XLPE交联电局放测试系统讲义.doc

XLPE交联电缆局放测试系统 上海蓝波高电压技术设备有限公司 何波 一、概述 随着电缆工业的高速发展,高压XLPE交联电缆已广泛投入城乡电力供电网络使用,国内具有生产中高压交联电力电缆能力的厂家目前已超过500家,还有更多的厂家正在积极筹划上马。 中高压交联电缆在供电网路中占有很大的主导成份,各主要供电场合的用电均通过中高交联电缆来实现,因此,交联电缆质量的好坏,起着关系国计民生的作用。 为了保证交联电缆的产品质量，国家制定了严格的质量检验标准，其中，中高压交联电缆的局部放电测试是最重要的一环。 局部放电，是指电缆中局部的, 微小的缺陷引起的放电。局部的，是指例如高压端（导体线芯和内半导体屏蔽），低压端（铜带和外半导体屏蔽）及绝缘中的局部缺陷，包括各种尖端、毛刺、杂质、气泡、水汽等等。微小的，是指上述缺陷的体积很小(一般为微米级),由此引起的放电量很小(一般为微微库仑)。这种微小的放电，在电缆投入运行的初期，可能不会造成电力中断事故，但这种放电一天24小时，一年365天，一直不断的存在，随着时间的推移，这种缺陷周围的绝缘在这种微小放电的光、电辐射作用下，逐渐发热、老化、失去了绝缘性能，最终导致电缆的击穿，造成断电事故。因此局部放电试验，作为检验电缆的微小缺陷的手段，已被各级标准作为XLPE交联电缆的出厂检验必检项目。 二、局部放电系统的构成 上面我们讲到，局部放电是一种很微小的放电，它以放电电荷量的形式体现出来，单位为微微库仑（pC）。根据现行国标规定，对于35kV的交联电缆，在45kV的工频试验电压下，电缆的局部放电量不能超过10 pC (必威体育精装版即将执行的国家标准,已修改为无可视的放电即无局放)。在出厂的局部放电试验系统中，10pC的放电量，等同于100mV的脉冲放电，要在45000V的试验电压下测到0.1V的脉冲放电,其难度可想而知,这既要求提高检测仪器的检测灵敏度,检测到这种微小的放电，又要提高系统的抗干扰能力，排除外界原因，找到电缆缺陷。为此，我们从以下三个干扰可能产生的方面进行了大量细致的工作。 接地方面: 对于局放系统的接地,我们要求是单独接地,不能和工厂配电网中的零线以及车间的接地网,防雷网连接在一起。在电缆厂的车间里,有许多大功率的用电设备,如交联机、挤塑机、拉丝机、框绞机等等,它们大多采用大功率的调频,变频交、直流马达,调节导通角的可控硅等高噪音、高干扰的电器设备,这些设备的零线、地线、外壳接地等经常含混不清，造成车间的地网上有太多的干扰。如果我们局放系统的接地与之连接在一起，干扰将很容易地通过地线进入局放测量系统。因此，我们的局放测量系统要求必须有自己的、单独的接地回路，这一接地系统一般采用35—50平方紫铜棒或两寸半的镀锌钢管，1—3根构成，根据不同的土质及地下水位的情况，深入地下15—20米，要求接地电阻小于1Ω，或小于工厂配电间的接地电阻。 众所周之，大地是不良导体，它也可传输各种干扰，但其传输能力随天气的变化而改变，在天气比较潮湿的日子里，大地的导电性能好一些，其传输能力强一些，反应在局放测量上显示干扰大一些。而在天气干燥的时候，由大地传入的干扰就要小得多。为了解决这个问题，我们所有的局放测试设备均座落在一个绝缘地坪上，除了专用的单独的接地棒之外，系统设备没有其它任何与车间大地相连接的通路。系统内部各设备的接地也必须遵循单点星行接地的原则，不能有循环的接地线。 在进行半成品试验时，由于大多数场合均采用铁制电缆盘，而半成品又没有外护套，因此进行半成品试验时，为防止循环接地，需将电缆盘垫起来，以减少接地回路引起的干扰。 空间方面: 随着现代化的进程,我们的广播、电视通讯系统日益发达,各种无线电信号交错复杂，再加上车间内行车、铲车运行的火花,电焊机工作的火花,因此，在电缆厂的车间内，来自空间的干扰也是非常严重的。另外，被测试的电缆本身就是一个电感线圈形状的天线，十分容易接收干扰，因此，局放测试工作若没有屏蔽室来排除这些来自空间的干扰，是很难进行局放试验的。 局放测试的屏蔽室，一般采用2—3mm的钢板无缝焊接而成，要求在屏蔽室做好之后，未开孔电缆管的情况下，对15kC—1MkC的干扰信号有60 - 120dB以上的衰减。 实际使用中，由于穿线电缆管的存在，最终的衰减性能可能会有所降低，会出现手机在屏蔽室内可以接收信号的情况，这是由于手机的工作频率在800MHz左右，只要屏蔽室有很小的缝隙（如电线管、门缝隙等）就可以有信号通过，但由于800MHz已大大超出了局放测量频率(局放测量频率为20 kC-300 kC，因此，对局放测量背景干扰的影响不大。我们可以用收音机的中波频率,对屏蔽室的衰减效果进行简单的测试，一般在关门情况下，进入屏蔽室一米后，就应该收不到收音机的中波信号了。 上面讲到的两点，均属于