预防性试验-高压电缆

1、. ：.；第25页 共25页高压电缆的特点及运转方式和预防性实验的原理2.1高压电缆的特点及运转方式2.1.1 绝缘构造及特点大多电缆 采用的是充油电缆，其电缆横截面如图2-1所示。其中，中心油管直径30mm，主绝缘厚度为28.5mm，主绝缘外面有多层金属护层，如铅层、加固层、防蛀层、铠甲层等。最外面的外被层厚度为4mm。图2-1 OKZA型525kV电缆横截面图2.2高压电缆实验的根本方法6预防性实验是在电力电缆投入运转后，根据电缆的绝缘、运转等情况按一定周期进展的实验，其目的是为了掌握运转中的电力电缆线路绝缘情况，及时发现和排除电缆线路在运转中发生和开展的隐形缺陷，保证电缆线路平安、可靠、

2、不延续地保送电能。国内外专家对电力电缆线路的预防性实验主要有：绝缘电阻测试、直流耐压实验、走漏电流实验、交流耐压实验、介质损耗因数实验、部分放电测试实验、电缆的油样实验等。2.2.1 绝缘电阻测试电力电缆的绝缘电阻，是指电缆芯线对外皮或电缆某芯线对其他芯线及外皮间的绝缘电阻。在一定直流电压作用下，电缆的绝缘电阻可以反映流过它传导电流的大小。丈量电缆绝缘电阻的最根本的方法是在被试电缆两端施加一个恒定的直流实验电压，该电压产生一个经过电缆试品的电流，借助仪表丈量出电缆的电流时间特性，就可以换算出电缆的绝缘电阻时间的变化特性或某一特定时间下的绝缘电阻值。工程上进展电缆绝缘电阻测试所采用的设备为兆欧表

3、，如图一所示。兆欧表有三个端子：线路端子，接地端子，被试电缆绝缘接在和之间，测得的绝缘电阻是外表电阻和体积电阻的并联值。图2-2 绝缘电阻丈量接线图2.2.2 直流耐压实验直流耐压实验的根本方法是：在电缆主绝缘上施加高于其任务电压一定倍数的直流电压值，并坚持一定的时间，要求被试电缆能接受这一实验电压而不击穿。从而到达考核电缆在任务电压下运转的可靠性和发现绝缘内部严重缺陷的目的。电缆直流耐压实验是普通采用串级直流倍压整流产生施加在被试电缆所需的直流高压，如图2-3所示。在这种现场组合式直流实验设备根底上开展起来的直流耐压成套设备，采用了一系列新技术，是设备的分量和可靠性根本满足了现场任务的需求。

4、图2-3 直流耐压实验电路原理接线图2.2.3 走漏电流实验走漏电流实验是丈量电缆在直流电压作用下，流过被试电缆绝缘的继续电流，从而有效的发现电缆线路的绝缘缺陷。通常，走漏电流实验普通和直流耐压实验同时进展，如图2-3所示，在被试电缆的高压侧安装微安表来指示走漏电流。走漏电流实验的原理与用兆欧表丈量绝缘电阻完全一样，不过走漏电流实验中所用的直流电源是有高压整流安装供应，用微安表指示电流。根据走漏电流的变化规律来判别绝缘的劣化程度。2.2.4 交流耐压实验交流耐压实验是用来检验电缆绝缘在工频交流任务电压下的性能的实验。图2-4表示交流耐压实验常用的原理接线。调压器用来调理工频实验电压的大小和升降

5、速度；实验变压器用可以用单台变压器亦可用串级高压实验变压器；球隙用来维护被试电缆免受过电压，用来限制被试品放电时实验变压器的短路电流不超越允许值和高压绕组的电压梯度不超越危险值，用来限制球隙放电时的电流不致灼伤铜球外表。实践的实验接线应根据被试电缆的要求和现场设备的详细条件来确定。国家规定在电缆绝缘上施加工频实验电压一分钟，不发生绝缘闪络、击穿或其它异常景象，那么以为电缆绝缘是合格的。TMLfCfAVTR1R2FTO(Cx)图2-4 交流耐压实验原理接线图2.2.5 介质损耗因数实验当电缆绝缘受潮，电缆油脏污或老化蜕变，绝缘中有气隙放电等景象时，在电压作用下，流过绝缘的电流中有功电流分量增大，

