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    高壓電纜試驗及檢測方法

    時間:2020-02-24 作者:admin

    1. 電纜主絕緣的絕緣電阻測量 

    1.1試驗目的

    初步判斷主絕緣是否受潮、老化,檢查耐壓試驗后電纜主絕緣是否存在缺陷。

    絕緣電阻下降表示絕緣受潮或發生老化、劣化,可能導致電纜擊穿和燒毀

    只能有效地檢測出整體受潮和貫穿性缺陷,對局部缺陷不敏感。

    1.2測量方法

    分別在每一相測量,非被試相及金屬屏蔽(金屬護套)、鎧裝層一起接地

    采用兆歐表,推薦大容量數字兆歐表(如:短路電流>3mA)。

    0.6/1kV電纜測量電壓1000V  。

    0.6/1kV以上電纜測量電壓2500V  。   

    6/6kV以上電纜也可用5000V,對110kV及以上電纜而言,使用5000V或10000V的電動兆歐表,電動兆歐表最好帶自放電功能。每次換接線時帶絕緣手套,每相試驗結束后應充分接地放電。

    電動兆歐表

    1.3試驗周期交接試驗新作終端或接頭后

    1.4注意問題

    兆歐表“L”端引線和“E”端引線應具有可靠的絕緣。

    測量前后均應對電纜充分放電,時間約2-3分鐘。

    若用手搖式兆歐表,未斷開高壓引線前,不得停止搖動手柄。

    電纜不接試驗設備的另一端應派人看守,不準人靠近與接觸。

    如果電纜接頭表面泄漏電流較大,可采用屏蔽措施,屏蔽線接于兆歐表“G”端。

    1.5主絕緣絕緣電阻值要求

    交接:耐壓試驗前后進行,絕緣電阻無明顯變化。

    預試:大于1000MΩ電纜主絕緣絕緣電阻值參考標準

    注:表中所列數值均為換算到長度為1km時的絕緣電阻值。

    換算公式R換算= R測量/L,L為被測電纜長度。當電纜長度不足1km時,不需換算。

    2. 電纜主絕緣耐壓試驗 

    2.1耐壓試驗類型

    電纜耐壓試驗分直流耐壓試驗與交流耐壓試驗。


    直流耐壓試驗適用于紙絕緣電纜,橡塑絕緣電力電纜適用于交流耐壓試驗。我們常規用的電纜為交流聚乙烯絕緣電纜(橡塑絕緣電力電纜),所以我們下面只介紹交流耐壓試驗。

    2.2耐壓試驗接線圖耐壓試驗接線圖

    2.3耐壓標準

    對110kV及以上電纜而言,推薦使用頻率為20hz~ 300Hz諧振耐壓試驗。交接時交流耐壓標準如下表:

    對110kV及以上電纜而言,推薦使用頻率為20hz~ 300Hz諧振耐壓試驗。預試時交流耐壓標準如下表:

    3. 電纜外護套絕緣電阻測量 

    3.1試驗目的

    檢測電纜在敷設后或運行中外護套是否損傷或受潮。

    外護套破損的原因有:敷設過程中受拉力過大或彎曲過度;敷設或運行中由于施工和交通運輸等直接外力作用;終端/中間接頭受內部應力、自然拉力、電動力作用;白蟻吞噬、化學物質腐蝕等。

    3.2測量方法

    對110kV及以上電纜而言,使用500V的電動兆歐表,電動兆歐表最好帶自放電功能。每次換接線時帶絕緣手套,每相試驗結束后應充分接地放電。試驗時必須將護層過電壓保護器斷開。

    GB50150-2006、Q/CSG 1 0007-2004要求外護套絕緣電阻值交接及預試不低于0.5MΩ/km。

    3.3試驗周期交接試驗3年(對外護套有引出線者進行)

