试验技术在中压XLPE绝缘电缆中的应用.doc

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1、0.1Hz试验技术在天津地区中压交联聚乙烯绝缘电缆的应用葛荣刚1王芹2（1.城南供电分公司天津；2.城东供电分公司天津）摘要　概述交联聚乙烯绝缘电缆试验的研究结果，介绍了天津电力公司引进的0.1Hz试验设备及其在中压35kV交联聚乙烯绝缘电缆的试验及介质损耗测试情况。关键词　0.1Hz试验；介质损耗；应用1　引言对电缆线路进行预防性试验，减少电缆突发故障，是提高供电可靠性的有效手段。电缆试验要求在试验电压和试验时间内有效地将电缆线路的缺陷发展成为故障暴露出来，然后通过查找故障点并予以修复，从而避免电缆线路在正常运行中发生故障。因此，对新设电缆线路进行严格的交接

2、试验，并对运行电缆线路按周期进行预防性试验是电缆运行管理的一项重要工作。国内对于交联聚乙烯绝缘电缆（下文简称XLPE绝缘电缆）的交接和预防性试验，多年沿用直流耐压试验的方法。而国外的研究和实践经验表明：直流耐压试验不适用于XLPE绝缘电缆，从而相继研究开发了不同原理的试验方法和设备，其中超低频（VLF）0.1Hz交流试验是解决中低压XLPE绝缘电缆试验比较成熟方法；天津电力公司于2001年6月引进了奥地利Baur公司生产的PHG800.1Hz试验设备，并对35kVXLPE绝缘电缆开展0.1Hz试验和介质损耗测试工作。2　国内外关于XLPE绝缘电缆试验的研究国外

3、对于中压XLPE绝缘电缆试验的研究开展较早。特别是欧洲一些国家，由于70年代中期生产的XLPE绝缘中压电缆易形成水树，以致运行后不久就发生故障，因此开展中压XLPE绝缘电缆的试验研究比较早，研究结果表明：直流耐压试验不适用于XLPE绝缘电缆，推荐使用交流试验；并于90年代初开发出成型的替代直流耐压适用于中压XLPE绝缘电缆的试验技术和设备；并且修定了XLPE绝缘电缆试验的标准。2.1　直流耐压试验对于XLPE绝缘电缆存在的缺点直流耐压试验源于油纸绝缘电缆试验，实践经验证明直流耐压试验对于发现油纸绝缘电缆的缺陷是有效的，但对于XLPE绝缘电缆直流耐压试验存在如下

4、缺点：⑴电缆绝缘材料在直流电压和交流电压下的场强分布不同，直流电压下的场强分布取决于材料的体积电阻率，而交流电压下的场强分布取决于介质的介电常数。因而在电缆终端头、中间接头等电缆附件中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老化机理不同，直流耐压试验不能有效的发现交流电压下发生的某些缺陷；同时交流电压下极易发生的缺陷在直流耐压时却不发生。故直流耐压试验不能模拟XLPE绝缘电缆的运行工况。⑵直流耐压试验在XLPE材料上产生“累积效应”，在绝缘材料内产生的单极性残余电荷需要很长时间才能将直流偏压释放。电缆在直流残余电

5、荷未完全释放前投入运行，该直流偏压便叠加在工频电压峰值上，可能导致绝缘击穿。⑶直流耐压试验容易形成震荡，伤害电缆绝缘。直流耐压试验时会有电子注入到聚合物内部，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绝缘电缆的半导电凸凹处和污秽点等处容易产生空间电荷，如果在直流耐压时电缆终端发生闪洛或中间接头击穿，会在电缆线芯上形成波振荡，在已聚积空间电荷的地方因振荡电压的极性迅速改变，从而使该处电场强度明显增大，可能损坏绝缘。⑷直流电压极易发展水树。XLPE绝缘电缆极易产生水树，在直流电压下水树会迅速生长并生成电树，加速绝缘老化，以致运行后在工频电压下发

6、生击穿。基于上述原因，直流耐压试验对于XLPE绝缘电缆的等效性值得怀疑，并由于直流耐压可能在很大程度上损坏XLPE绝缘电缆的使用寿命，因此，尽管直流耐压设备具有重量轻，可以测量电缆长度长的特点，有些国家已经禁止对XLPE绝缘电缆进行直流耐压试验。2.2　直流耐压试验的替代方法及趋势为解决XLPE绝缘电缆的试验问题，相继研究开发了谐振试验、振荡电压试验、局放测量和超低频（0.1Hz）试验试验方法。2.2.1　谐振试验，为解决了电源系统的重量，采用不同形式的谐振系统：可调电感谐振系统、变频谐振电源系统（频率范围在30---300Hz之间）、利用空气间隙补偿变压器的

7、谐振系统。2.2.2　振荡电压试验，这种试验方法是用直流电源给电缆充电，然后通过一个触发球间隙给一组串联电阻和电感，从而得到一个阻尼振荡电压。但此方法对于长电缆是有问题的，虽然振荡电压法比直流耐压试验有效，但效果不如工频试验效果好。2.2.3　研究证明工频耐压加上局部放电测量对于电缆的现场试验的效果相当好，尽管在试验的时间内有些缺陷并不击穿，但故障点在试验电压下会出现局部放电。目前局部放电测试还仅限于检查电缆接头和和终端，主要是利用超高频和超声波进行现场的局部放电探测。2.2.4　超低频（VLF）0.1Hz交流耐压试验。上述四种试验方法中，前三种方法试验设备容

8、量大，一般适用于高压电缆的试验；第四种