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交联电力电缆的交接和预防性试验
 
慧聪网   2005年3月17日15时19分   信息来源:广东电力    

    电力系统和工矿企业运行着大量的6~35 kV交联聚乙烯绝缘的电力电缆(简称交联电缆或XLPE电缆),做好其交接和预防性(重做终端和接头)试验是保证安全运行的重要工作。大量的试验实践认为,6~10 kV交联电缆同35 kV交联电缆的绝缘厚度相差较大(如35(26)kV交联电缆绝缘厚度10.5 mm,10(6)kV交联电缆绝缘厚度3.4 mm),它们的试验方法和内容是有所不同的。

    135 kV交联电缆交接和预防性试验

  对于35(26)kV交联电缆的交接和预防性试验,GB 50150—1991《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》和DL/T 596—1996《电力设备预防性试验规程》规定都是做直流耐压试验[1,2]。但在直流耐压试验过程中,会有电子注入到交联电缆介质聚合物的内部,在半导电层凸出处或微小空隙处等产生空间电荷的积累,电缆投运及送上交流电压后会相互迭加,发生绝缘击穿。例如:某厂馈线YJLV26/35(1×185 mm2)交联电缆,交接试验时直流耐压合格,然后送上交流电压空负荷试运行24 h,但在运行4 h时,L3相电缆绝缘击穿并接地;某变电站馈线YJLY26/35(1×240 mm2)交联电缆,交接试验时直流耐压合格,在空负荷试运行18 h时,L3相电缆绝缘击穿并接地。

  IEC 60840—1999标准对30~150 kV交联聚乙烯等绝缘电力电缆及其附件的竣工试验首先推荐1.73U0,5 min交流耐压试验。我国35(26)kV等级电缆范围属于IEC 60840—1999标准范围。国外对XLPE绝缘线芯模拟在不同频率下击穿电压进行的试验研究表明,在频率35~75Hz(有资料称30~75 Hz)时,击穿电压值均落在可置信度95%之内。也就是说,当XLPE电缆长度、截面不同时,试验的等值负荷电容量变化时,谐振试验频率可选择为35~75 Hz或30~75 Hz范围与运行电压频率的差异较小。广东省在相关规定中选用的频率为35~75 Hz。交接试验电压为2U0(考虑了系统最大运行电压,即1.5 min;重做终端或接头后的耐压试验电压为1.6U0,5 min。

  为了满足不同长度、不同截面的35(26)kV交联电缆的交接试验和重做终端或接头后的预防性耐压试验,一般可用多只(每只质量不超过25 kg)电抗器采用不同的串并联组合方式。同时,还要考虑到几十米短电缆的试验,要配置一台相应电压和电容量的补偿电容器。若短电缆的电容量过小无法在限定频率(30~75 Hz)内实现串联谐振,则可将补偿电容器并联在被试电缆上进行电缆的交流耐压试验。

  35(26)kV交联电缆定期预防性试验现为每3年测量一次电缆主绝缘的绝缘电阻、外护套绝缘电阻、铜屏蔽直流电阻与导体直流电阻之比或铜屏蔽层感应电压和电流,不再进行定期预防性耐压试验。

26~10 kV交联电缆交接和预防性试验

  由于10(6)kV和15(8.7)kV电压等级电缆均用于10 kV系统,我们认为其试验标准应按10 kV系统的绝缘配合和使用条件进行交接和预防性试验。广东省亦曾按这一技术条件规定了相应的试验标准。但省内有的单位却选用了不同的试验标准(10(6)kV电缆交流耐压为13 kV,5 min; 15(8.7)kV电缆交流耐压为18 kV,5 min)。当试验电压提高后相应的试验设备的容量和重量也将增加。从绝缘配合和交流耐压试验的理论可知,具体交流耐压应按运行电压选择而不应按设备的铭牌电压选择。

  对于重做电缆头或接头的交联电缆仍可按35 kV级电缆的交流耐压试验标准选择,即1.6U0,5 min。

  应该指出,6~10 kV交联电缆的主绝缘厚度较35 kV交联电缆的主绝缘厚度薄得多,实践证明采用直流泄漏试验对6~10 kV交联电缆进行绝缘综合诊断有一定效果。日本中央电力研究所和关西电力株式会社6~10 kV交联电缆在现场使用的还是直流泄漏试验。1993年日本电线工业会发表论文[3]认为,对6~10 kV等级交联电缆预防性试验项目有两项:电缆投运未满10年者,每1~2年定期测量主绝缘绝缘电阻、外护套绝缘电阻、铜屏蔽层直流电阻;投运10年以上时,还要再进行直流泄漏试验,对电缆进行绝缘综合诊断。国内部分单位参照日本的规定对6~10 kV交联电缆直流泄漏试验的试验电压见表1。



  表1中直流泄漏试验电压远低于直流耐压值,直流泄漏试验对交联电缆绝缘的破坏性很小。因此,直流泄漏试验属绝缘非破坏性试验(而直流耐压试验属破坏性试验)。对6~10 kV交联电缆交接试验和重做终端或接头后的耐压试验应优先采用35~75 Hz(或30~75 Hz)变频率串联谐振试验。但当不具备变频串联谐振试验设备时,直流泄漏电流试验或直流耐压试验也可作为替代试验。对6~10 kV交联电缆的直流泄漏电流和直流耐压试验的绝缘诊断功能应给以一定的重视和研究,因为对于交联电缆之类大电容试验,直流试验的设备和方法均比交流试验设备要简单轻便得多。

3结论

  a)传统的直流耐压试验对交联电缆绝缘既有破坏作用,也不能准确诊断绝缘状况。因此交联电缆的交接试验较合适的试验方法是进行2U0,5 min的变频串联谐振试验,试验电流频率为35~75 Hz(或30~75 Hz);重做终端或接头后的耐压试验为1.6U0,5 min的变频串联谐振试验,试验电流频率为35~75 Hz(也可为30~75 Hz)。

  b)对35(26)kV交联电缆定期预防性试验是每3年测量一次主绝缘的绝缘电阻、外护套绝缘电阻、铜屏蔽层直流电阻与芯线导体直流电阻之比或铜屏蔽层感应电压和电流,不再进行定期的预防性耐压试验。

  c)对6~10 kV交联电缆定期预防性试验是每3年测量一次主绝缘的绝缘电阻、外护套绝缘电阻、铜屏蔽直流电阻与芯线导体直流电阻之比或铜屏蔽感应电压和电流。在主绝缘的绝缘电阻或外护套的绝缘电阻不符合标准要求时,对电缆进行1.6U0,5 min变频串联谐振试验或进行直流泄漏电流试验,作为电缆绝缘综合诊断。


 
 
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