，持續(xù)時(shí)間1min試驗(yàn)周期：交接試驗(yàn)3年試驗(yàn)判據(jù)：不發(fā)生擊穿。,外護(hù)套直流耐壓試驗(yàn),檢測部位：非金屬護(hù)套與接頭外護(hù)層（對外護(hù)層厚度2mm以上，表面涂有導(dǎo)電層者，基本上即對110kV及以上電壓

13、等級電纜進(jìn)行）。對于交叉互聯(lián)系統(tǒng)，直流耐壓試驗(yàn)在交叉互聯(lián)系統(tǒng)的每一段上進(jìn)行，試驗(yàn)時(shí)將電纜金屬護(hù)層的交叉互聯(lián)連接斷開，被試段金屬護(hù)層接直流試驗(yàn)電壓，互聯(lián)箱中另一側(cè)的非被試段電纜金屬護(hù)層接地，絕緣接頭外護(hù)套、互聯(lián)箱段間絕緣夾板、引線同軸電纜連同電纜外護(hù)層一起試驗(yàn)。,交叉互聯(lián)接地方式A相第一段外護(hù)層直流耐壓試驗(yàn)原理接線圖,外護(hù)套直流耐壓試驗(yàn)典型缺陷,外護(hù)套直流耐壓試驗(yàn)典型缺陷,缺陷分析：序號①缺陷屬典型施工問題，故障點(diǎn)定位后，施工方即說明

14、該處電纜曾經(jīng)被鐵鍬扎傷過，經(jīng)處理后試驗(yàn)即通過，這一缺陷暴露了施工管理存在的問題。序號②同類絕緣接頭安裝錯(cuò)誤在兩回電纜中發(fā)現(xiàn)了4處，反映出附件安裝人員水平較低，外護(hù)套試驗(yàn)檢測出缺陷避免了類似序號⑤運(yùn)行故障的發(fā)生。序號③缺陷原因也在于施工管理不嚴(yán)格，序號④缺陷原因在于附件安裝質(zhì)量差。序號⑤為某單位一起110kV電纜故障實(shí)例，同時(shí)暴露出附件安裝與交接試驗(yàn)兩方面都存在問題。,外護(hù)套直流耐壓試驗(yàn)典型缺陷,缺陷分析：首先，廠家工藝要求不合理

15、，電纜預(yù)制件的銅編織帶外層只要求一層半搭絕緣帶，而且預(yù)制件在銅殼內(nèi)嚴(yán)重偏心，導(dǎo)致絕緣裕度不夠。 其次，在電纜外護(hù)層直流10kV/1min耐壓試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)電壓把僅有的一層絕緣帶擊穿，但試驗(yàn)時(shí)互聯(lián)箱中另一側(cè)非被試段金屬護(hù)層未接地，導(dǎo)致缺陷未及時(shí)被發(fā)現(xiàn)。帶電運(yùn)行后，絕緣接頭內(nèi)部導(dǎo)通，造成電纜護(hù)套交叉互聯(lián)系統(tǒng)失效，護(hù)套產(chǎn)生約幾十安培感應(yīng)電流。感應(yīng)電流流過接頭的銅編織與銅殼接觸處，產(chǎn)生的熱量將中間接頭預(yù)制件燒融，燒融區(qū)域破壞了橡膠預(yù)制件的應(yīng)力

16、錐的絕緣性能，場強(qiáng)嚴(yán)重畸變，接頭被瞬間擊穿，導(dǎo)體對銅殼放電，導(dǎo)致線路跳閘。,外護(hù)套直流耐壓試驗(yàn)典型缺陷,中間接頭故障后圖片,同類型中間接頭解體圖片,序號⑤：一起110kV電纜故障實(shí)例照片,交叉互聯(lián)系統(tǒng)試驗(yàn),交叉互聯(lián)系統(tǒng)示意圖：,,金屬護(hù)層電流：,IA=IA1+ IB2 + IC3=0IB=IB1+ IC2 + IA3=0IC=IC1+ IA2 + IB3=0,IA1+ IB1 + IC1=0IA2+ IB2 + IC2=0IA3

