目前國内在交聯電纜交接試驗中存在的(de)問題,從設備和(hé)标準上論述了(le)變頻(pín)諧振裝置在進行高(gāo)壓電力電纜現場(chǎng)交流耐壓的(de)可(kě)行性。
一、問題的(de)提出:
1、問題及現狀
近年來(lái)随著(zhe)城(chéng)網改造工程的(de)實施,高(gāo)壓交聯電纜開始大(dà)量使用(yòng)。按照(zhào)IEC840或CIGRE WG21.0 3建議(yì)規程,現場(chǎng)試驗的(de)目的(de)不是爲了(le)檢驗電纜的(de)制造質量或電纜附件的(de)制造質量的(de)好壞,其制造質量已在型式試驗和(hé)出廠試驗中證實。現場(chǎng)竣工驗收試驗的(de)目的(de)是檢查電纜的(de)敷設、附件的(de)安裝是否正确及電纜在運輸、搬運、存放、敷設和(hé)回填的(de)過程中,是否有受到意外損害。在交聯電纜投運前的(de)試驗手段上由于被試容量大(dà)和(hé)試驗設備的(de)原因,很長(cháng)時(shí)間以來(lái),仍沿襲使用(yòng)直流耐壓的(de)試驗方法,但存在很多(duō)缺陷。因此,使用(yòng)非直流的(de)方法對(duì)交聯電纜進行耐壓試驗就越來(lái)越受到人(rén)們的(de)重視。
2、标準問題
便攜式交聯電纜交流耐壓試驗裝置由于設備容量和(hé)體積等問題,目前國家尚無高(gāo)壓電力電纜敷設後在現場(chǎng)進行交流耐壓試驗的(de)相應标準。
南(nán)方電網公司2004年發布的(de)企業标準之《電力設備預防性試驗規程》内容中在XLPE電纜主絕緣耐壓試驗一項中規定了(le)電纜的(de)交流耐壓試驗标準,其試驗頻(pín)率推薦爲20~300Hz,35kV及以下(xià)電纜試驗電壓爲1.6倍的(de)相電壓,110kV電纜試驗電壓爲1.36倍的(de)相電壓,220kV及以上電纜試驗電壓爲1.12倍的(de)相電壓。CIGRI國際大(dà)電網工作會議(yì)21工作組的(de)《高(gāo)壓擠包絕緣電纜竣工驗收試驗建議(yì)導則》中對(duì)目前采用(yòng)的(de)直流耐壓試驗方法提出疑議(yì),并推薦使用(yòng)工頻(pín)及近似工頻(pín)(30~300Hz)的(de)交流試驗方法。IEC60840标準中在45~150kV敷設後電纜試驗标準中除原直流試驗标準外,增加了(le)1.7U0 5min或1 U0 24h的(de)交流試驗标準。而在220kV等級中IEC 62067/CD草(cǎo)案中則取消了(le)電纜敷設後試驗中直流試驗的(de)标準,隻有交流試驗的(de)要求,即20~300Hz1.4 U0 60min。
二、交流耐壓試驗方法的(de)選擇:
1、超低頻(pín)0.1Hz耐壓試驗
因被試XLPE電纜的(de)電容量很大(dà),工頻(pín)試驗時(shí)所需試驗變壓器的(de)容量也(yě)要很大(dà),導緻試驗設備笨重而不适于現場(chǎng)使用(yòng)。采用(yòng)0.1Hz作爲試驗電源,理(lǐ)論上可(kě)以将試驗變壓器的(de)容量降低到1/500,試驗變壓器的(de)重量可(kě)大(dà)大(dà)降低,可(kě)以較容易地移動到現場(chǎng)進行試驗。目前,便攜式交聯電纜交流耐壓試驗裝置此種方法主要應用(yòng)于中低壓電纜的(de)試驗,由于試驗條件的(de)真實性畢竟不如近工頻(pín)交流電壓,電壓等級偏低,還(hái)不能用(yòng)于110kV及以上的(de)高(gāo)壓電纜試驗。
