不難發現電纜絕緣狀況的好壞與(yǔ)電纜的局部放電(diàn)量有直接關係,一(yī)旦局部放電量超標,極有可能存在影響電纜正常(cháng)運行的安全隱患,因此通過(guò)電纜局部放電量的準確測(cè)量是最直(zhí)接的判斷方(fāng)法。國內外專家(jiā)學者以及IEEE國際大電網會議等機構建議,局部放電試驗是檢驗XLPE電纜的絕緣狀態的最好方式。
電力電纜局部放電檢測技術(shù)包括直流耐壓法(fǎ)、交(jiāo)流耐壓法、超低頻(pín)法和振蕩波法(fǎ)。由(yóu)於電纜等效電容值大,在現場條件下進行局(jú)部放(fàng)電檢測難度較大,常用方法包括了直(zhí)流耐壓法和交流諧振耐壓法。
直流耐壓法用於測量電纜(lǎn)的局部放(fàng)電信號(hào),方法是通過采取(qǔ)高壓(yā)直流(liú)電壓來測(cè)量局放信號,施加的直流電壓會在電纜芯線與外皮之間累積空間(jiān)電荷,累積的空間電(diàn)荷與電纜正(zhèng)常運行電壓疊(dié)加後會產生遠高於額定電壓的過電壓(yā),對電纜絕緣造成損傷,因此直流耐壓法近年來使用的越來越少,有些部門甚至禁止對電(diàn)纜做直流耐(nài)壓測試(shì)。
下圖所(suǒ)示為串諧電路,當電容值與(yǔ)電感值為一特殊數字時,該電路會發生串諧現象,此時電(diàn)抗器上的電壓與電容器上的電壓(yā)數值(zhí)相等、相位相反,並且電壓值遠高於輸入電壓。電纜(lǎn)屬於(yú)電容性設(shè)備(bèi),所以能夠作為回路中(zhōng)的電容值,再通過調節電感L或電源的頻率,可(kě)上產生一個高電壓值U0。串聯諧振時,Q為品質因(yīn)素,Q=2πf L/R0 。
工頻(pín)串諧(xié)耐壓實驗是利(lì)用調節電感值大小,與電纜電容(róng)形成串諧,可以模擬實際運行情況,是測試XLPE電纜最合適的方法(fǎ),既(jì)能夠掌握(wò)絕緣泄漏大小,也(yě)能真(zhēn)實反應電纜的(de)耐壓特性。變頻(pín)諧振試(shì)驗的設備具有調諧方便、重量輕(qīng)、易於移動的優點,因此在XLPE電力電纜的(de)現場運用的比較廣泛。
GB50150-2016《電氣裝置安裝工(gōng)程電氣設備交接試驗標準》中對(duì)塑膠電纜在20Hz-300Hz交流耐壓試驗電壓和時間如(rú)表所示。
額定電壓(yā)U/U0 | 試驗電壓 | 時(shí)間(min) |
18/30kV以下 | 2U0 | 15(或60) |
21/35-64/110kV | 2U0 | 60 |
127/220kV | 1.7U0(或1.4U0) | 60 |
190/330kV | 1.7U0(或1.3U0) | 60 |
290/500kV | 1.7U0(或1.1U0) | 60 |
但如果試驗電纜(lǎn)較長,幾公裏乃至十幾公裏的時候,就必須采用大功率或者更高電壓等級的設備,如發電機、試驗變壓器、諧振腔、變頻(pín)電源控製箱、局部放電檢測儀等,耦合電容和高壓電纜連接。同時這些設備的(de)吊裝、運輸需要必須利用大型吊車和車輛,成倍增(zēng)加了試驗成本,且在很多現場緊湊的條件下無法使用。如(rú)圖所示,長電纜的現場試驗(yàn)圖。

交流耐壓試驗現場圖
基於LCR的阻尼振蕩原理是振蕩波局部放電檢測技術的理(lǐ)論基(jī)石,在給電纜直流充電完成後,通過內置的高壓電抗(kàng)器以及實時固態開關與(yǔ)試品電纜(lǎn)產生(shēng)阻尼振蕩電壓波,在試品(pǐn)上施加類似工頻的正(zhèng)弦電壓波(bō),激發出缺陷處的局放信號進行采集。基於脈衝(chōng)電流法進行局放檢測,對被測電纜無傷(shāng)害,且檢測結果與工頻情況下非常接近。
耐壓試驗都有一定(dìng)的局限性,CIGRE SC21 WG21-09工作(zuò)組(zǔ)指出采用工頻交流電壓(yā)或(huò)近似工頻的交(jiāo)流電壓(30-300Hz)進行試驗,證實比其(qí)他試驗方(fāng)法有效。采用局(jú)部放電試驗與交流電壓試(shì)驗相(xiàng)結合的方法可能更為有效,但試驗方法尚在研究(jiū)與開發中。