17、+ IB3 + IC3=0,IA1= IB1 = IC1IA2= IB2 = IC2IA3=IB3 = IC3,,交叉互聯(lián)系統(tǒng)試驗(yàn),交叉互聯(lián)效果及構(gòu)成：相比不交叉互聯(lián)，金屬護(hù)層流過的電流大大降低。非接地端金屬護(hù)層上最高感應(yīng)電壓為最長長度那一段電纜金屬護(hù)層上感應(yīng)的電壓。交叉互聯(lián)必須斷開金屬護(hù)層，斷口間與對地均需絕緣良好，一般采用互聯(lián)箱進(jìn)行電纜金屬護(hù)層的交叉互聯(lián)。接地端金屬護(hù)層通過同軸電纜引入直接接地箱接地；非接地端金屬護(hù)層通過

18、同軸電纜引入交叉互聯(lián)接地箱，箱內(nèi)裝有護(hù)層過電壓保護(hù)器限制可能出現(xiàn)的過電壓。,,交叉互聯(lián)系統(tǒng)試驗(yàn),交叉互聯(lián)箱－－保護(hù)接地箱：,,交叉互聯(lián)系統(tǒng)試驗(yàn),交叉互聯(lián)箱－－直接接地箱：,,交叉互聯(lián)系統(tǒng)試驗(yàn),交叉互聯(lián)箱－－交叉互聯(lián)箱：,,交叉互聯(lián)系統(tǒng)試驗(yàn),電纜外護(hù)套、絕緣接頭外護(hù)套與絕緣夾板的直流耐壓試驗(yàn)試驗(yàn)時(shí)必須將護(hù)層過電壓保護(hù)器斷開，在互聯(lián)箱中將另一側(cè)的三段電纜金屬套都接地，使絕緣接頭的絕緣環(huán)也能結(jié)合在一起進(jìn)行試驗(yàn)。 非線性電阻型護(hù)層過電壓保

19、護(hù)器試驗(yàn)以下兩項(xiàng)均為交接試驗(yàn)項(xiàng)目，預(yù)防性試驗(yàn)選做其中一個(gè)。伏安特性或參考電壓，應(yīng)符合制造廠的規(guī)定。非線性電阻片及其引線的對地絕緣電阻，用1000V兆歐表測量引線與外殼之間的絕緣電阻，其值不應(yīng)小于10MΩ。 互聯(lián)箱閘刀(或連接片)接觸電阻和連接位置的檢查 連接位置應(yīng)正確無誤。在正常工作位置進(jìn)行測量，接觸電阻不應(yīng)大于20μΩ。,,交叉互聯(lián)系統(tǒng)試驗(yàn),交叉互聯(lián)性能檢驗(yàn) 交接試驗(yàn)推薦采用的方式，應(yīng)作為特殊試驗(yàn)項(xiàng)目。 使所有互聯(lián)箱

20、連接片處于正常工作位置，在每相電纜導(dǎo)體中通以大約100A的三相平衡試驗(yàn)電流。在保持試驗(yàn)電流不變的情況下，測量最靠近交叉互聯(lián)箱處的金屬套電流和對地電壓。測量完后將試驗(yàn)電流降至零，切斷電源。然后將最靠近的交叉互聯(lián)箱內(nèi)的連接片重新連接成模擬錯(cuò)誤連接的情況，再次將試驗(yàn)電流升至100A，并再測量該交叉互聯(lián)箱處的金屬套電流和對地電壓。測量完后將試驗(yàn)電量降至零，切斷電源，將該交叉互聯(lián)箱中的連接片復(fù)原至正確的連接位置。最后再將試驗(yàn)電流升至100A，測量

21、電纜線路上所有其它交叉互聯(lián)箱處的金屬套電流和對地電壓。,,交叉互聯(lián)系統(tǒng)試驗(yàn),交叉互聯(lián)性能檢驗(yàn) 試驗(yàn)結(jié)果符合下述要求則認(rèn)為交叉互聯(lián)系統(tǒng)的性能是滿意的：1） 在連接片作錯(cuò)誤連接時(shí)，試驗(yàn)?zāi)鼙砻鞔嬖诋惡鯇こ４蟮慕饘偬纂娏鳎?） 在連接片正確連接時(shí)，將測得的任何一個(gè)金屬套電流乘以一個(gè)系數(shù)（它等于電纜的額定電流除以上述的試驗(yàn)電流）后所得的電流值不會使電纜額定電流的降低量超過3%；3） 將測得的金屬套對地電壓乘以上述2)項(xiàng)中的系數(shù)后不超過電纜

