紫外电子光学探伤仪在电力电缆耐压试验中及应用

1、（杨东临 孙雷 姜焕 许延军张志军周长春 杨俊锋 李丽娜） （2007年成果）摘要电力电缆的常规耐压试验主要有直流耐压、工频交流耐压、谐振耐压，超低频耐压。本文主要阐述紫外电子光学探伤仪在以上几种试验方法中的应用，反映出上述几种试验方法的优缺点。关键字：电力电缆耐压试验紫外电子光学探伤仪0前言交联聚乙烯电缆在塔里木油田电网内大量使用，这种电缆在投运前和检修时的耐压试验项目有如下几种：工频交流耐压、谐振耐压、直流耐压，超低频耐压。这几种耐压试验都是以被试电缆有无击穿为电缆好坏的判断依据。在规程规定的试验电压下电缆没有发生击穿，但缺陷处通过紫外电子光学探伤仪可以观察到放电现象。运用此方法可以提前发

2、现电力电缆的缺陷，防范缺陷电缆长期运行而发生击穿事故。通过对YJV22 -电缆现场耐压试验，用紫外电子光学探伤仪观察分析如下。1交联电力电缆的直流耐压试验高电压试验技术的一个通用原则：试品上所施加的试验电压场强必须模拟高压电气设备的运行工况。高电压试验得出的通过或不通过的结论要代表高压电气设备中的薄弱点是否对今后的运行带来危害。这就意味着试验中的故障机理应与设备运行中的机理有相同的物理过程。但是直流耐压在以前的电缆试验中得到运用的主要原因以下两个方面：(a)油纸绝缘的电力电缆在电力系统中运用较广，直流耐压试验对油纸绝缘电力电缆没有太大的破坏作用；(b)电力电缆的容量都很大，以前交流耐压试验装置

3、的容量不能满足试验容量需要，都以直流耐压代替交流耐压。目前直流耐压试验国内各大电网公司都已不再采用，主要因为直流耐压的缺点：电缆在直流电压下会产生“记忆”效应，存储积累单极性残余电荷。一旦有了由于直流耐压试验引起的“记忆性”，需要很长时间才能将这种直流电压释放。电缆如果在直流残余电荷未完全释放之前投入运行，直流电压便会叠加在工频电压峰值上，使得电缆上的电压值远远超过其额定电压，从而有可能导致电缆绝缘击穿。交联聚乙烯电缆的直流耐压试验，由于空间电荷的效应，绝缘中的实际电场强度最高可达电缆绝缘工作电场强度的十几倍，所以即使电缆在通过了直流耐压试验不发生击穿，也会引起绝缘的严重损伤。直流耐压试验所施

4、加的直流电压电场强度分布状况与运行中的交流电压电场强度分布状况不同，直流耐压试验并不能模仿运行状态下电缆承受的过电压，而且也不能有效的发现电缆本身及电缆接头和施工工艺上的缺陷。用紫外电子光学探伤仪观察损伤电缆的直流耐压试验时，当试验电压达到规程规定值时，电缆损伤处只有微弱电离放电现象，没有发生击穿情况。损伤电缆及试验时紫外照片如下：图一、电缆主绝缘损伤4mm深电缆照片图二、37KV直流试验耐压时紫外照片2交联电力电缆的交流耐压试验既然直流耐压试验不能模拟交联电缆的运行场强状态，不能达到我们所期望的检验效果，自然就应该转向用交流耐压试验来考核交联电缆的敷设和附件的安装质量。有以下几种交流试验的方

5、法可供选择：工频耐压试验工频耐压是模拟被试品运行工况，试验电压高于运行电压的一种试验方法，该方法最容易检测出被试品的绝缘缺陷，提前发现缺陷电缆。但是由于一般交联电缆较长，电容量很大，工频试验时所需试验变压器的容量也要很大，导致试验设备笨重而不太适用于现场使用。工频耐压一般用于被试电缆较短，电容量较小的场合。紫外电子光学探伤仪用于工频耐压试验时，在试验电压等于运行电压时，就可发现电缆损伤处非常明显的放电现象。现场的损伤电缆如图一，紫外照片如下：图三、10KV工频试验电压时的紫外照片超低频耐压试验采用作为试验电源，理论上可以将试验变压器的容量降低到1/500，试验变压器的重量可大大降低，可以较容易

6、地移动到现场进行试验。目前，受试验设备制造条件的影响，此种方法主要应用于中低压电缆的试验，由于电压等级偏低，还不能用于110kV及以上的高压电缆试验。紫外电子光学探伤仪可以在2U0时，发现损伤电缆受损处的明显放电现象，现场的损伤电缆如图一，紫外相片如下：图四、17KV超低频耐压试验谐振耐压试验可调电感型谐振试验系统可以满足耐压要求，但由于重量大，可移动性差，主要用于试验室。而变频谐振试验方法不但能满足高压交联电缆的耐压要求，而且具有重量轻、可移动性好的优点，适宜现场试验。该方法采用固定电抗器作为谐振电抗器，以调频的方式实现谐振，频率的调节范围为30-300Hz，符合高压挤包绝缘电缆竣工试验建议

7、导则中推荐使用工频及近似工频（30300Hz）的交流电压。这种交流电压可以重现与运行工况下相同的场强，并已被证明是最有效的方法。串联谐振串联谐振耐压试验是利用电抗器的电感与被试品电容实现串联谐振，这已经成为当前高电压试验的新的方向和潮流，在国内外得到了广泛应用。调频式采用固定电感电抗器，通过调节激励电源的频率使其与试验回路的固有频率相同，串联回路达到谐振状态，从而在被试品上产生高电压或大电流，实现对被试品耐压试验的目的。其特点是试验设备体积小、重量轻，品质因数高，使用方便。并联谐振一般情况下，试验变压器容量不足（满足试验电压，达不到试验电流），可以采用并联谐振加以补偿。串、并联谐振当试验变压器

8、的额定电压、额定电流均不能满足试验要求时，可同时运用串并联谐振。紫外电子光学探伤仪可以在谐振试验电压幅值等于运行电压时，发现损伤电缆受损处的明显放电现象，现场的损伤电缆如图一，紫外相片如下：图五、10KV近似工频试验电压时紫外照片3现场实际运用紫外电子光学探伤仪在塔北电网内运用已经达三年时间。通过对新投电缆、电缆头试验和运行架空线路及电缆的在线监察发现多起事故隐患，对防止电力事故的发生起到了不可估量的作用。运用实例，2007年11月份用紫外电子光学探伤仪观察发现东河110KV变电所35KV东四甲线A相电缆头受损放电离放电，后经停电重做电缆头，放电现象消失，事故隐患消除。图六、35KV东四甲线运行电缆头A相放电紫外照片4小结用紫外电子光学探伤仪观察电力电缆的直流耐压试验、交流耐压试验及运行电缆，能尽早发现电缆的缺陷，防止故障电缆投入运行或运行的隐患电缆发生击穿和烧毁事故，在电力系统中有很重要的现实意义。同时也得出交联电力电缆直流耐压试验应退出电缆试验行列的原因。参考文献【1】中华人民共和国电力工业部.1996-09-25批准电力设备预防性试验规程 DL/T 5961996【2】中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.2002-10-08批准额定电压k