    3.4注意問題

    兆歐表“L”端引線和“E”端引線應具有可靠的絕緣。

    測量前后均應對電纜金屬護層充分放電,時間約2-3分鐘。

    若用手搖式兆歐表,未斷開高壓引線前,不得停止搖動手柄。

    電纜不接試驗設備的另一端應派人看守,不準人靠近與接觸。

    4. 電纜外護套直流耐壓試驗 

    4.1試驗目的

    檢測電纜在敷設后或運行中外護套是否損傷或受潮。

    4.2試驗電壓

    試驗時必須將護層的過電壓保護器斷開

    交接試驗--直流10kV,持續時間1min

    預防性試驗--直流5kV,持續時間1min

    4.3試驗周期交接試驗3年

    4.4試驗判斷

    不發生擊穿。

    4.5檢測部位

    非金屬護套與接頭外護層(對外護層厚度2mm以上,表面涂有導電層者,基本上即對110kV及以上電壓等級電纜進行)。

    對于交叉互聯系統,直流耐壓試驗在交叉互聯系統的每一段上進行,試驗時將電纜金屬護層的交叉互聯連接斷開,被試段金屬護層接直流試驗電壓,互聯箱中另一側的非被試段電纜金屬護層接地,絕緣接頭外護套、互聯箱段間絕緣夾板、引線同軸電纜連同電纜外護層一起試驗。交叉互聯接地方式A相第一段外護層直流耐壓試驗原理接線圖 

    4.7典型缺陷及缺陷分析

    序號①缺陷屬典型施工問題,故障點定位后,施工方即說明該處電纜曾經被鐵鍬扎傷過,經處理后試驗即通過,這一缺陷暴露了施工管理存在的問題。

    序號②同類絕緣接頭安裝錯誤在兩回電纜中發現了4處,反映出附件安裝人員水平較低,外護套試驗檢測出缺陷避免了類似序號⑤運行故障的發生。

    序號③缺陷原因也在于施工管理不嚴格,序號④缺陷原因在于附件安裝質量差。

    序號⑤為某單位一起110kV電纜故障實例,同時暴露出附件安裝與交接試驗兩方面都存在問題。

    首先,廠家工藝要求不合理,電纜預制件的銅編織帶外層只要求一層半搭絕緣帶,而且預制件在銅殼內嚴重偏心,導致絕緣裕度不夠。 

    其次,在電纜外護層直流10kV/1min耐壓試驗時,試驗電壓把僅有的一層絕緣帶擊穿,但試驗時互聯箱中另一側非被試段金屬護層未接地,導致缺陷未及時被發現。

    帶電運行后,絕緣接頭內部導通,造成電纜護套交叉互聯系統失效,護套產生約幾十安培感應電流。感應電流流過接頭的銅編織與銅殼接觸處,產生的熱量將中間接頭預制件燒融,燒融區域破壞了橡膠預制件的應力錐的絕緣性能,場強嚴重畸變,接頭被瞬間擊穿,導體對銅殼放電,導致線路跳閘。

    5. 測量金屬屏蔽層電阻和導體電阻比 

    5.1試驗目的

    測量金屬屏蔽層電阻和導體電阻可以監視其受腐蝕變化情況,測量電阻比可以消除溫度對直流電阻測量的影響。

    5.2試驗周期交接試驗

    5.3試驗方法

    用雙臂電橋測量在相同溫度下的金屬屏蔽層和導體的直流電阻。

    5.4試驗判斷

    與投運前的測量數據相比較不應有較大的變化。當前者與后者之比與投運前相比增加時,表明屏蔽層的直流電阻增大,銅屏蔽層有可能被腐蝕;當該比值與投運前相比減少時,表明附件中的導體連接點的接觸電阻有增大的可能。

