220kV交联聚乙烯电缆现场交流耐压试验.pdf

《四川电力技术》2003年第4期
220kV交联聚乙烯电缆现场交流耐压试验
钟聪,陈洪淑
(四川电力试验研究院,四川成都610072)
摘要:现场交流耐压试验足发现屮缆运抵飒场安装后存在绝缘缺陷的有效手段。介绍了対220kV电压等交联聚
乙烯电统进行现场交流耐试验时,影响交联电缆绝缘的主要因素。述了现场进行交流耐压试验的必要性和有效
性。同时对现场交流耐压试验的设各一调频式串联谐振耐压试验装置的原理利参数特性作介绍。
关键词:交联聚乙烯电缆;调频式串联谐振耐压试验装貿;堄场交流耐压试验
中法分类号:TM757文献标识码:B文?编号:1003-6954(2003)04-0001-03
随着国民经济的发展以及城?供电也压等级
曲、拉仲等外力产生应力,另ー方前是由于也缆在运
提高,交咲滎乙烯绝缘电力电缆(XLE)以合理的行中电动力对绝缘产生的应力。
工ど和结构,优良的电气性能和安全可靠的运行特
2)气隙放也造成也树枝的发展。现代的生产工
点,在国内外获得越来越广泛的使用。尤其在高压输艺尽管可以消除交联电缆生萨线中某地宏观的气隙,
电领域史取得了巨大的进展。与充油也缆相比,交联仍有1~10m或少量的20~30m的气隙形成的
电缆救设安装方便,运行维护简单,不存在汕的淌流微观多孔结构。多孔结构中的放也形式主要以也晕
问题。但是,近年来的运行和研究表明,交联聚乙烯放也为主。通道中的放地所产生的气体压力增加,导
电缆的绝缘在运行中易产生树枝化放电,造成绝缘老致了树枝的扩展和形状的变化。
化破坏,严重地影响了交联聚乙烯绝缘电力也缆的使
3)场致发射效应导致树枝性放也。在高也场竹
用寿命。因此,充分认识交联电缆的绝缘特性,及时用下ド,电板发射的电子由于隧道效应注入绝缘介质,
イ效地发现和预防绝缘中存在的某些缺陷,对保障设电子在注入过程中获得足够的动能,使电子不断地与
备为至系统的安全运行具有十分要的意义。阐述介质撞引起介质破坏,导树枝放电。
了影响交联电缆绝缘的主要因素以及电缆的交接试
4)缺陷。缺陷主要是导体胖蔽上.的节疤和绝缘
验原理,认为在现场对交联也缆实施交流耐压试验足屏中的毛刺以及绝缘内的杂质和深穴。这些缺陷
必要和可行的。
使绝缘内的电场集中,局部场强提高。引起场致发
射,导致树枝性放电。
1景影响绝缘的主要因素
水树枝
主要是山」水分浸入交联聚乙烯绝缘,在电场作
交联也缆内部存在的绝缘缺降易产生树枝化放用下形成树枝状物。水树枝的特点是引发树枝的空
电现象,结果影响电缆的绝缘性能。树枝化放电隙含有水分,且在较低的场强下发生。水树枝的产
其形态和生成机理不同主要分为电树枝和水树枝
生,将会使介质损耗増加,绝缘也阻和山穿也压下降,
电树枝
也缆的寿命明显缩短。凵前国内外对水树枝的生长
要是由」绝缘内部放地产生的细微开裂,形成研究尚不完善。?般认为,水树枝的发展过程有以
细小的通道,共通道内空,管壁上有放电产生的碳粒儿种形式
痕迹。分枝少而清晰,?冬天的树枝状。电树枝按六
1)剩余应变使水树枝增长。当电缆在外加电压
生:的机理分为以ド几种类型:
下,若绝缘中含有水分,导体附近的绝缘材料中剩余
1)巾于机械应力的破坏使交联聚乙烯绝缘产生的应变就会增加,而应变较大的局部区域便会生成水
应变造成气隙和裂纹,引发也树枝放电。机械应力
树枝。
方面是因为电力电缆生产、放设运行中不阿避免地弯
2)电场ド的化学作用发展了水树枝。
《四川电力技术》2003年第4期
3)电泳与扩散力的作用使水树枝生长。介质电缘状况。
