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用交流电压进行高压XLPE绝缘电缆线路的现场试验

[电力机车论文]    

  数千米长的电缆线路具有大电容,例如10 km长的110 kV交联聚乙烯(XLPE)绝缘电缆,按其截面积的不同,电容可达2~3 μF。如果在系统的频率(50 Hz)下用交流电压进行现场试验,就需要很大的无功功率。如上所述的电缆,在160 kV(2.5 u0)下进行交流电压试验,则可能需要高达20 MVA的试验功率。常规的交流电压试验设备(运行频率50 Hz)的缺点在于其单位试验功率的重量较大,达100~200 N/kVA,试验设备的运输很不经济,而且需要在现场提供相当大的电源。

  众所周知,油浸纸绝缘电力电缆的现场试验一般都采用直流电压。试验时可以同时测量泄漏电流,由泄漏电流的变化或者泄漏电流与试验电压的关系,可用以判断绝缘状况。数十年对油浸纸绝缘电力电缆采用直流耐压试验的实践,已证明其作为现场定期预防性试验项目能得出满意的试验结果,这也就是充油和压气电缆用直流电压进行现场试验的理由。这个试验方法也同样用于高压XLPE绝缘电缆,它似乎是唯一可行的方法。

1 XLPE绝缘电缆线路用直流耐压试验的缺点

  高压XLPE电缆线路的运行试验表明,现场采用直流耐压试验不能有效地检出有缺陷的XLPE绝缘电缆及附件。各国运行经验发现通过直流耐压试验的XLPE绝缘电缆及附件在投入运行后有击穿故障发生。

  为此,CIGRE WG21-09工作组(高压挤包绝缘电缆试验)于1984年向世界各国电缆制造商和电力公司调查,并组织进行模拟结构样品试验,进一步确认高压XLPE绝缘电缆采用直流耐压试验是不恰当的,其存在以下明显的缺点:

  a)直流电压下绝缘电场分布与交流电压下电场分布不同,前者按电阻率分布,而后者按介电系数分布,尤其在电缆终端和接头等高压电缆附件中,直流电场强度的分布与交流电场强度分布完全不同。这往往造成交流工作电压下有缺陷部位在直流耐压的现场试验时不会击穿而被检出,或者在交流工作电压下绝不会产生问题的部位,而在直流耐压现场试验时发……

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