22、在負(fù)載額定電流時(shí)規(guī)定的感應(yīng)電壓的最大值。,,測量金屬屏蔽層電阻和導(dǎo)體電阻比,試驗(yàn)?zāi)康模簻y量金屬屏蔽層電阻和導(dǎo)體電阻可以監(jiān)視其受腐蝕變化情況，測量電阻比可以消除溫度對直流電阻測量的影響。試驗(yàn)周期：交接試驗(yàn)試驗(yàn)方法：用雙臂電橋測量在相同溫度下的金屬屏蔽層和導(dǎo)體的直流電阻。試驗(yàn)判據(jù)：與投運(yùn)前的測量數(shù)據(jù)相比較不應(yīng)有較大的變化。當(dāng)前者與后者之比與投運(yùn)前相比增加時(shí)，表明屏蔽層的直流電阻增大，銅屏蔽層有可能被腐蝕；當(dāng)該比值與投運(yùn)前相比減

23、少時(shí)，表明附件中的導(dǎo)體連接點(diǎn)的接觸電阻有增大的可能。,檢查電纜線路兩端的相位,試驗(yàn)?zāi)康模盒陆ň€路投入運(yùn)行前和運(yùn)行中的線路連接方式變動后，核對其兩端的相位和相序，防止相位錯(cuò)誤造成事故。試驗(yàn)周期：交接試驗(yàn)試驗(yàn)方法：兆歐表法指示燈法,電纜線路參數(shù)測量,試驗(yàn)?zāi)康模弘娎|線路直流電阻、正序阻抗、零序阻抗測量、電容測量作為新建線路投入運(yùn)行前和運(yùn)行中的線路連接方式變動后，有關(guān)計(jì)算（如系統(tǒng)短路電流、繼電保護(hù)整定值等）的實(shí)際依據(jù)。試驗(yàn)周期：

24、交接試驗(yàn)試驗(yàn)方法：同架空線路測量。補(bǔ)充說明：因?yàn)殡娎|的正序電容和零序電容相同，故通常只用導(dǎo)體與金屬屏蔽間的電容表示。,橡塑絕緣電力電纜主絕緣耐壓試驗(yàn),GB50150-2006交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的說明： IEC標(biāo)準(zhǔn)的安裝后試驗(yàn)要求中，均提出“推薦進(jìn)行外護(hù)套試驗(yàn)和（或）進(jìn)行主絕緣交流試驗(yàn)。對僅進(jìn)行了外護(hù)套試驗(yàn)的新電纜線路，經(jīng)采購方與承包方同意，在附件安裝期間的質(zhì)量保證程序可以代替主絕緣試驗(yàn)”的觀點(diǎn)和規(guī)定，指出了附件安裝期間的質(zhì)量保證程

25、序是決定安裝質(zhì)量的實(shí)質(zhì)因素，試驗(yàn)只是輔助手段。但前提是能夠提供經(jīng)過驗(yàn)證的可信的“附件安裝期間的質(zhì)量保證程序”。目前我國安裝質(zhì)量保證程序還需要驗(yàn)證，安裝經(jīng)驗(yàn)還需要積累，一般情況下還不能省去主絕緣試驗(yàn)。但應(yīng)該按這一方向去努力。,電纜線路的電容很大，常規(guī)的工頻耐壓設(shè)備無法滿足其容量要求。傳統(tǒng)的方法是對電纜線路進(jìn)行直流耐壓。實(shí)踐證明這種方法對油紙絕緣的電纜是合適的, 但對高電壓等級的橡塑絕緣電纜是低效而且有害的。 隨著技術(shù)的發(fā)展, 大家都