6、即在绝缘中的损耗增大。但损耗的大小不仅与有功电流的大小有关，还与绝缘的体积大小有关，实验时普通丈量绝缘介质的。介质损耗角正切的丈量方法很多，从原理上来分，可分为平衡丈量法和角差丈量法两类。传统的丈量方法为平衡丈量法，即高压西林电桥法。随着技术的开展和检测手段的不断完善，可以经过直接丈量电压和电流的角差来丈量，即角差法丈量，如图2-5所示。这种方法免去了平衡法中需求调理平衡的繁琐，大大的减少了实验的任务了，使得角差丈量法运用的越来越普遍。图2-5 角差法表示图2.2.6 部分放电测试实验电缆的绝缘中，各部位的电场强度往往是不相等的，当部分区域的电场强度到达电介质的击穿场强时，该区域就会出现放电，

7、但这种放电并没有贯穿施加电压的两导体之间，即整个绝缘系统并没有击穿，依然坚持绝缘性能，这种景象称为部分放电。部分放电时产生电、光、热、声等景象，利用上述景象都可以检测部分放电，部分放电的检测内容如下：检测能否存在部分放电；并丈量起始放电电压值和熄灭电压值；确定放电量大小，这是主要的一个检测工程；确定放电部位，为处置提供方便。部分放电检测分为电的和非电的两大类。主要有一下检测方法：脉冲电流法、介质损耗法、DGA法、超声波法、RIV法、光测法和射频检测法等。目前运用得比较广泛和胜利的是电气检测法。特别是丈量绝缘内部气味发生部分放电时的电脉冲，它不仅可以灵敏地检出能否存在部分放电，还可以断定放电强弱

8、程度。2.2.7 电缆的油样实验充油电缆线路在正常情况下运转时，经过绝缘油样实验可以大致反映整条线路的绝缘情况。充油电缆的油样实验普通包括交流击穿强度实验、介质损耗角正切丈量、色谱分析、含水量实验等。在电缆油实验中采集油样是非常重要的一环。为了使油样能充分代表电缆内绝缘油的实践质量，在采集时应特别谨慎，防止由于采集方法不当而呵斥水分、灰尘等杂质的污染而得出错误的实验结果。取油样应在枯燥晴天进展，要严防空气进入电缆。所取的油样应在每一油段离供油点的远端处取，如一个油段两端均有供油点时允许在油压低的一端取，取出的油样应盛放在经过枯燥处置的有盖的磨口广口瓶内。高压电缆绝缘预防性实验方法3.1高压电缆

9、主绝缘交流耐压实验的研讨83.1.1.1 电压选择根据电缆实验电压的要求，选择具有适宜电压的实验变压器，使实验变压器的高压侧的额定电压大于电缆的实验电压，即；其次检查实验变压器所需的低压侧电压，能否能和现场的电源电压、调压器相匹配。维护控制回路维护控制回路VVPV1PV2ST2T1R1R2C1C2CxF图3-1 交流耐压实验接线图交流耐压实验电压值既要能满足发现被试品的绝缘缺陷，考核其绝缘的抗电强度，又要尽能够防止在实验过程中对绝缘呵斥较大的损伤，所以确定恰当的实验电压值意义艰苦。普通对定型的电缆，根据预防性实验规程确定其实验电压值。在这里取实验电压，为电缆的相电压。由此，变压器电压高压侧的额

10、定电压设为。3.1.1.2 电流选择根据电缆所需的电流选择实验变压器的额定输出电流，使其大于电缆所需的电流，即而电缆所需的电流可按下式进展估算：其中为被试品电容和附加电容。实验变压器的额定输出电流取。3.1.1.3 实验变压器容量的选择根据被试品的高压侧充电流和实验变压器的额定电压，可以确定实验变压器的容量，其公式为：该当指出，选择的实验变压器的容量应尽能够大于计算结果，由于实验线路、实验设备，本身对地存在杂散电容，使得估算的实验电流小于实践值的缘故。采用50 Hz电压进展实验，由于电缆线路的电容较大，做工频耐压实验就需求大容量的实验变压器、调压器以及电源等工频实验设备。由上面的计算可知，变压

11、器的电流和额定容量都比较大，现场往往难以办到，即使有实验设备，也需动用大型汽车、吊车等，费力费时。3.1.2 串联变频谐振参照讲义3.1.3 并联谐振参照讲义3.1.4 串、并联谐振参照讲义3.1.5 超低频交流耐压实验工频交流实验由于实验设备容量大而不适宜现场实验要求，谐振交流耐压实验产生谐振的条件难以满足，自创高压XLPE电缆的交流耐压实验中采用超低频作为实验电源的方法。超低频交流耐压实验的任务频率仅为工频的，实际上它的容量可以比工频交流实验降低500倍：所以超低频交流耐压的实验设备的容量远比工频交流耐压的实验设备小。使得实验变压器的分量可大大降低，按照100200N/kVA计算，变压器的

