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電纜如何做交流耐壓試驗(yàn)

更新時(shí)間:2018-12-26      點(diǎn)擊次數(shù):1843

由于電纜的電容量較大,采用傳統(tǒng)的工頻試驗(yàn)變壓器很笨重,龐大,且大電流的工作電源在現(xiàn)場不易取得。因此一般都采用串聯(lián)諧振交流耐壓試驗(yàn)'>交流耐壓試驗(yàn)設(shè)備。其輸入電源的容量能顯著降低,重量減輕,便于使用和運(yùn)輸。初期多采用調(diào)感式串聯(lián)諧振設(shè)備(50Hz),但存在自動(dòng)化程度差、噪音大等缺點(diǎn)。因此現(xiàn)在大都采用調(diào)頻式(30-300Hz)串聯(lián)諧振試驗(yàn)設(shè)備,可以得到更高的品質(zhì)數(shù)(Q值),并具有自動(dòng)調(diào)諧、多重保護(hù),以及低噪音、靈活的組合方式(單件重量大為下降)等優(yōu)點(diǎn)。綜合國內(nèi)外有關(guān)技術(shù)資料,選擇合適的試驗(yàn)頻率范圍是個(gè)比較重要的問題。在這方面,有一些不同的觀點(diǎn)和提法。就目前的國內(nèi)外的提法來看,我們總結(jié)可分成3類:第1類為較寬頻率范圍30-300Hz、20-300Hz、1-300Hz;第2類為工頻范圍,45-65Hz,45-55Hz;第3類為接近工頻,35-75Hz。

(1)第1類較寬頻率范圍

大電網(wǎng)會議第21、09工作組發(fā)布的《試驗(yàn)導(dǎo)則》,建議頻率范圍為30-300Hz。但實(shí)際上更低一些頻率也具有較好地等效性。IEC60840和IEC62067標(biāo)準(zhǔn)草案(2001年和2000年)就規(guī)定可采用20-300Hz。

國外有些廠家設(shè)計(jì)串聯(lián)諧用電抗器,在特殊情況下也有采用低頻率為25Hz或20Hz的。當(dāng)然頻率愈低,被試電纜的長度(電容量)可增大。但是電抗器鐵心因此放大,使重量增加。個(gè)別資料顯示, 1-300Hz的交流試驗(yàn)也具有與工頻交流試驗(yàn)的等效性,這說明實(shí)際應(yīng)用中頻率下限有可能取得更低,例如小于20Hz甚至到0.1Hz也是可行的。進(jìn)一步表明在這樣的頻率范圍內(nèi),絕緣內(nèi)部各介質(zhì)的電壓分布及介質(zhì)特性仍基本相同。

工作頻率超過300Hz是否適當(dāng)?有資料報(bào)導(dǎo)說,隨頻率增高,串諧電抗器及勵(lì)磁變壓器的損耗降低,但是要考慮被試品電容介質(zhì)的極化發(fā)熱問題,因此頻率高于300Hz是不可取的。

(2)第2類為工頻范圍

上工業(yè)頻率主要指50Hz和60Hz兩種,故IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對高壓絕緣的工業(yè)試驗(yàn)頻率范圍為45-65Hz,在我國額定工頻為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)電壓也必須是工頻,這是趨于比較保守的觀點(diǎn)。針對此問題應(yīng)該著重說明交接和預(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)'>交流耐壓試驗(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有明顯差別。這應(yīng)該是可信的,也得到普遍采用。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)相對純潔、電場分布合理、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)十年來未受到置疑。

(3)第3類為接近工頻頻率,35-75Hz

國外曾對正常XLPE(交聯(lián)聚乙烯)絕緣電纜樣品,在不同頻率下進(jìn)行擊穿試驗(yàn)。結(jié)果表明在頻率為35-75Hz時(shí)擊穿電壓均落在可置信度95%之內(nèi)。因此有觀點(diǎn)贊成試驗(yàn)電壓頻率hao選在35-75Hz,也較為靠近運(yùn)行電壓頻率50Hz。值得注意的是,上述測試結(jié)果是對正常絕緣做的擊穿試驗(yàn)。而交接和預(yù)防性試驗(yàn)所采用的試驗(yàn)電壓值是偏低的,它只能擊穿有缺陷的絕緣弱點(diǎn)(機(jī)械損傷、水樹枝、終端頭或接頭盒應(yīng)力鐵錐施工或用料錯(cuò)誤,等等),*不足以擊穿電纜本體的正常絕緣。可見兩種試驗(yàn)的目的和工作機(jī)理均不相同。似乎沒有必要將正常絕緣35-75Hz的擊穿特性“延伸”應(yīng)用到檢測絕緣缺陷方面。

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