26、在不斷地開發(fā)和尋求合理可行的技術(shù)手段解決這個(gè)問題, 付諸于實(shí)踐, 逐步積累經(jīng)驗(yàn), 并提供給 IEC 和 CIGRE( 國際大電網(wǎng)會議 )等權(quán)威的國際機(jī)構(gòu)，不斷地修訂和發(fā)展相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。目前己有的對電纜線路竣工試驗(yàn)的手段主要有直流耐壓、 0.1Hz 耐壓、振蕩波試驗(yàn)、工頻諧振以及變頻諧振耐壓等幾種方法。,橡塑絕緣電力電纜主絕緣耐壓試驗(yàn),直流耐壓試驗(yàn)的局限性,直流耐壓所需的設(shè)備容量很小, 因此傳統(tǒng)上電纜線路的現(xiàn)場耐壓試驗(yàn)均采用直流耐壓，直流

27、耐壓在油紙絕緣電纜上的應(yīng)用是成功的。直流電場下場強(qiáng)的分布按介質(zhì)的電阻系數(shù)成正比分布，直流試驗(yàn)時(shí)油紙電纜紙絕緣相較于油承受較高的試驗(yàn)電壓，容易檢測出紙絕緣中存在的局部空隙缺陷。交流電場下場強(qiáng)按介電常數(shù)成反比分布，橡塑絕緣是整體型的絕緣，交聯(lián)聚乙烯絕緣介電常數(shù)為2.1－2.3，且一般不受溫度變化的影響，因此交流電壓下電場分布比較穩(wěn)定。 橡塑絕緣電纜絕緣電阻系數(shù)分布不均勻，且受穩(wěn)定和場強(qiáng)的影響較大，直流電場的分布取決于絕緣本身及所含雜質(zhì)

28、的多少、分布的不均勻性以及附加的其它介質(zhì)，電場分布不同于理想圓柱體絕緣結(jié)構(gòu)。,直流耐壓試驗(yàn)的局限性,由于在絕緣層中交、直流電壓的電場分布不同，導(dǎo)致?lián)舸┎灰恢滦裕矗弘娎|的某些部位，如電纜接頭在交流情況下存在的某些缺陷，在直流耐壓時(shí)卻不會擊穿，造成交流電壓下會導(dǎo)致?lián)舸┑娜毕葜绷髂蛪合掳l(fā)現(xiàn)不了，而某些在交流電壓下不會導(dǎo)致?lián)舸┑牡胤?，在直流高壓試?yàn)時(shí)卻會擊穿。即一方面缺陷撿出率低，另一方面容易造成不應(yīng)出現(xiàn)的擊穿。電纜及附件在直流耐壓下會在

29、兩極間形成空間電荷，導(dǎo)致運(yùn)行中擊穿或滑閃。,GIGRE關(guān)于現(xiàn)場直流耐壓的研究和調(diào)查,意大利對500公里電纜、1500個(gè)附件做直流耐壓竣工試驗(yàn),有3個(gè)含有XLPE包帶模塑接頭順利通過試驗(yàn)，但投運(yùn) 3 天后發(fā)生擊穿。對 110－－132kV的XLPE電纜做 4U0 直流耐壓, 有18個(gè)接頭擊穿, 但只有11個(gè)有明顯缺陷；另外有9個(gè)接頭順利通過直流耐壓試驗(yàn)，但在投運(yùn)4天后擊穿。 瑞典對132kV XLPE 絕緣電纜進(jìn)行4U0直流耐壓試驗(yàn)，6

30、00 個(gè)模塑接頭中有12個(gè)擊穿，但未發(fā)現(xiàn)明顯缺陷。 日本的研究報(bào)告指出, 對于有明顯缺陷的132kV的XLPE模塑接頭進(jìn)行試驗(yàn)，15min直流耐壓遠(yuǎn)超過4U0，而交流耐壓則低于2.5U0。國際大電網(wǎng)會議第21研究委員會CIGRE SC21 WG21-09工作組報(bào)告和IEC SC 20A的新工作項(xiàng)目提案文件不推薦采用直流耐壓試驗(yàn)作為橡塑絕緣電力電纜的竣工試驗(yàn)。,空載運(yùn)行方法的有效性研究,用系統(tǒng)電源進(jìn)行試驗(yàn)具有一定的冒險(xiǎn)性，有可能造成系

