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    交联电缆技术要求及交流耐压试验的状况       



    1 IEC标准对交联电缆技术要求的新趋势
      IEC60502—1997标准(适用于中低压1~30kV电缆)、IEC60840—1999标准(适用于高压45~150 k V电缆)、IEC62067—2001标准(适用于超高压220~550 kV电缆)已经颁布,对交联电缆产品技术要求有所不同,要求更加严格。
    1.1 局部放电量性能指标
        不同电缆的局部放电试验指标介绍如下:
    a)中低压电缆
      出厂试验,局部放电量由原来的在1.5 U0电压下不大于20 pC改为在1.73 U0电压下不大于10pC;型式试验,局部放电量由原来的在1.5 U0电压下不大于20 pC改为在1.73 U0电压下不大于5 pC。
    b)高压电缆
      出厂试验,局部放电量仍然是在1.5 U0电压下不大于10 pC;型式试验,局部放电量在1.5 U0电压下不大于5 pC。
    c)超高压电缆
      出厂试验规定,局部放电量在1.5 U0电压下为10 pC或在更低背景噪音的灵敏度下无可分辨的局部放电。
      型式试验规定,局部放电量在1.5 U0电压下为5 pC或在更低背景噪音的灵敏度下无可分辨的局部放电。
    1.2 耐压试验
        不同电缆耐压试验指标介绍如下:
        a)中低压电缆
      出厂试验,耐压值由原来的2.5 U0改为3.5 U0;型式试验,耐压值由原来的3 U0改为4 U0,耐压时间不变,为4 h。
        b)超高压电缆
      出厂试验,工频耐压试验以延长耐压时间来提验,除保留传统的试验项目外,还专门增加了一个预鉴定试验项目;高场强热循环试验,目的考核电缆系统的长期安全运行性能。
    1.3 安装敷设后的试验
      安装敷设后的试验强调交流耐压试验。最近几年,国内外均已达成共识,对于交联电缆的耐压试验,均优先采用交流试验方法,避免采用从油纸绝缘电缆试验方法套用过来的直流耐压试验。
      超高压电缆的试验,只允许采用交流试验方法,在20~300 Hz内进行交流耐压,在1.1 U0~1.7 U0选择电压。
      高压电缆的试验,将原来的直流方法,交流方法的选择顺序,改为交流方法,直流方法的选择顺序,强调优先采用交流试验方法。
      考虑到目前的实际情况和操作的方便性,对于新安装的中低压交联电缆试验仍保留了直流耐压试验。
    1.4 注重交联电缆产品的整体质量水平
      电缆本体只是电缆线路的一部分,电缆附件也是电缆线路必不可少的组成部分之一。只有电缆本体及其附件都能正常工作,输电电缆线路才能安全运行。为此,新标准专门增加了一个预鉴定试验项目———高场强热循环试验,其具体实施的方法是:在一年时间内,连续施加1.7倍额定运行电压,同时对电缆进行至少8 h加热和至少16 h冷却循环,共进行至少180个循环。试验结束后对电缆进行雷电冲击耐压试验,最后再对试品进行检查,应无潮气侵入、无泄漏、无腐蚀。试验全部通过后才认为预鉴定试验合格,才能安全地投入商业运行。
    2 电缆交流耐压试验的方法
      电力电缆一般都有比较大的电容量,在交流试验电压下呈现一个电容负载,长电力电缆要求容量很大的交流试验设备及试验电源。为了使较小容量的试验电源达到试验的目的,一般采用以下几种谐振方法进行试验。
    2.1 工频谐振试验变压器加固定电抗器补偿
      大部分电容电流由补偿电抗器提供,剩下一小部分电容电流与谐振试验变压器发生谐振,达到试验的目的。这一方法所需要的电源容量很小,只须提供整个回路的有功容量即可。采用这一方法必须有一台谐振变压器,其输出电压能达到试验电压外,还必须考虑谐振变压器的输出电流范围能和电抗器匹配,才能满足随机长度的电缆试品的需要。
    2.2 调感型串联谐振电抗器
      利用电缆线路的电容特性,使用可调电抗器与其发生工颇串联谐振。试验电源容量只须满足回路的有功损耗,对升压变压器容量、输出电压的要求比较小。只是由于可调电抗器的容量不可能做得太大(电抗器做到250 kV、额定电流2 A时,体积已经很大,一台8 t汽车只能装两台这种电抗器),还必须有一组(多个)固定的大电流电抗器与它配合,才能试到随机长度的电缆。
    2.3 调频串联谐振耐压
      选择适当的电抗器和电缆串联,使用频率可调的电源,经升压变压器给回路升压,调节电源频率,使回路中发生谐振并在电缆的端部产生高电压,达到试验的目的。
    3 目前国内的试验水平情况
      以前省内进行的电缆交流耐压试验一般都是委托广东省电力试验研究所完成的,其他单位基本上还没有能力开展电缆交流耐压试验的项目。原广州供电局试验所有一台调感电抗器可用于电缆的交流耐压试验(工频),但该台调感电抗器只能测试电压为220 kV,截面为1 200 mm2,长为382 m的电缆。
      广东省电力试验研究所进行电缆试验采用的是串联调频谐振耐压装置,其水平在国内处于领先地位,浙江省、华东所均使用该设备。这套设备的电源使用的是进口西门子公司的调频电源,调节方便、可靠,维修量小。调频电源后面是一台中间升压变压器,将调频电源电压从几百伏升到几千伏,再施加到电抗器与电缆组成的串联回路,改变电源频率,使回路进入谐振状态,再增加调频电源的输出电压,在电缆端部达到所需要的耐压试验电压。
      这套装置除用于进行电缆试验以外,还能将电抗器串联叠起来,完成110~500 kV的GIS耐压试验。另外,配以适当电感参数的中压(大约10kV)大电流(几十安培)电抗器后,还可以进行110kV和220 k V变压器的感应耐压、局部放电测量、中性点耐压等试验。
    4 目前深圳供电分公司的电缆试验状况
       深圳供电分公司过去110 k V电缆大多数采用日本三菱公司生产的电缆,标称截面积为630 mm2和800 mm2,最长约为5 km;220 kV电缆也大多数采用日本三菱公司生产的电缆,标称截面积为1 200mm2,目前已敷设的电缆最长约2.7 km。
       随着国内电缆制造水平的提高,1998年起深圳供电分公司在城网、农网建设项目中开始使用国产的交联电缆,并从2000年开始自己承担110 kV交联电缆的竣工交流耐压试验。由于有足够大容量的调频电源以及4台额定电压为250 kV、额定电流20 A的电抗器,电气试验部门有能力完成220 kV乃至500 kV交联电缆的交流耐压试验,可以测试最大长度约5.9 km,220 kV的电缆,不足地方在耐压试验的过程中还不能监视电缆的局部放电情况。
    5结束语
        出于安全运行的考虑,对电缆产品的要求越来越严,电缆的制造质量也越来越得到重视。目前检查电缆安装质量的主要手段是交接耐压试验,但耐压试验有其特定的局限性——对制造过程中带来的微小气隙及安装中存在的微小缺陷无法及时发现,这些缺陷都会在日后的运行中逐渐发展而威胁设备的安全运行。在交接试验中引入局部放电的测量将是以后的发展方向。



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