12、分量达510吨，并不能很容易地挪动到现场进展实验。因此这种方法主要运用于中低压电缆的实验，由于电压等级偏低，还不能用于110kV及以上的高压电缆实验。3.1.6 交流耐压实验对绝缘缺陷的检测才干交流耐压实验是鉴定电气设备绝缘强度的最严厉、最有效和最直接的实验方法，它对判别电气设备能否继续参与运转具有决议性的意义，也是保证设备绝缘程度，防止发生绝缘事故的重要手段。对电缆进展一系列的非破坏实验绝缘电阻、实验、直流走漏实验，能发现一部分绝缘缺陷，但是由于这些实验的实验电压比较低，对电缆某些部分缺陷反映不灵敏，而这些部分缺陷在实践运转中能够会逐渐开展成为影响平安运转的严重隐患。如部分放电缺陷能够会逐渐

13、开展成为整体缺陷或部分缺陷，在过电压情况下使设备失去绝缘性能而引发事故。因此，为了更灵敏有效地查出电缆较危险的某些部分缺陷和的集中性缺陷，考验电缆主绝缘接受各种过电压的才干，就必需对电缆进展交流耐压实验。交流耐压实验的电压、波形、频率和电压电缆的绝缘内的分布，普通应实践运转情况相吻合才干有效地发现绝缘缺陷。即电缆上所施加的实验电压场强必需模拟电缆的运转工况。电缆得出的经过或不经过的结论要代表电缆中的薄弱点能否对今后的运转带来危害。这就意味着实验中的缺点机理应与电缆运转中的机理有一样的物理过程。因此，交流耐压实验对绝缘的考验比直流耐压实验更接近实践。交流耐压实验是在接近运转条件的情况下，检验设备

14、助绝缘程度。对设备来说，是一种破坏性实验。在交流耐压实验中，由于电压不断改动方向，因此如气隙发生放电后，每个半波里都要发生部分放电，这种放电往往会促使有机绝缘资料的分解、老化蜕变，降低其绝缘性能，使部分缺陷逐渐扩展。能够会对绝缘呵斥新的损伤或者加剧绝缘原有的损伤，但这些损伤在加压的时间内并未击穿显现出来，由于呵斥的绝缘损伤是不可恢复，永久性的，假设电缆继续投入运用，将会存在很大的平安隐患。因此，在进展交流耐压之前，必需先对其他绝缘实验如丈量绝缘电阻及吸收比，走漏电流实验、实验、绝缘油实验等结果进展综合分析，以判别该设备能否接受耐压实验的电压。假设发现绝缘不良、受期等，应先进展必要的处置，以免在

15、耐压的过程中呵斥不应有的绝缘击穿。3.2 电缆 主绝缘直流耐压实验23.2.1 实验接线及仪器设备的选择根据规程，500kV交流电缆 的直流耐压实验电压为775kV，产生直流高电压的方法通常是将工频高电压经整流而变换成直流高电压的方法，而利用倍压整流原理制成的直流高压串级安装能产生出更高的直流实验电压。如图3-7所示。图3-7 直流耐压实验原理接线图3.2.1.1 交流高压电源这部分包括升压变压器、调压变压器和控制维护安装等。：调压变压器，输出电压，容量为。：升压变压器，采用HRYDJW系列实验变压器，输入电压380V，输出电压详细电压的高低根据所选择的串级直流高压发生器的级数来定，变压器容量

16、要大于。3.2.1.2 串级直流倍压整流以选择1000kV多级直流高压发生器，思索到试品为大电容设备，在设备选择时主要思索设备的容量，对电压脉动系数可以不做特别要求，要求输出电流大于10mA。3.2.1.3 维护电阻直流耐压实验在加压的瞬间会产生较大的充电电流。电流绝缘击穿的瞬间，回路内会有很大的击穿电流流过，实验终了后放电时电缆上大量剩余电会在很短时间里流入大地。这些电流假设不加限制就会损坏实验变压器、硅堆、微安表等，陡度很大的电流谐波也会导致电缆绝缘的损坏，因此实验回路中必需串联限流电阻将电流限制在允许的范围内。普通采用水电阻作为维护电阻。其选用原那么是：当试品击穿时，既能将短路电流限制在

