摘要:介紹了IEC標(biāo)準(zhǔn)對交聯(lián)電纜產(chǎn)品新的技術(shù)要求、目前國內(nèi)電纜交流耐壓試驗普遍采用的幾種方法,以及深圳供電分公司在電纜交流耐壓試驗方面的現(xiàn)狀、存在的不足之處。
關(guān)鍵詞:標(biāo)準(zhǔn);交聯(lián)電纜;交流耐壓試驗
1 IEC標(biāo)準(zhǔn)對交聯(lián)電纜技術(shù)要求的新趨勢
IEC60502—1997標(biāo)準(zhǔn)(適用于中低壓1~30kV電纜)、IEC60840—1999標(biāo)準(zhǔn)(適用于高壓45~150 k V電纜)、IEC62067—2001標(biāo)準(zhǔn)(適用于超高壓220~550 kV電纜)已經(jīng)頒布,對交聯(lián)電纜產(chǎn)品技術(shù)要求有所不同,要求更加嚴(yán)格。
1.1 局部放電量性能指標(biāo)
不同電纜的局部放電試驗指標(biāo)介紹如下:
a)中低壓電纜
出廠試驗,局部放電量由原來的在1.5 U0電壓下不大于20 pC改為在1.73 U0電壓下不大于10pC;型式試驗,局部放電量由原來的在1.5 U0電壓下不大于20 pC改為在1.73 U0電壓下不大于5 pC。b)
高壓電纜
出廠試驗,局部放電量仍然是在1.5 U0電壓下不大于10 pC;型式試驗,局部放電量在1.5 U0電壓下不大于5 pC。
c)超高壓電纜
出廠試驗規(guī)定,局部放電量在1.5 U0電壓下為10 pC或在更低背景噪音的靈敏度下無可分辨的局部放電。
型式試驗規(guī)定,局部放電量在1.5 U0電壓下為5 pC或在更低背景噪音的靈敏度下無可分辨的局部放電。
1.2 耐壓試驗
不同電纜耐壓試驗指標(biāo)介紹如下:
a)中低壓電纜
出廠試驗,耐壓值由原來的2.5 U0改為3.5 U0;型式試驗,耐壓值由原來的3 U0改為4 U0,耐壓時間不變,為4 h。
b)超高壓電纜
出廠試驗,工頻耐壓試驗以延長耐壓時間來提驗,除保留傳統(tǒng)的試驗項目外,還專門增加了一個預(yù)鑒定試驗項目———高場強熱循環(huán)試驗,目的考核電纜系統(tǒng)的長期安全運行性能。
1.3 安裝敷設(shè)后的試驗
安裝敷設(shè)后的試驗強調(diào)交流耐壓試驗。最近幾年,國內(nèi)外均已達(dá)成共識,對于交聯(lián)電纜的耐壓試驗,均優(yōu)先采用交流試驗方法,避免采用從油紙絕緣電纜試驗方法套用過來的直流耐壓試驗。
超高壓電纜的試驗,只允許采用交流試驗方法,在20~300 Hz內(nèi)進(jìn)行交流耐壓,在1.1 U0~1.7 U0選擇電壓。
高壓電纜的試驗,將原來的“直流方法,交流方法”的選擇順序,改為“交流方法,直流方法”的選擇順序,強調(diào)優(yōu)先采用交流試驗方法。
考慮到目前的實際情況和操作的方便性,對于新安裝的中低壓交聯(lián)電纜試驗仍保留了直流耐壓試驗。
1.4 注重交聯(lián)電纜產(chǎn)品的整體質(zhì)量水平
電纜本體只是電纜線路的一部分,電纜附件也是電纜線路必不可少的組成部分之一。只有電纜本體及其附件都能正常工作,輸電電纜線路才能安全運行。為此,新標(biāo)準(zhǔn)專門增加了一個預(yù)鑒定試驗項目———高場強熱循環(huán)試驗,其具體實施的方法是:在一年時間內(nèi),連續(xù)施加1.7倍額定運行電壓,同時對電纜進(jìn)行至少8 h加熱和至少16 h冷卻循環(huán),共進(jìn)行至少180個循環(huán)。試驗結(jié)束后對電纜進(jìn)行雷電沖擊耐壓試驗,最后再對試品進(jìn)行檢查,應(yīng)無潮氣侵入、無泄漏、無腐蝕。試驗全部通過后才認(rèn)為預(yù)鑒定試驗合格,才能安全地投入商業(yè)運行。
