高压交联聚乙烯电缆交流耐压试验中的问题

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1、高压交联聚乙烯电缆交流耐压试验中的问题蔡琦，林强（珠海发电厂，广东　珠海　519050）信息来自:www.tede.cn摘要：介绍了珠海发电厂1号主变220kVXLPE电缆的交流耐压交接试验中出现的问题、处理的经过及试验方法和试验数据，分析了问题产生的原因。关键词：XLPE交联聚乙烯电缆；交流耐压；绝缘电阻；放电时间；击穿；闪烙1　概述　　广东省珠海发电厂一期有两台700MW的大型进口燃煤机组，采用220kV输电线路。该厂内的220kV电缆均采用交联聚乙烯电缆。按照广东省电力试验研究所发出的粤电试［1999］07号文的要求，应对新安装的220kVXL

2、PE电缆采用交流耐压试验作为其交接试验，并按照IEC840的要求，交流耐压：电缆芯线对屏蔽层加线电压耐受5分钟，即采用220kV，5min作为该电缆的交接试验。日本三菱总承包商委托广东省电力试验研究所进行这项试验。因对该电缆及所连接的GIS部分同时加压，在电缆厂家的同意下，采用的耐压程度是：174kV5min，260kV3min，316kV1min。整个试验过程中，电缆均未发现异常，但是试验后被测量电缆的绝缘电阻值较试验前有大幅度降低。为分析原因，证实电缆的绝缘良好，先后又对该电缆进行了两次耐压水平为220kV，5min的交流耐压试验。现将笔者参与这

3、几次试验及采集的试验数据加以归纳，希望能为尚未成熟的XLPE电缆交流耐压试验提供一份素材供同仁们参考，共同为完善对XLPE电缆的交流耐压试验而努力。信息来自:输配电设备网2　试验经过及试验标准、方法和数据2．1　1号主变220kVXLPE电缆参数及铭牌型号：1×3000mm2CAZV生产厂家：日本藤仓公司最小绝缘电阻：2500MΩ－km最大电容：0．24uF／km电缆总长：123m　　那么该电缆的最小绝缘电阻：2500÷0．123＝20．3GΩ最大电容：0．24×0．123＝0．030uF　　电缆的外部接线图如图1所示：信息来源:http://www

4、.tede.cn信息来自:输配电设备网2．2　试验标准　　参照IEC840标准及三菱和电缆厂家藤仓电气公司的试验方案并经省局同意，试验按表1所述的标准进行：　　交流电压加于芯线与屏蔽层、地之间，耐压前后进行绝缘电阻测量。2．3　试验接线试验接线如图2所示：　　交流电压使用调频串联谐振方法获取，f＝61－62Hz。　信息来自:www.tede.cn信息来自:输配电设备网 2．4　交流耐压前后绝缘电阻测量结果（此期间天气晴好）　　测量结果如表2所述信息来自:输配电设备网信息来自:输配电设备网 3　分析与结论　　首先，在3次交流耐压试验中均未观察到击穿和闪

5、烙现象，可以认为1号主变电缆主绝缘应是合格的。其次，从耐压前后绝缘电阻测量值看，发现有以下明显的规律：a交流耐压前后绝缘变化太大；b交流耐压值越高，耐压后绝缘电阻值下降越厉害，恢复到耐压前相似水平时间越长；c绝缘电阻下降到最低值时，几乎没有吸收比，像纯粹的电导或离子电流现象。　　就以上现象，日方生产厂家提供了该电缆的出厂试验报告，各项试验结果合格，其中电缆主绝缘耐受水平是320kV，30min。在他们的分析报告中，强调造成上述现象的原因有两个：耐压后对电缆芯的放电时间不够，使得耐压后的残余电压影响了绝缘电阻的测量值；电缆终端的瓷瓶表面泄漏电流的影响。

6、　　首先，我们对耐压后的放电时间的问题进行分析：3．1　当时缆芯末直接接地放电即自然放电时，电缆在残压下的等值电路图如图3所示：信息请登陆:输配电设备网信息来自:www.tede.cn在交流耐压后，残余在电缆芯的残余电压与其放电电流的计算公式为：V′＝V×exp［－t／CR］　　　　Q0＝CVi＝［Q0／CR］exp［－t／CR］＝V／Rexp［－t／CR］V′：t秒后的残余电压。i：t秒后的残余电压下的放电电流。、　　以第一次316kV交流耐压为例计算，结果列于表3信息请登陆:输配电设备网信息来自:输配电设备网　　现以15min的放电电流影响兆欧表

7、的测量为例，兆欧表测得的绝缘电阻值：R＝2500／0．809×10－6＝3．09GΩ，大于7月11日耐压后的测量值。一般在自然放电的情况下，3τ的时间常数时（约30min）的残余电压将对测量值没有影响。再者，在每次耐压后，试验人员都将电缆芯直接对地放电。并且试后每隔两小时测量绝缘电阻。因此，三次试验中放电时间对绝缘电阻的测量是没有影响的。而且，我们从耐压水平220kV的两次耐压后的绝缘电阻的测试值中可以看出，电缆的绝缘电阻值大约在试验后放电30min后降低，随后的几小时后才升高。并且，交流耐压值越高，耐压后绝缘电阻值下降越厉害，恢复到耐压前相似水平时

8、间越长。从以上的分析，我们可以否定日方厂家的第一条解释原因。3．2　对于第二条原因的解释，我们认为前两次的耐