17、硅堆的允许电流之内，又能使电源控制箱内的过流继电器可靠动作，同时，电阻外表在全电压作用下不能闪络，而且正常任务时水电阻上的压降不应过大(约在实验电压的1以下)。水电阻的 阻值根据直流实验电压而定，普通取。本实验当中水电阻阻值为。3.2.1.4 滤波电容滤波电容的作用是使实验电压的波形平稳，普通取左右。如无适宜的电容器，可用几个电压较低的电容器串联，以提高耐压强度。对于电缆 这样电容量较大的试品，滤波电容可以省略。3.2.2 实验方法3.2.2.1 实验预备任务实验前在实验地点周围做好防止闲人接近的措施，如设置围栏、挂警告牌等；断开被试电缆与其他设备的一切延续，并将各芯线充分对地放电5-10分钟

18、；不接实验设备的一端应派人看守，监视有无异常景象发生。3.2.2.2 确定耐压实验电压和时间根据电缆的种类和电压等级，确定实验电压和耐压时间，并按实验电压的25、50、75和100将其分为四个等分。3.2.2.3 实验接线按图3-7进展实验接线。由于电线的击穿强度与所加的电压极性有关，正极性的击穿电压值比负极性约高10，所以普通都采用负极性进展直流耐压实验，将负极接电缆芯线。接线对应使高压输出连线尽量缩短，绝缘良好，与地面与接地体坚持足够的间隔 ，微安表的安装应牢靠。接线完成后，须经第二人复查，确认接线正确、接地可靠、调压器处于零位、微安表已处于最大量程、各平安措施完备后，方可开场实验。3.2

19、.2.4 空载检查由于实验设备本身对地有一定的走漏电流，假设此值过大，将会影响实验结果，因此需测出实验设备空载时的走漏电流。其方法是：不接被试品，逐渐升高直流输出电压，使之分别到达25、50、75、100规定实验电压值，读取各电压点上的走漏值。然后，降压到零，断开电源，使电缆放电。3.2.2.5 正式实验接上被试电缆芯线，其他两相电缆芯线依然接地。合上电源，逐渐升高电压，并在以上电压点上各停留1min，读出并记录各1min末和耐压终了时的走漏电流值及环境温度、湿度和天气情况。在升压时，绝缘良好的电缆由于电缆电容充电，电流示值将猛烈上升。而在电压停留阶段，电流逐渐下降，趋于稳定。随着电压的逐段升

20、高，走漏电流大致成比例增大。有缺陷的电缆，在实验过程中会出现以下景象：升压时走漏电流不成比例地急剧上升；在升压停留阶段，走漏几乎不随时间衰减，甚至反而增大；走漏电流值不稳定；走漏电流值相间不平衡。发现电缆缺陷后，原那么上应查明缺点缘由，找出缺点点。一船采取提高实验电压或延伸实验时间来使电缆击穿，然后寻觅缺点点。3.2.2.6 降压放电每相实验终了，应将调压器降到零，并切断电源，经过绝缘放电棒，将芯线先经约的限流电阻反复几次对地放电直至无火花后，再直接接地放电。在改接线时，高压出线端应一直接地，以防不测。再次实验前，应留意解除出线端上的接地线。3.2.2.7 全部实验终了应将电缆对地短接，充分放

21、电5-10min才干撤去另一端的看守人员，进展恢复任务。3.2.3 成套直流高压实验仪器3.2.3.1 成套直流高压实验安装的特点成套直流高压实验安装采用串级式中频多倍压电路产生高压直流电，运用脉冲宽度调制技术PWM，电压调理的线性和稳定性得到了提高。由于采用了高频率开关脉冲宽度调制，可以选用较小的电感、电容进展滤波，使滤波回路的时间常数减小，有利于自动调理回路的质量和输出电压波形的改善。多倍压串联式直流高压实验安装原理框图见图3-8。图3-8 多倍压串联式直流高压实验安装原理框图逆变器电路采用了IGBT大功率晶体管，中频变压器的输出功率可到达几百甚至数千瓦。由于IGBT大功率晶体管的开通与关

22、断时间与普通大功率晶体管的少了一个数量级，而且具有自关断特性，精简了部分电子元件，电路更合理，因此损耗也更小。运用电子技术制成的成套直流高压实验仪器，具有体积小、分量轻、携带和运用方便等优点。图3-9是直流高压发生器。图3-9 直流高压发生器3.2.4 成套直流高压实验安装的操作3.2.4.1 运用前预备检查设备外观无破损，衔接线无断路和短路；将控制箱和倍压筒放在适宜位置，接好电源线和衔接电缆线，任务接地线、维护接地线和放电棒接地线均应单独接到被试电缆线路的接地线上即一点接地，严禁接地线相互串联；此时电源开关应在断开位置，调压电位器应在零位，过电压维护整定为倍的实验电压。3.2.4.2 空载验

