预防性试验-高压电缆

高压电缆的特点及运行方式和预防性试验的原理2.1高压电缆的特点及运行方式2.1.1尽缘结构及特点大多电缆采纳的是充油电缆，其电缆横截面如图2-1所示。其中，中心油管直径30mm，主尽缘厚度为28.5mm，主尽缘不处有多层金属护层，如铅层、加固层、防蛀层、铠甲层等。最不处的外被层厚度为4mm。图2-1OKZA型525kV电缆横截面图2.2高压电缆试验的根基方法[6]预防性试验是在电力电缆投进运行后，依据电缆的尽缘、运行等状况按一定周期进行的试验，其目的是为了把握运行中的电力电缆线路尽缘状况，及时发觉和排除电缆线路在运行中发生和开发的隐形缺陷，保证电缆线路正常、可靠、不间断地输送电能。国内外专家对电力电缆线路的预防性试验要紧有：尽缘电阻测试、直流耐压试验、泄漏电流试验、交流耐压试验、介质损耗因数试验、局部放电测试试验、电缆的油样试验等。2.2.1尽缘电阻测试电力电缆的尽缘电阻，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尽缘电阻。在一定直流电压作用下，电缆的尽缘电阻能够反映流过它传导电流的大小。测量电缆尽缘电阻的最根基的方法是在被试电缆两端施加一个恒定的直流试验电压，该电压产生一个通过电缆试品的电流，借助仪表测量出电缆的电流—时刻特性，就能够换算出电缆的尽缘电阻—时刻的变化特性或某一特定时刻下的尽缘电阻值。工程上进行电缆尽缘电阻测试所采纳的设备为兆欧表，如图一所示。兆欧表有三个端子：线路端子〔〕，接地端子〔〕，被试电缆尽缘接在和之间，测得的尽缘电阻是表层电阻和体积电阻的并联值。图2-2尽缘电阻测量接线图2.2.2直流耐压试验直流耐压试验的根基方法是：在电缆主尽缘上施加高于其工作电压一定倍数的直流电压值，并维持一定的时刻，要求被试电缆能承受这一试验电压而不击穿。从而抵达考核电缆在工作电压下运行的可靠性和发觉尽缘内部严峻缺陷的目的。电缆直流耐压试验是一般采纳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试验设备本源上开发起来的直流耐压成套设备，采纳了一系列新技术，是设备的重量和可靠性根基满足了现场工作的需要。图2-3直流耐压试验电路原理接线图2.2.3泄漏电流试验泄漏电流试验是测量电缆在直流电压作用下，流过被试电缆尽缘的持续电流，从而有效的发觉电缆线路的尽缘缺陷。通常，泄漏电流试验一般和直流耐压试验同时进行，如图2-3所示，在被试电缆的高压侧安装微安表来指示泄漏电流。泄漏电流试验的原理与用兆欧表测量尽缘电阻完全相同，只是泄漏电流试验中所用的直流电源是有高压整流装置需求，用微安表指示电流。依据泄漏电流的变化规律来判定尽缘的劣化程度。2.2.4交流耐压试验交流耐压试验是用来检验电缆尽缘在工频交流工作电压下的性能的试验。图2-4表示交流耐压试验常用的原理接线。调压器用来调节工频试验电压的大小和升落速度；试验变压器用能够用单台变压器亦可用串级高压试验变压器；球隙用来保卫被试电缆免受过电压，用来限制被试品放电时试验变压器的短路电流不超过答应值和高压绕组的电压梯度不超过危险值，用来限制球隙放电时的电流不致灼伤铜球表层。实际的试验接线应依据被试电缆的要求和现场设备的具体条件来确定。国家规定在电缆尽缘上施加工频试验电压一分钟，不发生尽缘闪络、击穿或其它异常现象，因此认为电缆尽缘是合格的。~~TMLfCfAVTR1R2FTO(Cx)图2-4交流耐压试验原理接线图2.2.5介质损耗因数试验当电缆尽缘受潮，电缆油脏污或老化变质，尽缘中有气隙放电等现象时，在电压作用下，流过尽缘的电流中有功电流重量增大，即在尽缘中的损耗增大。但损耗的大小不仅与有功电流的大小有关，还与尽缘的体积大小有关，试验时一般测量尽缘介质的。介质损耗角正切的测量方法许多，从原理上来分，可分为平衡测量法和角差测量法两类。传统的测量方法为平衡测量法，即高压西林电桥法。随着技术的开发和检测手段的不断完善，能够通过直截了当测量电压和电流的角差来测量，即角差法测量，如图2-5所示。这种方法免往了平衡法中需要调节平衡的繁琐，大大的减少了试验的工作了，使得角差测量法使用的越来越普遍。图2-5角差法示意图2.2.6局部放电测试试验电缆的尽缘中，各部位的电场强度往往是不相等的，当局部区域的电场强度抵达电介质的击穿场强时，该区域就会出现放电，但这种放电并没有贯穿施加电压的两导体之间，即整个尽缘系统并没有击穿，仍然维持尽缘性能，这种现象称为局部放电。局部放电时产生电、光、热、声等现象，利用上述现象都能够检测局部放电，局部放电的检测内容如下：检测是否存在局部放电；并测量起始放电电压值和熄灭电压值；确定放电量大小，这是要紧的一个检测名目；确定放电部位，为处理提供方便。局部放电检测分为电的和非电的两大类。要紧有一下检测方法：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。目前应用得对照广泛和成功的是电气检测法。特殊是测量尽缘内部气息发生局部放电时的电脉冲，它不仅能够灵敏地检出是否存在局部放电，还能够判定放电强弱程度。2.2.7电缆的油样试验充油电缆线路在正常情况下运行时，通过尽缘油样试验能够大致反映整条线路的尽缘状况。