31、統(tǒng)短路事故（國內(nèi)及我省供電局采用該方法都曾多次引起110kV系統(tǒng)短路）。有效性不夠，無奈之舉。CIGRE SC21 WG21-09工作組在其工作報(bào)告中指出：采用U0經(jīng)24小時(shí)或更長時(shí)間試驗(yàn)是否足以徹底檢出所有有害的缺陷尚有懷疑，但對于有些電力工程單位當(dāng)采用U0電壓作為竣工試驗(yàn)是唯一實(shí)際可行的試驗(yàn)手段時(shí)，才采用此試驗(yàn)方法。西北電研院曾經(jīng)開展了“交聯(lián)聚乙烯高壓電纜現(xiàn)場試驗(yàn)方法的研究”科研項(xiàng)目，采用平行比對的方法，通過對存在人為制造絕緣

32、缺陷的110KV XLPE電力電纜試品，分別施加1.7U0工頻電壓；空載24小時(shí)后帶負(fù)載；直流耐壓等平行比對試驗(yàn)，以確定其發(fā)現(xiàn)故障的有效性。,試驗(yàn)室模擬故障試驗(yàn),試品：XLPE－64／110 kV－400mm2的銅芯電纜 澳大利亞OLEX公司 1995年8月生產(chǎn)。 電纜結(jié)構(gòu)如下圖所示。,參數(shù)：電纜外徑83．44 mm；PVC外護(hù)套厚4.2 mm；鉛護(hù)厚2.76 mm；試品長度21.3 m；絕緣厚19.

33、66～2O.00 mm；銅導(dǎo)體芯徑24mm；內(nèi)、外半導(dǎo)電層分別厚1.0、1.6 mm；電纜正常運(yùn)行時(shí)纜芯允許溫度9O?C。,試驗(yàn)室模擬故障試驗(yàn),在電纜兩端制作終端頭，在距終端約0.4 m處的電纜上人為制造釘尖或孔洞缺陷，按不同標(biāo)準(zhǔn)對電纜終端施加工頻電壓，每擊穿一次，從擊穿點(diǎn)鋸斷再做終端頭和制造缺陷。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際試驗(yàn)程序進(jìn)行模擬空載24h后帶負(fù)載試驗(yàn)，首先按IEC標(biāo)準(zhǔn)對電纜終端頭施加工頻電壓U0(64 kV)持續(xù)24 h，然后在電

34、纜上套入穿心變流器并將兩終端頭壓接后升流，用鉗型電流表和點(diǎn)溫計(jì)測量流過纜心的電流及溫度，同時(shí)在兩終端頭連接處施加工頻電壓U0(64 kV)。試驗(yàn)結(jié)果：,試驗(yàn)室模擬故障試驗(yàn),試驗(yàn)室模擬故障試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)論：按照IEC的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對人為制造缺陷的110kV交聯(lián)電纜進(jìn)行了1.7U0電壓下、持續(xù)時(shí)間5min和lh及U0電壓下24h工頻耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明：1.7U0電壓下、持續(xù)時(shí)間5min交流耐壓試驗(yàn)?zāi)軌蛴行У匕l(fā)現(xiàn)電纜缺陷，U0電壓下、持續(xù)2

35、4h的方法不能有效地發(fā)現(xiàn)電纜缺陷。對有缺陷的電纜，U0電壓下持續(xù)24h通過后，帶一定負(fù)載時(shí)，有可能造成電纜缺陷處熱擊穿。因?yàn)楫?dāng)電纜線路帶一定負(fù)荷時(shí)，負(fù)荷電流使得電纜導(dǎo)體芯發(fā)熱并傳導(dǎo)給絕緣層，導(dǎo)致絕緣層耐電強(qiáng)度下降，可能在運(yùn)行電壓下?lián)舸?。直流耐壓試?yàn)不能有效發(fā)現(xiàn)電纜存在的缺陷，且對電纜有害，國內(nèi)許多地區(qū)及國際大電網(wǎng)工作組對交聯(lián)電纜不再推薦直流耐壓試驗(yàn)。,橡塑絕緣電力電纜主絕緣交流耐壓試驗(yàn)－－,串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)回路原理,,交流耐壓試驗(yàn)設(shè)

36、備－－,調(diào)感式串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置,交流耐壓試驗(yàn)設(shè)備－－,調(diào)頻式串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置,,交流耐壓試驗(yàn)設(shè)備－－,調(diào)頻式串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置,,交流耐壓試驗(yàn)設(shè)備－－,調(diào)頻式串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置,,交流耐壓試驗(yàn)設(shè)備－－,調(diào)頻式串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置,,交流耐壓試驗(yàn)參數(shù)估算實(shí)例,電纜參數(shù)如下： 電纜型號：YJLW03 規(guī)格：1×1200mm2 額定電壓：127/220kV 單位電容：0.178?

