程中也有了一定的发展 ,则在紧接的局放试验中 也会被检测到 。通过 3U0 耐压试验及前后局部 放电检测结果的比对 ,可以有效检测出潜在的故 障隐患 。
4 结论
根据新施工后交联聚乙烯绝缘电力电缆施工 质量的测试考核要求 , 以达到为电缆投运提供健 康保证和绝缘状况的原始记录 , 我们对 35 kV XL PE 电力电缆的超低频电源耐压装置和试验标 准确定如下 。
150 Hz 000 000 001 004 004 000 000 000
逻辑 关系
2006. 04. 06218 :08 :53 2006. 04. 06218 :08 :53 2006. 05. 03213 :46 :11 2006. 05. 09209 :10 :57 2006. 05. 09209 :10 :57 2006. 05. 12215 :51 :07 2006. 05. 12215 :51 :07 2006. 05. 12215 :51 :07
4 结语
本案例在 10 kV 系统采用中性点经消弧线 圈接地的运行方式 ,为保障其高供电可靠性 ,应装 设绝缘监察信号装置 ,并采取措施防止电压互感 器因铁磁谐振威胁电力系统安全运行 。实践证 明 ,利用电压互感器的剩余电压绕组与微机消谐 器配合 ,实现了微机保护功能 ,达到了及时发现接 地故障 、消除铁磁谐振的目的 。
表 2 IEEE P400. 2/ D1 标准
电缆额定
安装时
电压/ kV
试验电 压/ kV
耐压时 间/ min
5
12
30
8
16
30
15
25
30
25
38
30
35
55
30
验收时
试验电 耐压时
压/ kV 间/ min
14
30
18
30
28
30
44
30
62
30
维护时
试验电 耐压时
压/ kV 间/ min
10
56
供 用 电
2007 年第 3 期
荡器作调幅处理 ,使其变成按 0. 1 Hz 变化的调幅 波 ,再通过两个高压变压器和电压倍增电路产生 正的或负的 0. 1 Hz 正弦波高电压 , (原理框图如 图 3 所示) 。由于频率降低 500 倍 ,试验电流由此 也降低了 500 倍 ,一般在几十毫安的水平 。因此 超低频电源设备容量一般也就 1 kVA 左右 ,比较 轻巧 ,最大质量不超过 100 kg ,一个小的汽油机 发电机就可供电了 。
1. 2 变频串联谐振电源装置 变频串联谐振电源装置实际上是串联谐振电 源装置的一种发展 ,通过调节输入电源的频率达 到谐振 ,试验原理接线图如图 2 所示 。此电源装 置中的电抗器自量和体积可以比串联谐振电源装 置中用的大为减小 ,整个电源装置的总重约为串 联谐振电源装置的 1/ 4 ,但对输入电源的容量要 求仍较大 。
图 2 变频串联谐振交流耐压试验原理图
1. 3 超低频电源 (VLF) 装置 超低频电源装置是将 50 Hz 电源电压通过整
流 、逆变后变成 1 k Hz 电压 ,再由 0. 1 Hz 正弦振
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
表 3 耐压时间与击穿发生率关系
耐压试验时间 0～10 10～20 20～30 30～40 40～50 50～60 / min
击穿发生率
59
6
5
11
6
13
/%
表 3 所示的统计资料很好地反映了耐压试验 时间置定在 60 min 的必要性 。如果将耐压时间 缩短到 30 min ,那么从统计来看就会有 30 %左右 的潜在故障不能在耐压试验中发现 ,从而不能保 证电缆重新投入运行后的可靠性 。但在这个资料 中没有统计击穿发生在电缆本体还是在电缆 附件 。
目前 ,有越来越多的交联聚乙烯 ( XL P E) 电 力电缆被采用 ,替代充油纸绝缘电力电缆 。受所 需试验设备容量大的制约 , XL P E 电缆投运前的 试验仍沿袭进行直流耐压试验 。近年来很多研究 成果表明 ,XL P E 绝缘结构具有存储 、积累单极性 残余电荷的能力 ,直流耐压试验后 ,如不能有效释 放掉直流残余电荷 ,投运后在直流残余电荷上叠 加交流电压峰值后将可能致使绝缘发生击穿 。国 内一些研究机构认为 , XL P E 电缆的直流耐压试 验中 ,由于空间电荷效应 ,绝缘中的实际场强可达 允许工作场强的 11 倍 。这样 , XL P E 电缆即便通 过了直流耐压试验 ,不发生击穿 ,也会造成绝缘严 重损伤 ;其次 ,由于直流电压下场强分布与运行时 的交流场强分布不同 ,直流耐压试验也不能真实 模拟运行状态下电缆承受的过电压 ,以有效发现 电缆及电缆接头本身和施工工艺上的缺陷 。在实 际中 ,确实也有刚刚通过直流耐压试验但运行后 很快就发生故障的情况 。因此 ,很有必要探讨使 用非直流的方法对交联电缆进行耐压试验 。