23、证过电压整定值先将衔接线被试电缆的引线悬空，接通电源开关，此时绿灯亮；按红色按钮，红灯亮，表示高压接通；顺时针调理调压器能升至所需电压，记录电流表读数，检查实验安装无异常后将调压器电位器回到零位，按绿色按钮，切断高压封锁电源。3.2.4.3 直流耐压和走漏实验将实验安装的高压引线衔接到与被试电缆导体，接通电源进展升压，按实验规范进展直流耐压实验并读取走漏实验。升压时要亲密监视电流表的充电电流不能超越实验安装的最大任务电流，升压速度普通控制在。加到规定实验电压后，按规定在第一分钟和最后一分钟记录电流表读数。丈量终了后，调压电位器逆时针回到零位，按下绿色按钮。需再次升压时按红色按钮。图3-10 直

24、流耐压实验的接线图3.2.4.4 维护动作后的操作在实验过程中发现红灯灭，绿灯亮，直流高压下降，即为有关维护动作。此时应封锁电源开关，将调理器压电位器退回零位。待1min以后控制箱内低压电容器充分放电后再次翻开电源，重新进展空载实验并检查维护动作的缘由。3.2.5 直流耐压实验对绝缘缺陷的检测才干直流耐压实验是检验电缆耐压强度、发现纸绝缘介质受潮、机械损伤等部分缺陷的有效手段。与交流耐压实验比较，直流耐压实验的优点是：3.2.5.1 实验设备轻小对长的电缆 线路进展耐压实验时，不需求电源提供无功，所需实验设备容量小，直流耐压实验设备相对交流耐压来说比较轻便，能够在现场进展预防性实验，假设做交流

25、耐压实验，需求较大容量的实验设备提供所需的电容电流。3.2.5.2 对绝缘损伤较小在交流耐压实验中，由于电压不断改动方向，气隙放电往往会促使有机绝缘资料的分解、老化蜕变，降低其绝缘性能，使部分缺陷逐渐扩展。而当直流作用电压较高以致于在气隙中发生部分放电后，放电产生的电荷所感应的反电场将使在气隙里的场强减弱，从而抑制了气隙内的部分放电过程，因此，直流高压对被试品绝缘的损伤较小，防止了交流高压对电缆绝缘的永久性破坏作用。但直流耐压实验在一定程度上还带有非破坏性实验的性质。3.2.5.3 可以发现交流耐压实验不易发现的一些缺陷由于在直流电压作用下，绝缘中的电压按电阻分布，绝缘完好时，电阻率较高的绝缘

26、油接受较高的实验电压，电场分布较合理，不会呵斥新的绝缘损伤；但是当电缆绝缘有部分缺陷时，大部分实验电压将加在与缺陷串联的未损坏的绝缘上，使缺陷更易于暴露。普通说，直流耐压实验对检查绝缘中的气泡、机械损伤等部分缺陷比较有效。3.2.5.4 电缆直流耐压实验时，电缆导体接负极。这时假设电缆绝缘中有水分存在，将会因电浸透作用使水分子从表层移导游体，开展成为贯穿性缺陷，易于在实验电压下击穿，因此有利于发现电缆绝缘缺陷。3.2.5.5 绝缘击穿与电压作用时间的关系不大，普通缺陷在加压后几分钟内可以发现。3.3 电缆 介质损耗因数实验的研讨3.3.1 引起电介质损耗的缘由3.3.1.1 电导损耗电介质总是

27、有一定电导的，在电压作用下会产生走漏电流，呵斥电导损耗。这种损耗在交直流电压下都存在，普通情况下是很小的。3.3.1.2 极化损耗电介质中的带电质点(主要是偶极子)在直流电压下，沿电场方向作一次有限位移所耗费的能量是很小的；但在交流电压下，由于周期性的极化过程，带电质点沿交变电场的方向作往复有限位移和重新陈列，需求抑制质点间的相互作用力(即分子间的摩擦力)，从而呵斥很大的能量损耗(相对于电导损耗而言)。因此，极化损耗只是在交流电压下才明显呈现，而且随着电源频率的添加，质点运动变得更加频繁，在一定的频率范围内，极化损耗亦相应增大。3.3.1.3 部分放电损耗常用的固体绝缘中，往往不可防止地含有一

