不難發現電纜絕緣狀況的好壞與電纜的局部放電量有直接關系,一旦局部放電量超標,極有可能存在影響電纜正常運行的安全隱患,因此通過電纜局部放電量的準確測量是最直接的判斷方法。國內外專家學者以及IEEE國際大電網會議等機構建議,局部放電試驗是檢驗XLPE電纜的絕緣狀態的方式。
電力電纜局部放電檢測技術包括直流耐壓法、交流耐壓法、超低頻法和振蕩波法。由于電纜等效電容值大,在現場條件下進行局部放電檢測難度較大,常用方法包括了直流耐壓法和交流諧振耐壓法。
直流耐壓法用于測量電纜的局部放電信號,方法是通過采取高壓直流電壓來測量局放信號,施加的直流電壓會在電纜芯線與外皮之間累積空間電荷,累積的空間電荷與電纜正常運行電壓疊加后會產生遠高于額定電壓的過電壓,對電纜絕緣造成損傷,因此直流耐壓法近年來使用的越來越少,有些部門甚至禁止對電纜做直流耐壓測試。
下圖所示為串諧電路,當電容值與電感值為一特殊數字時,該電路會發生串諧現象,此時電抗器上的電壓與電容器上的電壓數值相等、相位相反,并且電壓值遠高于輸入電壓。電纜屬于電容性設備,所以能夠作為回路中的電容值,再通過調節電感L或電源的頻率,可上產生一個高電壓值U0。串聯諧振時,Q為品質因素,Q=2πf L/R0 。
工頻串諧耐壓實驗是利用調節電感值大小,與電纜電容形成串諧,可以模擬實際運行情況,是測試XLPE電纜最合適的方法,既能夠掌握絕緣泄漏大小,也能真實反應電纜的耐壓特性。變頻諧振試驗的設備具有調諧方便、重量輕、易于移動的優點,因此在XLPE電力電纜的現場運用的比較廣泛。
GB50150-2016《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》中對塑膠電纜在20Hz-300Hz交流耐壓試驗電壓和時間如表所示。
額定電壓U/U0 | 試驗電壓 | 時間(min) |
18/30kV以下 | 2U0 | 15(或60) |
21/35-64/110kV | 2U0 | 60 |
127/220kV | 1.7U0(或1.4U0) | 60 |
190/330kV | 1.7U0(或1.3U0) | 60 |
290/500kV | 1.7U0(或1.1U0) | 60 |
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