37、F/km 電纜長度：5023m/相 每相電容：0.894 ?F估算試驗(yàn)參數(shù)： 高壓電抗器電感值：L=40/3=13.33H 試驗(yàn)電壓頻率：f=46.12Hz 試驗(yàn)電壓U1 =180kV 高壓試驗(yàn)電流：I1=46.62A 估計(jì)品質(zhì)因數(shù)Q=100 激勵(lì)電壓U2 =1800V 勵(lì)磁變壓器低壓電流：I2=220A 變頻器輸入電流：I3= I2/1.7

38、32 =128A 考慮一定預(yù)度電源電流要求：I4= 1.2 I3 =150A,試驗(yàn)發(fā)生擊穿可能出現(xiàn)的現(xiàn)象,電壓異常波動：du/dt超過一定范圍，一般系統(tǒng)都據(jù)此設(shè)置設(shè)備保護(hù)。失去電壓：系統(tǒng)失諧，一般不會發(fā)生過流現(xiàn)象。可能有放電聲、放電火花：試品電纜放電發(fā)生反擊，在電抗器上產(chǎn)生過電壓。耐壓后絕緣電阻降低：大部分顯著降低，個(gè)別也可能變化不明顯。,變頻諧振方法的有效性分析,中間接頭擊穿后解剖圖片,,主絕緣交流耐壓試驗(yàn)典型缺陷,主絕

39、緣交流耐壓試驗(yàn)典型缺陷,缺陷分析：序號①中電纜安裝完后，曾經(jīng)進(jìn)行直流耐壓試驗(yàn)通過，但運(yùn)行后即發(fā)生中間接頭擊穿故障，修理后進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)再次出現(xiàn)接頭擊穿情況，經(jīng)修復(fù)重做接頭后第二次交流耐壓試驗(yàn)通過，投入運(yùn)行后正常，該實(shí)例也反映出直流耐壓試驗(yàn)有效性較差。序號②缺陷原因在于附件安裝質(zhì)量差。序號③中電纜在升壓過程中，未達(dá)到試驗(yàn)電壓就發(fā)生擊穿，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)電纜本體被外力破壞，截?cái)嚯娎|，新加做一個(gè)中間接頭后試驗(yàn)通過，反映出電纜運(yùn)行管理不規(guī)范。

40、序號④、⑤、⑥中缺陷事例為同一電纜工程施工中不同相別電纜在相鄰工井出現(xiàn)的問題，檢查發(fā)現(xiàn)擊穿接頭所在工井靠近公路，附件安裝環(huán)境惡劣，加之附件安裝工藝差，導(dǎo)致一回電纜出現(xiàn)多次中間接頭擊穿事例。,主絕緣交流耐壓試驗(yàn)典型缺陷,缺陷分析：序號⑦為運(yùn)行電纜事故后新做的中間接頭試驗(yàn)時(shí)擊穿，懷疑附件材料可能存在缺陷，重做接頭后試驗(yàn)通過，投入運(yùn)行后正常。從試驗(yàn)檢測到的缺陷情況看，交接試驗(yàn)采用工頻交流電壓或接近工頻交流電壓試驗(yàn)作為擠包絕緣電纜線路的竣

41、工試驗(yàn)是合適的。除一例原因是由于電纜本體受外力破壞發(fā)生擊穿外，其它缺陷類型均為電纜終端接頭或中間接頭擊穿，與CIGRE研究結(jié)果相符合，電纜竣工試驗(yàn)主要目的是檢出電纜與附件預(yù)制件間界面的缺陷，更多的反應(yīng)了現(xiàn)場安裝過程施工質(zhì)量造成的缺陷。另外，對于幾個(gè)試驗(yàn)缺陷事例的分析也證實(shí)現(xiàn)場附件施工質(zhì)量不高，主要有以下幾個(gè)方面的問題：施工趕工期或質(zhì)量控制措施不到位，現(xiàn)場條件比較差，溫度、濕度、灰塵都未很好得到控制；電纜接頭施工工藝水平不高，有些隊(duì)伍只