28、些气隙或油隙，它们的绝缘强度远低于固体绝缘资料本身。在强电场作用下，气隙中首先发生部分击穿(电晕放电)。而放电所构成的电荷，在外施电场作用下挪动到气隙壁上，构成反电场，此反电场在直流电场下恰好减弱了气隙中的电场，很能够使得放电不再继续下去。假设外施的是交变电压，经半周后，外施电场反向，正好与前半周气隙中电荷构成的反电场同向，从而加强了气隙中的电场强度，使气隙中的放电提早发生，加上在交流及冲击电压作用下，串联介质中的电场分布与介电系数成反比，并且气体的小，固体的大，所以，交流电压下电介质的部分放电及损耗远较直流电压下剧烈。3.3.2 实验电压和电流问题普通说来，新的、良好的绝缘，在其额定电压范围

29、内，绝缘的值是几乎不变的 (仅在接近其额定电压时值能够略有添加)，且当电压上升或下降时测得的值是接近一致的，不会出现回环。如绝缘中存在气泡、分层、脱壳等，情况就不同了，当所加实验电压尚缺乏以使绝缘小的气泡或气隙游离时，其值与良好绝缘无显著差别；当所加实验电压足以使绝缘中的气泡游离或足以使绝缘产生电晕或部分放电等情况时，的值将随实验电压的升高而迅速增大。出此可见，测定所用的电压，最好接近于被试品的正常任务电压。所加电压过低，那么不易发现绝缘中的缺陷；而过高那么容易对绝缘呵斥不用要的损伤。电缆试品的电容电流按下式计算：电源角频率，当时，；实验电压，；电缆试品电容量，。计算可得电缆试品的电容电流为。

30、实验变压器的额定输出电流,取实验变压器容量此计算结果是在理想条件下得到的，在进展现场实验时，需求更大容量的实验变压器、调压器以及电源等工频实验设备。和交流耐压实验存在同样的问题，变压器的电流和额定容量都比较大，现场往往难以办到。假设采用串联谐振安装产生实验电压，从交流耐压实验串联电抗器电感值的选择计算可以得出同样的结论，除需求大容量的实验设备外，由于电缆 的电容值很大，使得串联在电路上的电抗器电感值很小，电抗制造及绝缘问题难以处理。 3.3.3 实验对电缆 绝缘缺陷的检测才干的数值大小反映了同类绝缘单位体积的介质损耗，即反映了绝缘性能的优劣。因此，丈量能发现电缆绝缘中存在的大面积分布性缺陷，对

31、绝缘中的个别部分的非贯穿性缺陷那么不易发现，即对绝缘的集中缺陷反映不灵敏。 3.3.3.1 对绝缘分布性缺陷反映很灵敏丈量能发现绝缘中存在的大面积分布性缺陷，如电缆主绝缘普遍受潮、绝缘油或绝缘纸资料老化、穿透性导电通道、绝缘分层等。对绝缘中的个别部分的非贯穿性缺陷那么不易发现。3.3.3.2 对绝缘的集中缺陷反映不灵敏电缆绝缘是体积大，电容量大的试品，被试绝缘的体积越大，集中性缺陷所占的体积越小，集中性缺陷处所占被试绝缘全部介质损耗的比重就越小，总体的就添加的越少，这样丈量来判别绝缘形状就很不灵敏了。对此，可作如下论证。如图3-11所示，将整体绝缘的体积和介质损耗因数分别看作是和。带有集中性缺

32、陷的绝缘构造是极不均匀的，可以把它看成由两部分介质组合的绝缘，和表示无缺陷部分，和表示有缺陷部分。 图3-11 电缆绝缘缺陷表示图同理，将、看成是无缺陷部分，、看成是有缺陷部分。其整体的介质损耗为两部分介质损耗之和，即或得到 当整体绝缘的体积很大，而有缺陷部分的体积很小时，那么、，即使存在严重的集中缺陷即较大，依然很小，使整体的添加不大，反映就不灵敏了。电缆 运转中的绝缘缺点多为集中性缺陷开展所致，而且被试绝缘体积大，丈量效果就差了。3.4 电缆 部分放电测试实验的研讨3.4.1 部分放电的检测方法当绝缘介质内部发生部分放电时，伴随着将发生许多电的如电脉冲，介质损耗的增大和电磁波发射和非电的如

33、光、热、噪音、化学变化和气体压力的变化景象。因此检测方法也可以分为电的和非电的两类。3.4.1.1 非电丈量法1音响检测法噪声检测法。用声电换能器或其他传感器经放大，用指示仪表配以示波器显示放电的强弱。此方法的优点为：构造简单，因声波有方向性，可定位检测。缺陷为：灵敏度低，易受电磁振动噪声影响；传感器需粘贴在设备上或浸在绝缘油中；试品外部的机械振动和噪声都会干扰丈量；直接定量有困难。2光检测法。只需透明介质才干用光检测法，它可检测暴露在外面的外表放电和电晕放电。3热检测法。丈量部分放电引起的温升，这种方法既不灵敏，又不能定量。4气压检测法。用精细的气压计丈量放电所产生的气压变化，但灵敏度低，局

