目前,交联聚乙烯电缆的应用越来越广泛。除部分原油浸式电缆外,新敷设的电缆基本采用交联电缆。然而,由于交联电缆的材料和结构与油浸式电缆的差异很大,原有的DC耐压试验方法不再适合交联电缆的试验,其局限性和危害性已得到广泛认可。主要原因如下:①在DC耐压试验中,电缆上施加的电压按电阻分布,不能反映交流电压下电容分布的运行情况,不能有效检测交流电压下电缆的绝缘缺陷;②DC电压试验后,交联聚乙烯电缆将有空间电荷积累。当电缆投入运行时,残留的DC电荷将叠加在交流峰值上,使电缆的运行电压大于额定电压,加速电缆的绝缘老化,并可能导致绝缘突破。
因此,按照《GB/T3048.《中华人民共和国电线电缆电性能试验方法交流电压试验规程》规定,探讨交流耐压试验的原理和方法。
1.交流耐压试验的原理
目前,交流耐压试验主要通过谐振产生所需的交流电压进行。这种谐振耐压试验方法是通过改变试验系统的电感和试验频率,使电路处于谐振状态。这样,试验电路中的大部分容性电流就抵消了电抗器上的感性电流,电源提供的能量只是电路中消耗的有功功率和试验容量的1/Q(Q为试验回路的谐振倍数或质量因数)。这样可以大大降低试验设备的容量,其重量也大大降低。
由于重量大,可移动性差,主要用于实验室。调频是利用电抗器上的电感与被试电容串联实现电容谐振,在被试产品上获得高电压、大电流的新方法,已得到广泛应用。
调频系列谐振试验可改变电源波形畸变,获得更好的正弦电压波形,有效防止谐波峰值对试验产品的误穿。当变频系列谐振工作处于谐振状态时,当试验产品的绝缘点被击穿时,电流立即脱谐,电路电流迅速下降到正常试验电流的几十分之一;当闪络击穿时,由于谐振条件的丧失,除了短路电流立即下降外,高电压也立即消失,电弧可以消除。恢复电压的重建过程很长,在再次达到闪络电压时很容易断开电源。以确保测试设备和测试人员的安全。
频率调节范围为30~3000Hz。
2交流耐压试验方法
由于电缆电容量大,如果现场进行工频耐压试验,很难实现大容量试验设备。最近,变频串联谐振试验和变频串频串联谐振试验和变频串联并联谐振试验被广泛应用。这两种试验方法的主要区别在于试验容量的不同。当试验电压高,电缆容量大时,采用串联并联方法。一般来说,如果低压电缆不长,可以满足串联谐振试验方法的容量。
3试验中的注意事项
⑴试验装置各连接线不能接错,特别是接地线不能接错,必须可靠接地,否则会对试验设备造成损坏。
⑵接地线应短、厚、直,接地点应靠近分压器。一旦试验被击穿,击穿电压将立即降至零,因为du/dt很大,通过放电点和电路的电流可以达到千安以上。如果接地线不直(绕组),可能会产生寄生电感,接地线可能会产生过电压。接地线短可使分压器靠近地面,通过分压器形成电流,保护其他电气设备和试验人员的安全。
⑶高压电缆必须在试验后对地放电。
4结束语
对于交联聚乙烯电缆,DC耐压试验不能满足生产交接试验的要求。只有交流耐压试验才能更好地模拟交联电缆的实际运行情况,有效检查电缆缺陷,减少设备故障,确保供电稳定、安全、可靠。