變頻(pín)諧振試驗系統不但能滿足高(gāo)壓 XLPE電纜的(de)耐壓要求,而且具有重量輕、可(kě)移動性好的(de)優點,适宜現場(chǎng)試驗。經分(fēn)析比較,變頻(pín)串聯諧振成套試驗裝置,該裝置采用(yòng)固定電抗器作爲諧振電抗器,以調頻(pín)的(de)方式實現諧振,頻(pín)率的(de)調節範圍爲30~300Hz,符合南(nán)方電網公司2004年發布的(de)企業标準之《電力設備預防性試驗規程》内容中推薦使用(yòng)頻(pín)率20~300Hz的(de)諧振耐壓試驗
2、振蕩電壓試驗
振蕩電壓試驗是用(yòng)直流電源給電纜充電,當達到試驗電壓後使放電間隙擊穿而通(tōng)過電感線圈放電,對(duì)電纜施加一定電壓幅位、頻(pín)率爲kHz級的(de)衰減振蕩波電壓作爲擠包絕緣電纜線路的(de)竣工試驗方法的(de)另一種途徑。此種方法比直流耐壓試驗方法有效,但與工頻(pín)電壓試驗相比, 其檢查電纜主絕緣和(hé)附件缺陷的(de)效果仍不理(lǐ)想, 一是波的(de)衰減厲害,難以滿足長(cháng)電纜的(de)需要;二是使局放增大(dà),對(duì)電纜有較大(dà)傷害。
3、諧振耐壓試驗
諧振耐壓試驗方法是通(tōng)過改變試驗系統的(de)電感量和(hé)試驗頻(pín)率,便攜式交聯電纜交流耐壓試驗裝置使回路處于諧振狀态,這(zhè)樣試驗回路中試品上的(de)大(dà)部分(fēn)容性電流與電抗器上的(de)感性電流相抵消,電源供給的(de)能量僅爲回路中消耗的(de)用(yòng)功功率,爲試品容量的(de)1/Q(Q爲系統的(de)諧振倍數);因此試驗電源的(de)容量在降低,重量大(dà)大(dà)減輕。諧振耐壓試驗系統按調節方式分(fēn)爲調感式和(hé)調頻(pín)式兩種。
可(kě)調電感型諧振試驗系統可(kě)以滿足耐壓要求,但由于重量大(dà),可(kě)移動性差,主要用(yòng)于試驗室。變頻(pín)串聯諧振耐壓試驗是利用(yòng)電抗器的(de)電感與被試品電容實現電容諧振,在被試品上獲得(de)高(gāo)電壓、大(dà)電流,是當前高(gāo)電壓試驗的(de)一種新的(de)方法與潮流,在國内外已經得(de)到廣泛的(de)應用(yòng)。變頻(pín)串聯諧振是諧振式電流濾波電路,能改善電源波形畸變,獲得(de)較好的(de)正弦電壓波形,有效防止諧波峰值對(duì)被試品的(de)誤擊穿。變頻(pín)串聯諧振工作在諧振狀态,當被試品的(de)絕緣點被擊穿時(shí),電流立即脫諧,回路電流迅速下(xià)降爲正常試驗電流的(de)數十分(fēn)之一。發生閃絡擊穿時(shí),便攜式交聯電纜交流耐壓試驗裝置因失去諧振條件,除短路電流立即下(xià)降外,高(gāo)電壓也(yě)立即消失,電弧即可(kě)熄滅。其恢複電壓的(de)再建立過程很長(cháng),很容易在再次達到閃絡電壓斷開電源,所以适用(yòng)于高(gāo)電壓、大(dà)容量的(de)電力設備的(de)絕緣耐壓試驗。
下(xià)一篇:淺析變壓器-環氧澆注式與浸漬式優缺點及市場(chǎng)前景