34、限性大。5放电产物分析法。分析部分放电时所产生的化学生成物，如用气相色谱仪分析变压器油中溶解气体组分。优点是油样少、分析快，可对运转设备进展监视，缺陷是运用局限性大。3.4.1.2 电丈量法1无线电干扰丈量法法)。无线电干扰丈量法检测气体中的放电有较高的灵敏度，但对时间较长(数微秒)的油中部分放电检测灵敏度显著下降。2高频脉冲电流丈量法(法)。高电压设备部分放电时产生的高额电流脉冲作用到检测阻抗上产生电压脉冲，然后将此电压脉冲经放大后送到丈量仪器中显示出来。这是目前国内采用较多的方法。3脉冲极性鉴别丈量法。这种检验方法比较突出的优点是有相当高的抑制干扰才干。对实验设备、电源、引线以及外来干扰均

35、无影响，可以同时对两个以上试样进展检测，接上计算机后可以方便地进展脉冲计数，信号显示。荧光屏利用延迟技术，为更好地观看波形提供了方便。3.4.4 脉冲电流法检测部分放电3.4.4.1 根本原理如图3-3所示，实验回路包括高压电源、高压电压表、丈量回路、放电量校准器、终端阻抗。实验设备一切部件的噪声程度应足够低，以得到所要求的灵敏度。1实验高压电源实验高压电源除了采用实验变压器外，还可以采用串联谐振安装产生实验电压。不论采用何种方式，实验电源都应满足电缆试样所需的电压和电容电流的要求。实验高压电压应是频率为4961的交流电源，实验电压波形为两个半波一样的近似正弦波，且峰值与有效值之比应为。实验正

36、弦被不应有过高的高次谐波。由于高次谐波对放电的影响，所测出的值将产生差别，同时。持高次谐波过大，对丈量读数也产生误差。电源中的高次谐波分量应限制在10以下。图3-3 脉冲电流法实验回路表示图 校准电容器， 耦合电容器， 电缆，检测仪器高压电压表，交流电源，电感或滤波器，输入单元终端阻抗2实验回路实验回路包括电缆试样，耦合电容器和丈量回路。丈量回路由丈量阻抗丈量仪器的输入阻抗和选定与电缆阻抗匹配的输入单元，衔接导线和丈量仪器等组成。电感的作用是阻塞放电电流，使之不致被变压器入口电容所旁路，同时可降低电源的噪音干扰，故它是个高压低通滤波器，应比丈量电阻大。为耦合电容，它为电缆实验和输入单元之间提供

37、一个低阻抗通道，越大那么测试灵敏度越高。当两端因部分放电而引起电压变化时，经耦合到丈量阻抗上，回路上即产生脉冲电流并在上转化为脉冲电压，藉丈量这个脉冲电压来检测部分放电。在测试部分放电的实验电压下，除外，、和整个回路接线均不应发生部分放电。是检测安装，包括适宜的放大器、示波器，用以丈量和显示丈量电阻上的脉冲电压，另外可根据需求添加仪器指示部分放电的存在并测出真实电荷量。检测阻抗的作用是检取部分放电所产生的高频脉冲信号，并使其继续时间足够短以保证所需的脉冲分辨率。对实验电压的低频信号那么应予以消除或减弱。是衔接试品与仪器的一个关键部位，和仪器的频率特性及灵敏度有直接关系。3终端阻抗为了抑制电缆远

38、端远离检测器的电缆终端开路情况下的脉冲反射，可在远端衔接终端阻抗，其阻抗值应与电缆试样的特性阻抗值匹配。4校准电容器 校准电容器直接跨接在被试电缆一端的导体和金属屏蔽层之间，然后将预定的电荷注入电缆实验，要求注入电荷量能在示波器上产生的脉冲高度至少为。普通情况下，在高压实验电源接通之前，应把校准电容器取下，并不允许再调整放大器的放大倍数，不然应设法将一适宜的校准信号在整个实验中延续显示。通常，对于大长度电缆，校准电容不应大于。3.4.4.2 脉冲电流法实验问题分析根据GIEC 62067规定，额定电压500电缆部分放电测试实验电压应逐渐升至1.75 为电缆的相电压并坚持10s，然后渐渐降到1.

