交流和直流试验对比-变频串联谐振.DOCVIP

电缆交流和直流试验对比 按照IEC840[1]或CIGREWG21.03建议规程，现场竣工验收试验的目的是检查电缆的敷设及附件的安装是否正确。对电缆在运输、搬运、存放、 敷设和回填的过程中可能受到的意外损害，其检查的方法按IEC229执行。用30HZ－300HZ交流耐压试验，试验时间5分钟。华北电力集团2002颁发的电力设备交接和预防性试验规程中对电力电缆线路也作出了明确规定(详见p42页8.3.1)对电缆主绝缘的耐压试验推荐的方法是：35KV交流耐压60分钟. 1、XLPE电缆直流耐压试验存在的弊端 1.1、 直流电压下电缆绝缘的电场分布取决于材料的体积电阻率，而交流电压下的电场分布取决于各介质的介电常数。因在电缆终端点、接头盒等电缆附件中直流电场强度的分布和交流电场分布强度完全不同，且直流电压下绝缘老化的机理和交流电压下的老化机理不相同。故直流耐压试验不能模拟XLPE电缆的运行工况。 1.2、XLPE 电缆在直流电压下会产生“记忆”效应，存储积累单极性残余电荷，需要很长时间才能将这种直流偏压释放。电缆如果在直流残余电荷未完全释放之前投入运行，直流偏压便会叠加在工频电压峰值上，可使得电缆上的电压值远远超过其额定电压而导致电缆绝缘击穿。 1.3、直流耐压试验时，会有电子注入到聚合物介质内部，形成空间电荷，使该处的电场强度降低，从而难于发生击穿。XLPE电缆的半导体凸出处和污秽点等处容易产生空间电荷，但如果在试验时电缆终端头发生表面闪络或电缆附件击穿，会造成电缆芯线上产生波振荡，在已积聚空间电荷的地点因振荡电压极性迅速改变为异极性，使该处电场强度显著增大，可能损坏绝缘，造成多点击穿。 1.4、XLPE 电缆致命的一个弱点是绝缘内易发生水树枝，水树枝在直流电压下会迅速转变为电树枝，并形成放电而加速绝缘劣化，以致运行后在工频电压作用下形成击穿。而单纯的水树枝在交流工作电压下还能保持相当的耐压值，并能保持一段时间。 1.5、实践表明，直流耐用压试验不能有效发现交流电压作用下的某些缺陷，如在电缆附件内，绝缘若有机械损伤或应力锥放错等缺陷。交流电压下绝缘最易发生击穿的地点在直流电压下往往不能击穿。直流电压下绝缘击穿处往往发生在交流工作条件下绝缘平时不发生击穿的地点。 2、交流耐压试验方法的选择 2.1、振荡电压试验 振荡电压试验是用直流电源给电缆充电，然后通过一个放电球隙给一组串联电阻和电抗放电，得到一个阻尼振荡电压。CIGRE WG21.0 指出，此种方法优于直流耐压试验，但仍不如工频试验有效。 2.2、工频耐压试验 工频耐压试验可以满足耐压要求，但由于重量大，可移动性差，不适应现场电缆耐压试验。 2.3、变频串联谐振试验 变频串联谐振试验系统不但能满足10kv、35kv还能满足110kv XLPE电缆的耐压要求，而且具有重量轻、可移动性好的优点，频率的调节范围为30～300Hz符合GI-GRE WG21.03 推荐使用工频及近似工频（30～300Hz）的交流电压要求。这种交流电压试验可以重现与运行工况下相似的场强，实践证明是行之有效的方法。 橡塑绝缘电力电缆的30－300HZ交流耐压试验电压 表1 电缆额定电压 （U0／U） 交流试验电压 预防性试验电压 倍数 电压值(kv) 倍数 电压值(kv) 1.8/3 2 U0 3.6 1.6 U0 3 3.6/6 2 U0 7.2 1.6 U0 6 6/6 2 U0 12 1.6 U0 10 6/10 2 U0 12 1.6 U0 10 8.7/10 2 U0 17.4 1.6 U0 14 12/20 2 U0 24 1.6 U0 19 21/35 2 U0 42 1.6 U0 34 26/35 2 U0 52 1.6 U0 42 64/110 1.7 U0 109 1.36 U0 87 127/220 1.4 U0 178 1.15 U0 146 橡塑绝缘电力电缆的直流耐压试验电压（kv）