絕緣耐壓試驗(yàn)分為直流耐壓試驗(yàn)和交流耐壓試驗(yàn)兩種。過(guò)去在進(jìn)行電纜耐壓試驗(yàn)時(shí)都采用直流耐壓試驗(yàn)。在1980年左右,國(guó)外電力部門(mén)發(fā)現(xiàn)直流耐壓試驗(yàn)對(duì)橡塑絕緣是無(wú)效的且具有危害性。我國(guó)在九十年代開(kāi)始研究和實(shí)踐交流耐壓試驗(yàn)技術(shù)。經(jīng)過(guò)20多年的研究和實(shí)踐,紛紛采用交流耐壓試驗(yàn)代替直流耐壓試驗(yàn)。國(guó)內(nèi)外有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)也對(duì)于高壓電纜的試驗(yàn)方法作出了更改和修訂。1997年CIGRI國(guó)際大電網(wǎng)工作會(huì)議對(duì)采用的直流耐壓試驗(yàn)方法提出疑議,并推薦使用工頻及近似工頻(30-300HZ)的交流試驗(yàn)方法,在全世界范圍內(nèi)推廣應(yīng)用。我國(guó)的華北電力集團(tuán),廣東,江蘇,浙江,福建,安徽等電網(wǎng)已先后頒發(fā)《試驗(yàn)規(guī)程》,強(qiáng)制規(guī)定用交流耐壓試驗(yàn)代替直流耐壓試驗(yàn)。在我國(guó)電網(wǎng)相對(duì)發(fā)達(dá)的省份,交流耐壓試驗(yàn)已經(jīng)成為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。其它地區(qū)的試驗(yàn)規(guī)程也在起草和醞釀中。交流耐壓試驗(yàn)取代傳統(tǒng)直流耐壓試驗(yàn)已是大勢(shì)所趨。
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及城網(wǎng)供電電壓等級(jí)的提高,交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜(XLPE)以其合理的工藝和結(jié)構(gòu),優(yōu)良的電氣性能和安全可靠的運(yùn)行特點(diǎn),在國(guó)內(nèi)外獲得越來(lái)越廣泛的使用。尤其在高壓輸電領(lǐng)域更取得了的進(jìn)展。與充油電纜相比,交聯(lián)電纜敷設(shè)安裝方便,運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單,不存在油的淌流問(wèn)題。但是,近年來(lái)的運(yùn)行和研究表明,交聯(lián)聚乙烯電纜的絕緣在運(yùn)行中易產(chǎn)生樹(shù)枝化放電,造成絕緣老化破壞,嚴(yán)重地影響了交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜的使用壽命。因此,充分認(rèn)識(shí)交聯(lián)電纜的絕緣特性,及時(shí)有效地發(fā)現(xiàn)和預(yù)防絕緣中存在的某些缺陷,對(duì)保障設(shè)備乃至系統(tǒng)的安全運(yùn)行具有十分重要的意義。闡述了影響交聯(lián)電纜絕緣的主要因素以及電纜的交接試驗(yàn)原理,認(rèn)為在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)交聯(lián)電纜實(shí)施交流耐壓試驗(yàn)是必要和可行的。
近年來(lái)國(guó)內(nèi)外的試驗(yàn)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明:直流耐壓試驗(yàn)不能有效地發(fā)現(xiàn)交聯(lián)電纜中的絕緣缺陷,甚至造成電纜的絕緣隱患。德國(guó)Sechiswag公司在1978~1980年41個(gè)回路的10 kV電壓等級(jí)的XLPE電纜中,發(fā)生故障87次;瑞典的3 kV~24.5 kV電壓等級(jí)XLPE電纜投運(yùn)超出9 000 km,發(fā)生故障107次,國(guó)內(nèi)也曾多次發(fā)生電纜事故,相當(dāng)數(shù)量的電纜故障是由于經(jīng)常性的直流耐壓試驗(yàn)產(chǎn)生的負(fù)面效應(yīng)引起。因此,國(guó)內(nèi)外有關(guān)部門(mén)廣泛推薦采用交流耐壓取代傳統(tǒng)的直流耐壓。
國(guó)際上工業(yè)頻率主要指50Hz和60Hz兩種,故IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對(duì)高壓絕緣的工業(yè)試驗(yàn)頻率范圍為45-65Hz,在我國(guó)額定工頻為50Hz。GB/T16927.1-1997規(guī)定工頻試驗(yàn)頻率范圍為45-55Hz。
認(rèn)為工頻電力電纜的試驗(yàn)電壓也是工頻,這是趨于比較保守的觀點(diǎn)。針對(duì)此問(wèn)題應(yīng)該著重說(shuō)明交接和預(yù)防性試驗(yàn)的目的在于發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷的能力來(lái)定的。在不同的頻率下只要絕緣內(nèi)部介質(zhì)電壓分布相同,又有基本相同的檢出絕緣故障的能力,就能達(dá)到試驗(yàn)的目的。因此即使選用比工頻范圍更寬的頻率也是可以接受的。在90年代中期為了選擇適當(dāng)?shù)慕涣髂蛪涸囼?yàn)的頻率范圍,做了大量、仔細(xì)的基礎(chǔ)研究工作。得出頻率在30-300Hz范圍內(nèi),橡塑電纜內(nèi)部幾種典型絕緣缺陷的擊穿特性沒(méi)有明顯差別。分析形成這種在不同頻率下良好的擊穿特性,主要原因是優(yōu)良的同軸絕緣結(jié)構(gòu),單一的絕緣介質(zhì),材質(zhì)相對(duì)純潔、電場(chǎng)分布合理、規(guī)則。因此,在不同頻率下結(jié)構(gòu)內(nèi)部電壓分布相同,形成寬頻率范圍試驗(yàn)的條件。油紙絕緣電纜一直采用頻率等于零的直流電壓進(jìn)行耐壓試驗(yàn),其實(shí)際效果很好,數(shù)十年來(lái)未受到置疑。
部件作用
組成部件:由變頻電源、勵(lì)磁變壓器、高壓電抗器和電容分壓器組成。
1.變頻電源:將220V/380V,50HZ的電源變?yōu)轭l率可調(diào)、電壓連續(xù)可調(diào),同時(shí)集操作、保護(hù)、控制、監(jiān)測(cè)功能于一體。
2.勵(lì)磁變壓器:將變頻電源輸出的電壓升壓,同時(shí)隔離高壓和低壓。
3.高壓電抗器:與容性試品發(fā)生串聯(lián)諧振。
4.分壓器:測(cè)量調(diào)節(jié)器上的高壓電壓值和低壓。
變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置是運(yùn)用串聯(lián)諧振的原理,通過(guò)調(diào)節(jié)變頻控制器的輸出頻率,使得回路中的電抗器的電感L和試品電容C發(fā)生串聯(lián)諧振,諧振電壓即為試品上所加電壓。
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