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敷設后及運行中電纜線路性能監測主要試驗項目

敷設后及運行中電纜線路性能監測主要試驗項目

發布時間:2017-11-27 16:30:25瀏覽次數:1394次

實際上,對於出廠時的例行試驗及安裝后的交接試驗及運行中的預防性試驗,其選取原則是一致的,首先是非破壞的,即對良好絕緣不應造成損壞,其次有效性,對存在的缺陷靈敏地檢測出,最後必須可行性,操作方便、技術經濟合理。目前出廠試驗項目主要是導體直流電阻、交流耐壓,對交聯電纜還有局部放電試驗。在工廠完成這些試驗是符合上述一條原則的。但對於安裝后及運行中的電纜線路來說,上述項目由於各種原因而不能簡單照搬。

針對具體電纜的特性,選擇合理的試驗項目,現將1997年實施的新的「電氣設備預防性試驗規程」有關電纜試驗的內容簡單介紹:

1) 油紙絕緣電纜的試驗項目及標準要求

(直流電阻,絕緣電阻,直流耐壓(泄露電流))

油紙電纜試驗項目仍為絕緣電阻測試和直流耐壓及泄露電流測量。理論和實踐已證明這些方法對油紙電纜是行之有效的。

油紙絕緣結構是由油紙與油膜組成的複合結構。油紙的介電常數約為3.5,油膜的介電常數約為2.1,油紙的電阻率約為1015Ω•m,油膜的電阻率約為1014Ω•m。在交流電壓作用下,油紙與油膜按介電常數反比分配電壓,顯然耐壓強度高的油紙承受了較低電壓,而耐電強度低的油膜反而承受了較高的電壓,這樣的分壓對整絕緣是不利的。

而在直流電壓下,油紙與油膜按電阻率正比分配電壓,顯然耐電強度高的油紙承受較高的電壓而耐電強度低的油膜則承受較低的電壓,這種電壓分配對整個絕緣是有利的。所以油紙絕緣電纜可以長期承受比交流高5~6倍的直流電壓,既能擊穿有缺陷的絕緣而又不會損傷良好的絕緣。特別是同時還可以泄露電流,可以更細緻地了解絕緣性能的情況。

根據IEC及GB12976,試驗電壓均以U0(分相屏蔽)或(Uo+U)/2(有統包絕緣)為基準,對試驗電壓值作了調整,比用U表示更為合理。油紙電纜tanδ測試,特別適用於整體性缺陷,如生產中乾燥不夠,運行中進潮等,但測試相對複雜,現場干擾較多。

2)塑料電纜的試驗項目及標準要求

(直流電阻,絕緣電阻,直流耐壓(泄露電流),護層絕緣電阻)

目前交聯電纜的使用數量成倍增長,而安裝后及運行中的交聯電纜線路的試驗監測方法仍是國內外未能解決的技術課題。目前國際電工委員會IEC推薦的安裝后交聯電纜線路的試驗方法是:對於新安裝的電纜線路,a. 交流耐壓試驗,1.73U0,5min或U0,24h,或b.直流耐壓試驗,4U0(高壓電纜為3U0),15min,。我國交接試驗標準GB50150-91也規定直流耐壓4U0,15min。

實際上,實際經驗和理論分析已表明,直流耐壓試驗對交聯電纜會造成累積損傷效應,這是因為交聯聚乙烯絕緣的絕緣電阻非常高,在進行直流耐壓時,在雜質或缺陷處易於積累空間電荷而又不易於泄露掉,當電纜試驗中發生擊穿或在試驗完成後放電過程中(未經大電阻放電時),空間電荷瞬間釋放,會形成很強的衝擊電流,對絕緣造成新的不可恢復性損壞。而且每次試驗都會累積損傷,造成電纜過早擊穿。而且,交聯電纜泄露電流往往小於1μA,現場測試不容易測准,不如油紙電纜那樣有效。因此,1996年新頒布的電氣設備預防性試驗規程,原則上已取消了直流耐壓試驗,只是在新作終端或接頭后才作,其目的是為了檢驗終端或接頭的製作質量,相當於交接試驗,試驗電壓也是參照IEC60502及IEC60840標準的原則,規定為4.2U0或3U0。而且對泄露電流也不考慮不平衡係數。泄露電流仍然作為一種參考指標,不作為是否投入運行的判據。

今後國內外均會以開發交流試驗方法為主。目前為了彌補運行中交聯電纜缺乏有效有監測方法上的不足,新的IEC標準60502已將交聯電纜的試驗標準提高了,以提高電纜產品存今後運行中的可靠性。其中,出廠試驗中局部放電指標由原來的1.5U0,20Pc,改為1.73U0,10Pc;交流耐壓試驗由原來的2.5 U0改為3.5 U0。可見,對於使用交聯電纜來說,選擇高質量的產品是至關重要的,否則一但投入運行后,不僅監測方法上存在不足,而且出現故障時,大多數為高阻和閃絡性故障,故障探測難度也比油紙電纜大得多。

目前,為了滿足現場大量交聯電纜運行性能監測的需要,新的預防性試驗規程中增加一些新的項目。其出發點是考慮到當前交聯電纜損壞多數為外力破壞,絕緣老化問題還為時過早,如果能監測電纜的護套及屏蔽層無故障損壞,則應該認為電纜的主絕緣也未受到破壞。因此新的項目都是檢測主絕緣以外部分的性能的。

新增加的主要內容有:

a) 測量外護套及內襯層氣的絕緣電阻,測量值如果低於0.5MΩ/km,則可能有破壞進水的可能;

b) 這時再測量銅屏蔽與鎧裝鋼帶間是否出現的電極電位來判斷電纜是否已進了水。因為地下水是一種電解質銅與鍍鋅鋼帶在有水的情況下會形成原電池,產生約IV的電極電位。或者也可用萬用表輪換測量鎧裝對地或鎧裝對銅屏蔽層的絕緣電阻,因為如果有原電池的存在,則會使正反兩次測得的絕緣電阻值有較大差別,也能說明電纜是否破損進水。外護套破壞不一定要立即修理,但內初層破損進水后,水分直接與電纜芯接觸並可能會腐蝕銅屏蔽層,一般應儘快檢修。

c) 另外,新規程還規定,為了完成上述這些新檢測項目,同時也為今後開展各種在線檢測取信號的方便,新的交聯電纜附件安裝製作時,應將電纜的銅屏蔽和鎧裝的接地分別引出,在接地點再固定在一起而且應能分別打開,以滿足所要求的各項檢測的需要。

d) 另外一項是測量導體和銅屏蔽層的直流電阻,並監測兩者之比值。若發現比值變大或變小,可分別說明銅屏蔽層可能因進潮而受到腐蝕,或主導體接頭有接觸不良的問題。

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