42、經(jīng)過幾天培訓(xùn)就開始施工，有些地方存在盲目施工問題；安裝時(shí)沒有嚴(yán)格按照工藝施工或工藝規(guī)定不合理，沒有考慮到可能出現(xiàn)的問題。,試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的歷史發(fā)展,1983～1989年 加拿大、德國、瑞典等國部分電力公司試驗(yàn)改做交流耐壓試驗(yàn)。1988年起德國部分電力公司試用0.1Hz超低頻交流耐壓試驗(yàn)。1994年 廣東省和華東電試院協(xié)同研究中壓電纜交流耐壓試驗(yàn)電壓標(biāo)準(zhǔn)問題。 1995年 德國制定VDE DIN 0276 Part1001（May 1

43、995）中壓橡塑電纜交接試驗(yàn)工頻交流耐壓和0.1Hz耐壓試驗(yàn)電壓標(biāo)準(zhǔn)。 1999年 廣東制定中、高壓橡塑電纜交流試驗(yàn)電壓標(biāo)準(zhǔn)暫行規(guī)定。,現(xiàn)行的有關(guān)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)－－CIGRE推薦試驗(yàn)導(dǎo)則,現(xiàn)行的有關(guān)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)－－IEC有關(guān)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),現(xiàn)行的有關(guān)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)－－擠包絕緣電力電纜國家標(biāo)準(zhǔn),現(xiàn)行的有關(guān)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)－－新電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),現(xiàn)行的有關(guān)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)－－電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程,Q/CSG 1 0007－2004中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),關(guān)

44、于標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)論,現(xiàn)行各類橡塑電纜現(xiàn)場耐壓試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)基本是以CIGRE推薦的試驗(yàn)方法和標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)。IEC62067及IEC60840最新版試驗(yàn)部分內(nèi)容已完全按照CIGRE推薦的試驗(yàn)方法和標(biāo)準(zhǔn)制訂。我國電纜國標(biāo)更新較慢，國標(biāo)的未來修訂方向應(yīng)該還是參照有關(guān)IEC標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。新頒布的電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)引用了CIGRE及IEC標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)條目，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。 Q/CSG1 0007－2004中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司企

45、業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定了大修新做終端或接頭后的試驗(yàn)要求。,高壓電纜現(xiàn)場局放測量,交流試驗(yàn)也有局限性。 采用附帶局部放電測量的交流耐壓試驗(yàn)是一種可能有效檢測電纜及附件內(nèi)部故障與發(fā)展的手段。 CIGRE SC21 WG21-09工作組指出：采用工頻交流電壓或接近工頻（30～300Hz）交流電壓試驗(yàn)作為竣工試驗(yàn)，證實(shí)比其他試驗(yàn)方法有效。采用局部放電試驗(yàn)，結(jié)合交流電壓試驗(yàn)可能更為有效，但試驗(yàn)方法尚在研究與開發(fā)中。 國內(nèi)外專

46、家學(xué)者和國際電力權(quán)威組織一致推薦局部放電試驗(yàn)是交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜絕緣狀況評價(jià)的最佳方法。,電纜現(xiàn)場局放試驗(yàn)難點(diǎn),外界強(qiáng)電磁場干擾源較多；采集的信號量微弱、幅值很小，易被背景噪聲淹沒；寬帶濾波器和高倍數(shù)放大器使得采集信號的原始波形畸變，容易誤導(dǎo)造成誤判；缺乏電纜絕緣局部放電信號識別技術(shù)；缺少XLPE電力電纜絕緣劣化的評價(jià)基礎(chǔ)和運(yùn)行狀態(tài)判據(jù)等實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的積累。,關(guān)于電纜耐壓試驗(yàn)的結(jié)論,直流耐壓試驗(yàn)不能有效發(fā)現(xiàn)橡塑絕緣電纜存在的