電力電纜的試驗與狀態(tài)分析(編輯修改稿)
2025-02-14 19:17 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 法 試驗電源 檢測效果 存在的問題 絕緣電阻測量 低壓直流 可測量絕緣電阻、終端受潮 終端表面泄漏的影響 直流耐壓試驗 高壓直流 可測出施工缺陷及絕緣劣化 可能引起交聯(lián)聚乙烯絕緣損傷 直流泄漏測量 高壓直流 可測出吸潮、樹枝劣化 電暈、電源波動的影響 局部放電測量 交流工頻 可檢測內(nèi)部氣隙、外傷 要消除干擾、提高靈敏度 超低頻、三角波 專用電源設(shè)計、制造 tan?測量 交流工頻 對檢測受潮、水樹枝有效 需要大容量電源 超低頻 高壓 要消除干擾 反向吸收電流 高壓直流 對檢測水樹枝等有效 要消除局部電流或終端臟污 殘余電壓法 高壓直流 對檢測水樹枝等有效 要消除表面泄漏 上述這些方法可以從不同側(cè)面研究電纜老化情況，具有一定的效果，但對于交聯(lián)聚乙烯電纜 (XLPE)普遍認為不適合進行高壓直流試驗，所以針對交聯(lián)聚乙烯電纜發(fā)展了多種在線檢測方法。 一、直流分量法 由于交聯(lián)聚乙烯電纜中存在著樹枝化（水樹枝、電樹枝）絕緣缺陷，它們在交流正、負半周表現(xiàn)出不同的電荷注入和中和特性，導(dǎo)致在長時間交流工作電壓的反復(fù)作用下，水樹枝的前端積聚了大量的負電荷，樹枝前端所積聚的負電荷逐漸向?qū)Ψ狡?，這種現(xiàn)象稱為整流效應(yīng)。由于“整流效應(yīng)”的作用，流過電纜接地線的交流電流便含有微弱的直流成分，檢測出這種直流成分即可進行劣化診斷。用圖 109所示的測量回路可在交聯(lián)聚乙烯電纜系統(tǒng)中，檢測到電纜線芯與屏蔽層的電流中極小的直流分量。 保護裝置 低通濾波器微電流測試儀 紀錄儀被試電纜K金屬屏蔽負載配電線圖 109 直流分量在線監(jiān)測回路 電樹枝 : 主要是由于絕緣內(nèi)部放電產(chǎn)生的細微開裂，形成細小的通道，其通道內(nèi)空，管壁上有放電產(chǎn)生的碳粒痕跡。分枝少而清晰，呈冬天的樹枝狀。 水 樹枝 : 主要是由于水分浸入交聯(lián)聚乙烯絕緣，在電場作用下形成樹枝狀物 .誘發(fā)水樹枝的外施電壓比誘發(fā)電樹枝的電壓低得多 . 研究表明，水樹枝發(fā)展得愈長，直流分量也就愈大，而且 XLPE電纜的直流分量電流 Idc與其直流泄漏電流及交流擊穿電壓間往往具有較好的相關(guān)性，如圖 10圖 1011。在線檢測出 Idc增大時，常常說明水樹枝的發(fā)展、泄漏電流的增大，這樣的絕緣劣化過程會導(dǎo)致交流擊穿電壓的下降。 直流泄漏電流I(nA)直流成分I dc (nA)101100101102103104100101102103104圖 1010 泄漏電流與直流分量的相關(guān)性 直流分量法測得的電流極微弱，有時也不大穩(wěn)定，微小的干擾電流就會引起很大誤差。研究表明，這些干擾主要平自被測電纜的屏蔽層與大地之間的雜散電流，因雜散電流及真實的由水樹枝引起的電流，均經(jīng)過直流分量裝置，以致造成很大誤差?？梢钥紤]采取旁路雜散電流或在雜散電流回路中串入電容將其阻斷等方法。 10直流泄漏電流I(nA)直流成分I dc (nA)200304050607010 10 10 10 101 0 1 2 3(35kV )(17kV )(10. 35kV )圖 1011 交流擊穿電壓與直流分量的相關(guān)性 二、直流疊加法 直流疊加法的基本原理是在接地的電壓互感器的中性點處加進低壓直流電源（通常為 50V），使該直流電壓與施加在電纜絕緣上的交流電壓疊加，從而測量通過電纜絕緣層的微弱的納安級直流電流或其絕緣電阻，其測量原理如圖 1012所示。 運行中母線至電纜屏蔽層的 DC泄露 電流I(被試 電纜)接地電壓互感器 E(DC50V)圖 1012 直流疊加法測量原理圖 三、電纜絕緣 tan（ PT加壓，檢測電纜外殼接地線上的電流 ） 對電纜絕緣層 tan值的在線檢測方法，與電容型試品的在線檢測 tan方法 很相似。對多路電纜進行 tan巡回檢測時，仍常由電壓互感器處獲取電源 電壓的相位來進行比較，其原理框圖如圖 1013所示。 電流互感器 電 流互感器 電流互感器被測電纜負電荷切換裝置接地電壓 互感器測 tan 儀器CPU警報接點 RS232CLCDRAM鍵盤圖 1013 多路巡回檢測 tan測量原理 通常認為，發(fā)現(xiàn)集中性的缺陷采用直流分量法較好，因為 tan值往往反映的是普遍性的缺陷，個別的較集中的缺陷不會引起整根長電纜所測到的 tan值的顯著變化。由圖 1014可見，電纜絕緣中水樹枝的增長會引起 tan值的增大，但分散性較大。同樣，在線測出 tan值的上升可反映絕緣受潮、劣化等缺陷，交流擊穿電壓會降低，其間的關(guān)系如圖 1015的實例所示，同樣具有一定的分散性。 圖 1014 水樹枝長度與電纜 tan的關(guān)系 圖 1015 電纜 tan與長時擊穿電壓的關(guān)系 在對已運行過的 XLPE電纜進行加速老化試驗，得出水樹枝發(fā)生的個數(shù)以及最長的水樹枝長度與電纜 tan測量值的關(guān)系，如圖 1016及圖1017所示，它們的趨勢是明確的，但分散性很大。如將最長的水樹枝長度與每單位長度電纜中的樹枝數(shù)的乘積作為橫坐標，則相關(guān)性增強，說明測得的 tan值取決于整體損耗的變化。 102水樹枝樹(個)tan(%)1 10 102103101
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