    6.2交叉互聯效果及構成

    相比不交叉互聯,金屬護層流過的電流大大降低。非接地端金屬護層上最高感應電壓為最長長度那一段電纜金屬護層上感應的電壓。

    交叉互聯必須斷開金屬護層,斷口間與對地均需絕緣良好,一般采用互聯箱進行電纜金屬護層的交叉互聯。

    接地端金屬護層通過同軸電纜引入直接接地箱接地;非接地端金屬護層通過同軸電纜引入交叉互聯接地箱,箱內裝有護層過電壓保護器限制可能出現的過電壓。

    6.3交叉互聯性能檢驗

    電纜外護套、絕緣接頭外護套與絕緣夾板的直流耐壓試驗

    試驗時必須將護層過電壓保護器斷開,在互聯箱中將另一側的三段電纜金屬套都接地,使絕緣接頭的絕緣環也能結合在一起進行試驗。  

    非線性電阻型護層過電壓保護器試驗

    以下兩項均為交接試驗項目,預防性試驗選做其中一個。

    伏安特性或參考電壓,應符合制造廠的規定。

    非線性電阻片及其引線的對地絕緣電阻,用1000V兆歐表測量引線與外殼之間的絕緣電阻,其值不應小于10MΩ。  

    互聯箱閘刀(或連接片)接觸電阻和連接位置的檢查 

    連接位置應正確無誤。

    在正常工作位置進行測量,接觸電阻不應大于20μΩ。

    交叉互聯性能檢驗

    交接試驗推薦采用的方式,應作為特殊試驗項目。 

    使所有互聯箱連接片處于正常工作位置,在每相電纜導體中通以大約100A的三相平衡試驗電流。在保持試驗電流不變的情況下,測量最靠近交叉互聯箱處的金屬套電流和對地電壓。測量完后將試驗電流降至零,切斷電源。然后將最靠近的交叉互聯箱內的連接片重新連接成模擬錯誤連接的情況,再次將試驗電流升至100A,并再測量該交叉互聯箱處的金屬套電流和對地電壓。測量完后將試驗電量降至零,切斷電源,將該交叉互聯箱中的連接片復原至正確的連接位置。最后再將試驗電流升至100A,測量電纜線路上所有其它交叉互聯箱處的金屬套電流和對地電壓。

    試驗結果符合下述要求則認為交叉互聯系統的性能是滿意的:

    1) 在連接片作錯誤連接時,試驗能表明存在異乎尋常大的金屬套電流;

    2) 在連接片正確連接時,將測得的任何一個金屬套電流乘以一個系數(它等于電纜的額定電流除以上述的試驗電流)后所得的電流值不會使電纜額定電流的降低量超過3%;

    3) 將測得的金屬套對地電壓乘以上述2)項中的系數后不超過電纜在負載額定電流時規定的感應電壓的最大值。 

    7. 檢查電纜線路兩端的相位 

    7.1試驗目的

    新建線路投入運行前和運行中的線路連接方式變動后,核對其兩端的相位和相序,防止相位錯誤造成事故。

    7.2試驗周期交接試驗。

    7.3試驗方法

    檢查電纜線路的兩端相位應一致,并且與電網相位相符合。對110kV及以上的電纜線路,均需在停電狀態完成,其方法與架空線路基本一致。

    8. 電纜線路參數測量 

    8.1試驗目的

    電纜線路直流電阻、正序阻抗、零序阻抗測量、電容測量作為新建線路投入運行前和運行中的線路連接方式變動后,有關計算(如系統短路電流、繼電保護整定值等)的實際依據。

    8.2試驗周期交接試驗。

    8.3試驗方法

    與架空線路參數相同。因為電纜的正序電容和零序電容相同,故通常只用導體與金屬屏蔽間的電容表示

    9. 紅外及接地電流檢測

    用紅外熱像儀測量,對電纜終端接頭和非直埋式中間頭進行測量,分兩種類項缺陷:

    電流致熱型缺陷:電纜終端接頭的金屬導體

     電壓致熱型缺陷:終端接頭應力錐的中后部位;非直埋式中間頭

    電流致熱型缺陷判據:

      1. 一般缺陷:電纜終端接頭的金屬導體相對溫差小于15K;

      2. 嚴重缺陷:電纜終端接頭的金屬導體熱點溫度大于80℃;或相對 不平衡率>80%;

      3. 危急缺陷:電纜終端接頭的金屬導體熱點溫度大于110℃;或相對 不平衡率>95%

    帶電測試外護套的接地電流:用鉗形電流表測試,單回路敷設電纜線路,一般不大于電纜負荷的10%;多回路敷設電纜線路,應注意外護套接地電流的變化趨勢,如有異常變化,應查明原因。

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