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高压电缆试验及检测方法

发布时间:2018-01-04 作者:wubaiyi

1. 电缆主绝缘的绝缘电阻测量
1.1试验目的
初步判断主绝缘是否受潮、老化,检查耐压试验后电缆主绝缘是否存在缺陷。
绝缘电阻下降表示绝缘受潮或发生老化、劣化,可能导致电缆击穿和烧毁。
只能有效地检测出整体受潮和贯穿性缺陷,对局部缺陷不敏感。
1.2测量方法
分别在每一相测量,非被试相及金属屏蔽(金属护套)、铠装层一起接地。
采用兆欧表,推荐大容量数字兆欧表(如:短路电流>3mA)。
0.6/1kV电缆测量电压1000V  。
0.6/1kV以上电缆测量电压2500V  。   
6/6kV以上电缆也可用5000V,对110kV及以上电缆而言,使用5000V或10000V的电动兆欧表,电动兆欧表**带自放电功能。每次换接线时带绝缘手套,每相试验结束后应充分接地放电。
电动兆欧表
1.3试验周期
交接试验
新作终端或接头后
1.4注意问题
兆欧表“L”端引线和“E”端引线应具有可靠的绝缘。
测量前后均应对电缆充分放电,时间约2-3分钟。
若用手摇式兆欧表,未断开高压引线前,不得停止摇动手柄。
电缆不接试验设备的另一端应派人看守,不准人靠近与接触。
如果电缆接头表面泄漏电流较大,可采用屏蔽措施,屏蔽线接于兆欧表“G”端。
1.5主绝缘绝缘电阻值要求
交接:耐压试验前后进行,绝缘电阻无明显变化。
预试:大于1000MΩ
电缆主绝缘绝缘电阻值参考标准
注:表中所列数值均为换算到长度为1km时的绝缘电阻值。
    换算公式R换算= R测量/L,L为被测电缆长度。
    当电缆长度不足1km时,不需换算。
2. 电缆主绝缘耐压试验
2.1耐压试验类型
电缆耐压试验分直流耐压试验与交流耐压试验。
直流耐压试验适用于纸绝缘电缆,橡塑绝缘电力电缆适用于交流耐压试验。我们常规用的电缆为交流聚乙烯绝缘电缆(橡塑绝缘电力电缆),所以我们下面只介绍交流耐压试验。
2.2耐压试验接线图
耐压试验接线图
2.3耐压标准
对110kV及以上电缆而言,推荐使用频率为20hz~ 300Hz谐振耐压试验。交接时交流耐压标准如下表:
对110kV及以上电缆而言,推荐使用频率为20hz~ 300Hz谐振耐压试验。预试时交流耐压标准如下表:
3. 电缆外护套绝缘电阻测量
3.1试验目的
检测电缆在敷设后或运行中外护套是否损伤或受潮。
外护套破损的原因有:敷设过程中受拉力过大或弯曲过度;敷设或运行中由于施工和交通运输等直接外力作用;终端/中间接头受内部应力、自然拉力、电动力作用;白蚁吞噬、化学物质腐蚀等。
3.2测量方法
对110kV及以上电缆而言,使用500V的电动兆欧表,电动兆欧表**带自放电功能。每次换接线时带绝缘手套,每相试验结束后应充分接地放电。试验时**将护层过电压保护器断开。
GB50150-2006、Q/CSG 1 0007-2004要求外护套绝缘电阻值交接及预试不低于0.5MΩ/km。
3.3试验周期
交接试验
3年(对外护套有引出线者进行)
3.4注意问题
兆欧表“L”端引线和“E”端引线应具有可靠的绝缘。
测量前后均应对电缆金属护层充分放电,时间约2-3分钟。
若用手摇式兆欧表,未断开高压引线前,不得停止摇动手柄。
电缆不接试验设备的另一端应派人看守,不准人靠近与接触。
4. 电缆外护套直流耐压试验
4.1试验目的
检测电缆在敷设后或运行中外护套是否损伤或受潮。
4.2试验电压
试验时**将护层的过电压保护器断开
交接试验--直流10kV,持续时间1min
预防性试验--直流5kV,持续时间1min
4.3试验周期
交接试验
3年
4.4试验判断
不发生击穿。
4.5检测部位
非金属护套与接头外护层(对外护层厚度2mm以上,表面涂有导电层者,基本上即对110kV及以上电压等级电缆进行)。
对于交叉互联系统,直流耐压试验在交叉互联系统的每一段上进行,试验时将电缆金属护层的交叉互联连接断开,被试段金属护层接直流试验电压,互联箱中另一侧的非被试段电缆金属护层接地,绝缘接头外护套、互联箱段间绝缘夹板、引线同轴电缆连同电缆外护层一起试验。
交叉互联接地方式A相**段外护层直流耐压试验原理接线图
4.7典型缺陷及缺陷分析
序号①缺陷属典型施工问题,故障点定位后,施工方即说明该处电缆曾经被铁锹扎伤过,经处理后试验即通过,这一缺陷暴露了施工管理存在的问题。
序号②同类绝缘接头安装错误在两回电缆中发现了4处,反映出附件安装人员水平较低,外护套试验检测出缺陷避免了类似序号⑤运行故障的发生。
序号③缺陷原因也在于施工管理不严格,序号④缺陷原因在于附件安装质量差。
序号⑤为某单位一起110kV电缆故障实例,同时暴露出附件安装与交接试验两方面都存在问题。
首先,厂家工艺要求不合理,电缆预制件的铜编织带外层只要求一层半搭绝缘带,而且预制件在铜壳内严重偏心,导致绝缘裕度不够。
其次,在电缆外护层直流10kV/1min耐压试验时,试验电压把仅有的一层绝缘带击穿,但试验时互联箱中另一侧非被试段金属护层未接地,导致缺陷未及时被发现。