2 電纜交流耐壓試驗的方法
電力電纜一般都有比較大的電容量,在交流試驗電壓下呈現(xiàn)一個電容負(fù)載,長電力電纜要求容量很大的交流試驗設(shè)備及試驗電源。為了使較小容量的試驗電源達(dá)到試驗的目的,一般采用以下幾種諧振方法進(jìn)行試驗。
2.1 工頻諧振試驗變壓器加固定電抗器補償
大部分電容電流由補償電抗器提供,剩下一小部分電容電流與諧振試驗變壓器發(fā)生諧振,達(dá)到試驗的目的。這一方法所需要的電源容量很小,只須提供整個回路的有功容量即可。采用這一方法必須有一臺諧振變壓器,其輸出電壓能達(dá)到試驗電壓外,還必須考慮諧振變壓器的輸出電流范圍能和電抗器匹配,才能滿足隨機長度的電纜試品的需要。
2.2 調(diào)感型串聯(lián)諧振電抗器
利用電纜線路的電容特性,使用可調(diào)電抗器與其發(fā)生工頗串聯(lián)諧振。試驗電源容量只須滿足回路的有功損耗,對升壓變壓器容量、輸出電壓的要求比較小。只是由于可調(diào)電抗器的容量不可能做得太大(電抗器做到250 kV、額定電流2 A時,體積已經(jīng)很大,一臺8 t汽車只能裝兩臺這種電抗器),還必須有一組(多個)固定的大電流電抗器與它配合,才能試到隨機長度的電纜。
2.3 調(diào)頻串聯(lián)諧振耐壓
選擇適當(dāng)?shù)碾娍蛊骱碗娎|串聯(lián),使用頻率可調(diào)的電源,經(jīng)升壓變壓器給回路升壓,調(diào)節(jié)電源頻率,使回路中發(fā)生諧振并在電纜的端部產(chǎn)生高電壓,達(dá)到試驗的目的。
3 目前國內(nèi)的試驗水平情況
以前省內(nèi)進(jìn)行的電纜交流耐壓試驗一般都是委托廣東省電力試驗研究所完成的,其他單位基本上還沒有能力開展電纜交流耐壓試驗的項目。原廣州供電局試驗所有一臺調(diào)感電抗器可用于電纜的交流耐壓試驗(工頻),但該臺調(diào)感電抗器只能測試電壓為220 kV,截面為1 200 mm2,長為382 m的電纜。
廣東省電力試驗研究所進(jìn)行電纜試驗采用的是串聯(lián)調(diào)頻諧振耐壓裝置,其水平在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位,浙江省、華東所均使用該設(shè)備。這套設(shè)備的電源使用的是進(jìn)口西門子公司的調(diào)頻電源,調(diào)節(jié)方便、可靠,維修量小。調(diào)頻電源后面是一臺中間升壓變壓器,將調(diào)頻電源電壓從幾百伏升到幾千伏,再施加到電抗器與電纜組成的串聯(lián)回路,改變電源頻率,使回路進(jìn)入諧振狀態(tài),再增加調(diào)頻電源的輸出電壓,在電纜端部達(dá)到所需要的試驗電壓。
這套裝置除用于進(jìn)行電纜試驗以外,還能將電抗器串聯(lián)疊起來,完成110~500 kV的GIS耐壓試驗。另外,配以適當(dāng)電感參數(shù)的中壓(大約10kV)大電流(幾十安培)電抗器后,還可以進(jìn)行110kV和220 k V變壓器的感應(yīng)耐壓、局部放電測量、中性點耐壓等試驗。
4 目前深圳供電分公司的電纜試驗狀況