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电缆的直流耐压试验的弊端
点击次数:927 发布时间:2018-06-04

油纸绝缘电力电缆应用于中压、高压电缆已有50多年。由于电缆属于大电容量设备,现场耐压试验一直采用直流耐压试验方法,未进行交流耐压试验。直流耐压试验作为油纸绝缘电缆的现场竣工验收试验和定期的预防性试验项目,用来判断油纸绝缘电缆内部缺陷已有几十年的经验,实践证明效果不错,可获得电缆绝缘内部缺陷的可靠信息,保证电网的安全运行发挥了很好的作用。国家标准与电力电缆的《试验规程》明确规定了油纸绝缘电缆采用直流耐压试验方法。随着电力技术的发展,交联聚乙烯(XLPE)绝缘电力电缆快速发展,具有电性能高、输送容量大、重量轻、运行维护方便等优点,已经成为高压电力电缆发展的主流方向。在城网改造和大型工程项目中XLPE绝缘电力电缆得到了广泛应用,广州地区电网随着城网改造工程的实施,lOkV XLPE绝缘电力电缆已经全部取代了油纸绝缘电力电缆,同时,110kV与220kV高压XLPE绝缘电力电缆在城区内已经开始大量使用。直流耐压试验方法对检测油浸纸绝缘电力电缆内部缺陷十分有效,但对XLPE绝缘电力电缆进行试验时,不仅不能真正的检测出电缆绝缘内部存在的缺陷,而且还对XLPE电力电缆绝缘具有破坏性作用。因而,XLPE绝缘电力电缆竣工试验与预防性试验不宜进行直流耐压试验,应采用交流耐压试验方法。

 

直流耐压试验方法在油纸绝缘电力电缆试验中取得很好效果,能够检测出油浸纸绝缘内部的缺陷,保证电缆安全运行,同时还具备试验设备重量轻,可移动性好,容量低等优点,在油纸绝缘电缆试验中得到广泛应用。XLPE电力电缆绝缘属于整体绝缘,与油浸纸绝缘电缆的复合型绝缘不同,其绝缘介质在直流电场与交流电场下的场强分步、绝缘老化与绝缘击穿机理都是不同的,因而,XLPE绝缘电缆进行直流耐压试验无法模拟电缆实际运行状况,而且不能检测出绝缘内部存在的缺陷。XLPE绝缘电缆进行直流耐压试验存在如下弊端:

 

(1)在直流电压下电场分布取决于材料体积电阻率,而交流电压下的电场分布取决于各介质的介电常数,特别是在电缆终端头、接头盒等电缆附件中的直流电场强度的分布和交流电场强度的分布完全不同,而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。因此,直流耐压试验不能模拟XLPE电缆的运行工况。

 

(2)直流耐压试验时,电子会注入到聚合物介质内部空隙,形成空间电荷,使该处的电场强度降低,试验时不易发生击穿。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,由于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。

 

(3)XLPE电缆在直流电压下会产生“记忆”效应,能够存储积累单极性残余电荷。XLPE电缆进行直流耐压试验一旦引起的“记忆性”,需要很长时间才能将这种直流偏压(残余电荷)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,使得电缆上的电压值远远超过其额定电压,从而有可能导致电缆绝缘击穿。

 

(4)XLPE电缆易在绝缘内产生水树枝,一旦产生水树枝。在直流电压下会加速转变为电树枝,易形成放电通道,加速了绝缘劣化,可能产生直流耐压试验合格,而投入运行后在工频电压作用下发生击穿。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。

 

(5)实践证明,直流耐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,附件绝缘或应力锥等部位存在的缺陷。在交流电压下绝缘易发生击穿的地点,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。因此,XLPE绝缘电缆无论从理论上还是实践上都证明了不宜采用直流耐压的方法。XLPE绝缘电缆竣工试验与预防性试验应采用交流耐压试验方法。

 

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