在畸变的比场中运动,若绝缘中令有帯水分的教流バ下易造成电树枝放也,加速绝終老就。ベ
泳可以认为是不带也荷的,但是已经极化的粒子或分
4)交联电缆绝缘层易产生也树枝和水树枝
直
质,这些杂质会向导电线心附近的高电场区漿集。这
交流耐压试验山于试验状况接近电缆的运行工
区域的温度相対偏高,水分因此而膨胀,形成较大沈,耐压也值较低,而且,耐压时间适当加长,更能
的压力,使间隙扩大,引起水树枝的扩大和发展。
反映电缆绝缘的状況以及发现绝缘中的缺陷。?此
比树枝往往在绝缘内部产生细微开裂,形成细小国内外权机构人力推荐XLPE电缆的交流耐压试
的通道,并在放电通道的管上产生放电后的碳化颗验,取代现行的直流耐压试验。
粒。水树枝的声生,将会使介质损耗增加,绝缘电阻
和击穿电压下降。因此,电缆中的电树枝和水材枝对3交流耐压试验
电缆的电气性能将会带来严重的故降隐忠。
试验标湘
2电缆试验
根据IEC和 CIGRE推荐的 XLPE交流耐压试验
标准,国外现行的标准包括
为了保证电统安全可靠运行,有关的国际标准对
标准一:试验电压为1.7倍U(额定相电压),耐
电缆的各种试验做了明确的规定。主要试验项日包玉时间5mine
括:測绝缘电阻、直流耐压和泄湘电流。其中测星
标准二:试验电压为U,耐压时间24h。
绝缘也阻主要是检验也缆绝缘是老化、受潮以及耐
标准三:试验电压为kUo,耐压时间1h,其中k为
乐试验中暴露的绝缘缺陥。直流耐爪和泄漏电流试系数,如表1。
验是同步进行的,目的是发现绝缘中的缺陷。是
表1试验也压与k值
近年来国内外的试验和运行经验证明:直流耐压试验电压等级
60~115130~150220~230275~345380~400
不能有效地发现交联也缆中的绝缘缺陷,甚至造成也
(kv)
缆的绝缘隐忠。德国 Sechiswag公可在1978~19890年
2.0
41个川路的10kV也压等级的XIPE地缆中,发生故
障87次;瑞典的3kV、24.5kV电压等数XLPE电缆
.2试验设备
投运超出9000km,发生:放障107次,国内也曾多次
按EC利CI(CHRE惟荐的交联电缆交流耐压试验
发生也缆事故,相当数星的电缆放障是由于经常性标准,宜于交流耐试验的设备有:
直流耐压试验产生的负面效应引起。?此,国内外有
1)带补偿电抗器的试验变応器(ACTC型):这种
关部『」广泛推荐采用交流耐压取代传统的宣流耐压。试验变压器重量和体积人,一般适用」试验室的耐压
IFC62067/CD要求对」220RV地压等级以上:的交联试验,现场试验几乎尢法使用。
电缆不允许直流耐压
2)可调电感式诺振系统(ACRL型):该系统试验
研究表明,直流耐压试验时对绝缘的影啊主要表电压频率为50Hz,与被试电缆的运行工況一致,但因
现在
电压调整过程操作繁重,现场一般不采用。
1)电缆的局部绝缘气隙部位由于游离产生的电
3)调姁式诺振系统(ACRF型):电感为固定形
荷在此形成电荷积累,降低局部也场强度,使这些缺式,试验变器及试验也压由调谐也源提供,频率范
陷难以发现。
団为30~300Hz。ACRF型设备?体积小,重量轮,谐
2)试验电压往往備商,绝缘承受的电场强度较振频卒易」调节,因而宜在现场试验中使用
高,这种高电床对绝缘是一种损伤,使原本良好的绝3.3调频式串联谐振耐床试验装置的原理
缘产生缺陷,而且,定期性的预防性试验使也缆多次
图1为调频式串联谐振试验山路的原理图,试品
受到高压作用,对绝缘的影响形成积累效应。
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