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電纜如何做交流耐壓試驗?

更新時間:2017-07-31   點擊次數(shù):2511次

由于電纜的電容量較大,采用傳統(tǒng)的工頻試驗變壓器很笨重,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'>交流耐壓試驗設備。其輸入電源的容量能顯著降低,重量減輕,便于使用和運輸。初期多采用調感式串聯(lián)諧振設備(50Hz),但存在自動化程度差、噪音大等缺點。因此現(xiàn)在大都采用調頻式(30-300Hz)串聯(lián)諧振試驗設備,可以得到更高的品質數(shù)(Q值),并具有自動調諧、多重保護,以及低噪音、靈活的組合方式(單件重量大為下降)等優(yōu)點。綜合國內外有關技術資料,選擇合適的試驗頻率范圍是個比較重要的問題。在這方面,有一些不同的觀點和提法。就目前的國內外的提法來看,我們總結可分成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  
大電網會議第21、09工作組發(fā)布的《試驗導則》,建議頻率范圍為30-300Hz。但實際上更低一些頻率也具有較好地等效性。IEC60840和IEC62067標準草案(2001年和2000年)就規(guī)定可采用20-300Hz。  
國外有些廠家設計串聯(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。個別資料顯示,1-300Hz的交流試驗也具有與工頻交流試驗的等效性,這說明實際應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。進一步表明在這樣的頻率范圍內,絕緣內部各介質的電壓分布及介質特性仍基本相同。  
工作頻率超過300Hz是否適當?有資料報導說,隨頻率增高,串諧電抗器及勵磁變壓器的損耗降低,但是要考慮被試品電容介質的化發(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標準規(guī)定對高壓絕緣的工業(yè)試驗頻率范圍為45-65Hz,在我國額定工頻為50Hz。GB/T16927.1-1997規(guī)定工頻試驗頻率范圍為45-55Hz。  
認為工頻電力電纜的試驗電壓也必須是工頻,這是趨于比較保守的觀點。針對此問題應該著重說明交接和預防性試驗的目的在于發(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部介質電壓分布相同,又有基本相同的檢出絕緣故障的能力,就能達到試驗的目的。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?shù)慕涣髂蛪涸囼?#39;>交流耐壓試驗的頻率范圍,做了大量、仔細的基礎研究工作。得出頻率在30-300Hz范圍內,橡塑電纜內部幾種典型絕緣缺陷的擊穿特性沒有明顯差別。這應該是可信的,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)良的同軸絕緣結構,單一的絕緣介質,材質相對純潔、電場分布合理、規(guī)則。因此,在不同頻率下結構內部電壓分布相同,形成寬頻率范圍試驗的條件。油紙絕緣電纜一直采用頻率等于零的直流電壓進行耐壓試驗,其實際效果很好,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,在不同頻率下進行擊穿試驗。結果表明在頻率為35-75Hz時擊穿電壓均落在可置信度95%之內。因此有觀點贊成試驗電壓頻率好選在35-75Hz,也較為靠近運行電壓頻率50Hz。值得注意的是,上述測試結果是對正常絕緣做的擊穿試驗。而交接和預防性試驗所采用的試驗電壓值是偏低的,它只能擊穿有缺陷的絕緣弱點(機械損傷、水樹枝、終端頭或接頭盒應力鐵錐施工或用料錯誤,等等),*不足以擊穿電纜本體的正常絕緣??梢妰煞N試驗的目的和工作機理均不相同。似乎沒有必要將正常絕緣35-75Hz的擊穿特性“延伸”應用到檢測絕緣缺陷方面。  

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