4) 我们认为 ,1 h 的耐受时间实际上是在等 待一个潜在的故障以电树枝的形式发展到贯通 , 在前 15 min 内 ,这种电树枝应该有了一定的发 展 。如果耐压时间为 15 min ,这种放电在接下来 的第二次局部放电检测中应该可以被检测到 ;
5) 对于现场施工中在电缆接头和终端留下 的缺陷 ,在 15 min 的耐压试验中大多被击穿 ,即 使有少数没有被击穿 ,因在 15 min 的耐压试验过
1 超低频耐压试验装置与串联谐振耐压 试验装置的比较
电缆的 交 流 耐 压 试 验 电 源 装 置 主 要 有 以 下 几种 。 11 1 串联谐振电源装置
工频串联谐振交流耐压试验原理接线图如图 1 所示 。试验电压和频率的调节与试验回路和负 载有关 。只有当调节回路固有频率与电源频率一 致 (谐振) 时 ,试品两端的电压达到电源电压的 Q (品质因素 ,一般为几十) 倍 ,试验电流会达到几到 十几安培 ,所以这会要求试验变压器 T2 和电抗
2 电缆超低频耐压试验的试验电压值和 耐压时间
2. 1 国内外采用的试验标准 目前 ,国内尚无电缆超低频耐压的试验标准 。
供电部门实际采用 10 kV 电缆超低频耐压试验 电压值取 3U0 。U0 为电缆的设计电压 ,耐压时间 为 1 h ;35 kV 电缆的 U0 为 26 kV ,按此推算 ,试 验电压取值应为 78 kV ,时间为 1 h 。
参考文献
[ 1 ] 中国航空工业规划设计研究院等编. 工业与民用配 电设计手册 (第三版) [ M ] . 北京 :中国电力出版社 , 2005.
局部放电试验规程的规定 ; 2) 3 U0 的耐压试验电压是许多国际组织标
准的推荐值 。 3) 15 min 耐压时间的确定是考虑到其在
IEEE40022001 推荐的 15～60 min 的耐压时间范 围内 ,同时也考虑到德国某电力公司所统计的电 缆击穿故障大部分 (88 %) 发生在耐压试验前 10 min 内的事实 ;
考虑到对施工后的电缆及其辅件的施工质量 进行耐压和局部放电的考核 ,主要是为保证电缆 投运前不致于存在缺陷的原始质量要求 ,并考虑 到实际施工电缆可能发生缺陷的情况和类型 ,决 定仿照 IEEE 标准的 15 min 下限作为交接试验 时的耐压时间 。
3 35 kV 交联电缆交接试验中的耐压试验
目前国内外采用的标准是针对单纯进行绝缘 耐压试验的情况 ,而在现场实际交接试验中 ,不仅 要进行耐压试验 ,同时还要进行绝缘局部放电试 验 。试验流程为 : ①升压到 1. 7U0 ,进行局部放电 检测 ; ②再升压到 3U0 ,进行 15 min 耐压试验 ; ③ 降压到 1. 7U0 ,再进行一次局部放电检测 ; ④比较 两次局部放电试验的结果 ,如果局放没有明显的
第 24 卷第 3 期 2007 年 6 月
供 用 电
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35 kV 交联电缆耐压试验装置及试验标准探讨
冯 伟 ,王美根 (上海市南电力工程有限公司 ,上海 200240)
摘 要 :为进行 35 kV 交联聚乙烯电力电缆的交流耐压试验 ,选择采用超低频耐压试验 ,并对几种耐压试验 装置进行了比较 。根据国内外经验并结合现场实际 ,讨论了超低频耐压试验的电压波形 、试验电压值和耐压 时间的确定 ,同时还对在耐压试验中结合局部放电测量以发现缺陷进行了探讨 。 关键词 :超低频耐压试验 ;试验装置 ;试验标准 中图分类号 : TM 835. 1 ; TM 247 文献标识码 :B 文章编号 :1006 - 6357 (2007) 03 - 0055 - 03
器 L1 、L2 的自重和体积很大 。因此 ,目前这种串 联谐振电源装置主要仅用于 110 kV 及以上的电 力电缆的试验 。
图 1 串联谐振交流耐压试验原理接线图 T1 —接触型调压器 ; T2 —升压变压器 ;L1 —高压电抗器 L2 —可调电抗器 ;C1 —高压电容器 ;C2 —分压电容器 ; Cn —高压电容器组 ;Cx —试品电容
1) 选择正弦波输出电压大于 55 kV 的 0. 1 Hz 超低频耐压试验装置 。
2) 配上带局部放电定位功能的电缆局部放 电定位试验装置 。
3) 选定耐压试验时间为 15 min ,并进一步作 好试验结果记录 ,为进一步核查分析试验效果提 供资料 。
收稿日期 :2007 年 4 月
(上接第 44 页) 量存在 ,谐振故障 5 中则出现了高频谐波分量 。 对比故障 1 和 2 的时间记录可见 ,系统在发生接 地故障后同时又诱导发生了谐振故障 ,故障 4 、5 和 6 、8 也一样 ,但并非所有接地故障都会造成谐 振故障 ,比如接地故障 3 。而接地故障 6 还造成 了过电压故障 7 。
表 2 投运后微机消谐器的故障记录