39、5，实验结果为在1.5下无可检测的放电。1.5即435的电压。实验高压电源如何实现是交流耐压实验讨论的中心问题，类似可以讨论部分放电测试实验电源能否实现。实验所需最高电压为1.75，即507.5，在不思索实验变压器的损耗、效率的情况下，高压侧的额定电压至少要到达。电缆所需的电流：实验变压器的额定输出电流,取实验变压器容量此计算结果是在理想条件下得到的，在进展现场实验时，需求更大容量的实验变压器、调压器以及电源等工频实验设备。和交流耐压实验存在同样的问题，变压器的电流和额定容量都比较大，现场往往难以办到。根据GB/T 3048.122007的建议，采用串联谐振安装产生实验电压。从交流耐压实验串联

40、电抗器电感值的选择计算可以得出同样的结论，由于电缆 的电容值很大，使得串联在电路上的电抗器电感值很小，电抗制造及绝缘问题难以处理。3.5 电缆 绝缘电阻测试研讨3.5.1 实验方法的研讨兆欧表法目前兆欧表输出的最高实验电压为10000V，丈量上限值最高可达10000GM。实验电压的选择根据是电缆试品的额定任务电压和容量大小。低压电气设备选用的实验电压等级常高于任务电压。电力设备的任务电压较高，实验电压常低于电缆试品的任务电压，由绝缘实验规程和相应的规范规定。实验规程未作特殊规定时，电气设备的绝缘丈量引荐采用表3-1的电压等级。表3-1 设备任务电压与实验电压等级设备任务电压 (V)选用兆欧表的

41、电压等级 (V)10000及以上10000以下30003000以下500500以下100100以下500025001000500250兆欧表作绝缘电阻丈量时，实验电压与电缆试品的额定任务电压有关，又远低于任务电压，实验电压施加于电缆试品，对电缆试品有一个充电和极化过程，电缆试品内部介质的极化强度与施加于电缆试品上的测试电场强度呈正比。兆欧表的测试才干(对电缆试品的充电才干、测试容量目的)不同。那么电缆试品的电容分量充电至稳态值所需的时间不同，并影响实验电压在电缆试品上的建立时间。从而使电缆试品内部的介质极化强度也不同，电容充电电流分量对电缆试品如今绝缘电阻值的影响不可忽略，那么电缆试品视在绝缘

42、电阻值、吸收比或极化指数的读数值也将随之出现差别。再次，兆欧表丈量电缆绝缘电阻时，要求兆欧表能提供足够的测试电流对电缆试品的电容性分量快速充电，测试电源的输出电压能坚持于额定电压，受外界负荷影响小，并有较高的稳定度。实验电压由零增大到额定值所需的建立时间也应该很短。同样重要的是，绝缘实验时，兆欧表应该准确无误实时地显示电缆试品绝缘电阻由零上升到某一稳定值的动态变化全过程，尤其是电阻值变化比较猛烈的开场丈量阶段。从以上两点来说，现有的兆欧表很难到达这样的要求。电缆线路长，电缆试品的电容量大，到达级，受电缆电容的影响，电缆的松弛极化过程明显，吸收电流衰减缓慢，只需在充电和极化过程完成之后，电容充电

43、电流和吸收电流分量为零，即过渡过程终了时，这时才干丈量出仅由走漏电流分量所决议的真实绝缘电阻值。再者兆欧表内阻很大，充电时间将很长，不适宜实时丈量。 3.5.2 绝缘电阻测试对绝缘缺陷的检测才干电缆主绝缘的绝缘电阻测试的目的是初步判别电缆主绝缘能否受潮，老化，检查耐压实验后电缆主绝缘能否存在缺陷。绝缘电阻高表示绝缘良好，绝缘电阻下降表示绝缘资料曾经受潮或发生老化和劣化。运转中的电缆，假设绝缘电阻下降，那么走漏电流增大，会导致绝缘资料发热、击穿和烧毁，发生电缆损坏和停电事故。所以说检测电缆主绝缘的绝缘电阻是很有必要的，也是丈量电缆主绝缘能否良好的根本方法。当电缆主绝缘中存在部分受潮、全部受潮或留有击穿痕迹时，绝缘电阻的变化取决于这些缺陷能否贯穿于两极之间。假设贯穿于两极之间，绝缘电阻会有灵敏的反映。假设只发生部分缺陷，电极间仍坚持着部分良好绝缘，绝缘电阻将很少降低，甚至不发生变化。因此，绝缘电阻只能有效地检查出整体受潮和贯穿性缺陷。普通只需绝缘电阻测试合格的电缆试品，才进展走