带电运行后,绝缘接头内部导通,造成电缆护套交叉互联系统失效,护套产生约几十安培感应电流。感应电流流过接头的铜编织与铜壳接触处,产生的热量将中间接头预制件烧融,烧融区域破坏了橡胶预制件的应力锥的绝缘性能,场强严重畸变,接头被瞬间击穿,导体对铜壳放电,导致线路跳闸。
5. 测量金属屏蔽层电阻和导体电阻比
5.1试验目的
测量金属屏蔽层电阻和导体电阻可以监视其受腐蚀变化情况,测量电阻比可以消除温度对直流电阻测量的影响。
5.2试验周期
交接试验
5.3试验方法
用双臂电桥测量在相同温度下的金属屏蔽层和导体的直流电阻。
5.4试验判断
与投运前的测量数据相比较不应有较大的变化。当前者与后者之比与投运前相比增加时,表明屏蔽层的直流电阻增大,铜屏蔽层有可能被腐蚀;当该比值与投运前相比减少时,表明附件中的导体连接点的接触电阻有增大的可能。
6. 交叉互联系统试验
6.1交叉互联系统示意图
6.2交叉互联效果及构成
相比不交叉互联,金属护层流过的电流大大降低。
非接地端金属护层上**感应电压为*长长度那一段电缆金属护层上感应的电压。
交叉互联**断开金属护层,断口间与对地均需绝缘良好,一般采用互联箱进行电缆金属护层的交叉互联。
接地端金属护层通过同轴电缆引入直接接地箱接地;非接地端金属护层通过同轴电缆引入交叉互联接地箱,箱内装有护层过电压保护器限制可能出现的过电压。
保护接地箱
直接接地箱
交叉互联箱
6.3交叉互联性能检验
电缆外护套、绝缘接头外护套与绝缘夹板的直流耐压试验
试验时**将护层过电压保护器断开,在互联箱中将另一侧的三段电缆金属套都接地,使绝缘接头的绝缘环也能结合在一起进行试验。  
非线性电阻型护层过电压保护器试验
以下两项均为交接试验项目,预防性试验选做其中一个。
伏安特性或参考电压,应符合制造厂的规定。
非线性电阻片及其引线的对地绝缘电阻,用1000V兆欧表测量引线与外壳之间的绝缘电阻,其值不应小于10MΩ。  
互联箱闸刀(或连接片)接触电阻和连接位置的检查
连接位置应正确无误。
在正常工作位置进行测量,接触电阻不应大于20μΩ。
交叉互联性能检验
交接试验推荐采用的方式,应作为特殊试验项目。
使所有互联箱连接片处于正常工作位置,在每相电缆导体中通以大约100A的三相平衡试验电流。在保持试验电流不变的情况下,测量*靠近交叉互联箱处的金属套电流和对地电压。测量完后将试验电流降至零,切断电源。然后将*靠近的交叉互联箱内的连接片重新连接成模拟错误连接的情况,再次将试验电流升至100A,并再测量该交叉互联箱处的金属套电流和对地电压。测量完后将试验电量降至零,切断电源,将该交叉互联箱中的连接片复原至正确的连接位置。**再将试验电流升至100A,测量电缆线路上所有其它交叉互联箱处的金属套电流和对地电压。
试验结果符合下述要求则认为交叉互联系统的性能是满意的:
1) 在连接片作错误连接时,试验能表明存在异乎寻常大的金属套电流;
2) 在连接片正确连接时,将测得的任何一个金属套电流乘以一个系数(它等于电缆的额定电流除以上述的试验电流)后所得的电流值不会使电缆额定电流的降低量超过3%;
3) 将测得的金属套对地电压乘以上述2)项中的系数后不超过电缆在负载额定电流时规定的感应电压的**值。
7. 检查电缆线路两端的相位
7.1试验目的
新建线路投入运行前和运行中的线路连接方式变动后,核对其两端的相位和相序,防止相位错误造成事故。
7.2试验周期
交接试验。
7.3试验方法
检查电缆线路的两端相位应一致,并且与电网相位相符合。对110kV及以上的电缆线路,均需在停电状态完成,其方法与架空线路基本一致。
8. 电缆线路参数测量
8.1试验目的
电缆线路直流电阻、正序阻抗、零序阻抗测量、电容测量作为新建线路投入运行前和运行中的线路连接方式变动后,有关计算(如系统短路电流、继电保护整定值等)的实际依据。
8.2试验周期
交接试验。
8.3试验方法
与架空线路参数相同。因为电缆的正序电容和零序电容相同,故通常只用导体与金属屏蔽间的电容表示。
电缆线路参数测量更多见:电缆线路参数试验 专题
9. 红外及接地电流检测
用红外热像仪测量,对电缆终端接头和非直埋式中间头进行测量,分两种类项缺陷:
电流致热型缺陷:电缆终端接头的金属导体
 电压致热型缺陷:终端接头应力锥的中后部位;非直埋式中间头
电流致热型缺陷判据:
  1. 一般缺陷:电缆终端接头的金属导体相对温差小于15K;
  2. 严重缺陷:电缆终端接头的金属导体热点温度大于80℃;或相对 不平衡率>80%;
  3. 危急缺陷:电缆终端接头的金属导体热点温度大于110℃;或相对 不平衡率>95%
电压致热型缺陷判据如下:均为严重缺陷,上报设备部和试研院
电压致热型缺陷判据如下:均为严重缺陷,上报设备部和试研院
带电测试外护套的接地电流:用钳形电流表测试,单回路敷设电缆线路,一般不大于电缆负荷的10%;多回路敷设电缆线路,应注意外护套接地电流的变化趋势,如有异常变化,应查明原因。发现问题应上报设备部和试研院。

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