充油电缆的油样试验一般包括交流击穿强度试验、介质损耗角正切测量、色谱分析、含水量试验等。在电缆油试验中采集油样是十分重要的一环。为了使油样能充分代表电缆内尽缘油的实际质量，在采集时应特殊慎重，制止因为采集方法不当而造成水分、灰尘等杂质的污染而得出错误的试验结果。取油样应在枯干晴天进行，要严防空气进进电缆。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答应在油压低的一端取，取出的油样应盛放在通过枯干处理的有盖的磨口广口瓶内。高压电缆尽缘预防性试验方法3.1高压电缆主尽缘交流耐压试验的研究[8]3.1.1.1电压选择依据电缆试验电压的要求，选择具有适合电压的试验变压器，使试验变压器的高压侧的额定电压大于电缆的试验电压，即；其次检查试验变压器所需的低压侧电压，是否能和现场的电源电压、调压器相匹配。保卫保卫操纵回路VVPV1PV2ST2T1R1R2C1C2CxF~图3-1交流耐压试验接线图交流耐压试验电压值既要能满足发觉被试品的尽缘缺陷，考核其尽缘的抗电强度，又要尽可能制止在试验过程中对尽缘造成较大的损伤，因此确定恰当的试验电压值意义重大。一般对定型的电缆，依据预防性试验规程确定其试验电压值。在那个地方取试验电压，为电缆的相电压。由此，变压器电压高压侧的额定电压设为。3.1.1.2电流选择依据电缆所需的电流选择试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行估算：其中为被试品电容和附加电容。试验变压器的额定输出电流取。3.1.1.3试验变压器容量的选择依据被试品的高压侧充电流和试验变压器的额定电压，能够确定试验变压器的容量，其公式为：应当指出，选择的试验变压器的容量应尽可能大于计算结果，因为试验线路、试验设备，本身对地存在杂散电容，使得估算的试验电流小于实际值的缘故。采纳50Hz电压进行试验，由于电缆线路的电容较大，做工频耐压试验就需要大容量的试验变压器、调压器以及电源等工频试验设备。由上面的计算可知，变压器的电流和额定容量都对照大，现场往往难以办到，即使有试验设备，也需动用大型汽车、吊车等，费劲费时。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超低频交流耐压试验工频交流试验由于试验设备容量大而不适合现场试验要求，谐振交流耐压试验产生谐振的条件难以满足，借鉴高压XLPE电缆的交流耐压试验中采纳超低频作为试验电源的方法。超低频交流耐压试验的工作频率仅为工频的，理论上它的容量能够比工频交流试验落低500倍：因此超低频交流耐压的试验设备的容量远比工频交流耐压的试验设备小。使得试验变压器的重量可大大落低，按照100~200N/kVA计算，变压器的重量达5~10吨，并不能非常轻易地移动到现场进行试验。因此这种方法要紧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。3.1.6交流耐压试验对尽缘缺陷的检测能力交流耐压试验是鉴定电气设备尽缘强度的最严格、最有效和最直截了当的试验方法，它对判定电气设备能否接着参加运行具有决定性的意义，也是保证设备尽缘水平，制止发生尽缘事故的重要手段。对电缆进行一系列的非破坏试验〔尽缘电阻、试验、直流泄漏试验〕，能发觉一局限尽缘缺陷，然而因为这些试验的试验电压对照低，对电缆某些局部缺陷反映不灵敏，而这些局部缺陷在实际运行中可能会逐渐开发成为妨碍正常运行的严峻隐患。如局部放电缺陷可能会逐渐开发成为整体缺陷或局部缺陷，在过电压情况下使设备失往尽缘性能而引发事故。因此，为了更灵敏有效地查出电缆较危险的某些局部缺陷和的集中性缺陷，考验电缆主尽缘承受各种过电压的能力，就必须对电缆进行交流耐压试验。交流耐压试验的电压、波形、频率和电压电缆的尽缘内的分布，一般应实际运行情况相吻合才能有效地发觉尽缘缺陷。即电缆上所施加的试验电压场强必须模拟电缆的运行工况。电缆得出的通过或不通过的结论要代表电缆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电缆运行中的机理有相同的物理过程。因此，交流耐压试验对尽缘的考验比直流耐压试验更接近实际。交流耐压试验是在接近运行条件的情况下，检验设备助尽缘水平。对设备来讲，是一种破坏性试验。在交流耐压试验中，由于电压不断改变方向，因而如气隙发生放电后，每个半波里都要发生局部放电，这种放电往往会促使有机尽缘材料的分解、老化变质，落低其尽缘性能，使局部缺陷逐渐扩大。可能会对尽缘造成新的损伤或者加剧尽缘原有的损伤，但这些损伤在加压的时刻内并未击穿显现出来，由于造成的尽缘损伤是不可恢复，永久性的，假如电缆接着投进使用，将会存在非常大的正常隐患。因此，在进行交流耐压之前，必须先对其他尽缘试验〔如测量尽缘电阻及汲取比，泄漏电流试验、试验、尽缘油试验等〕结果进行综合分析，以判定该设备能否承受耐压试验的电压。假如发觉尽缘不良、受期等，应先进行必要的处理，以免在耐压的过程中造成不应有的尽缘击穿。3.2电缆主尽缘直流耐压试验[2]3.2.1试验接线及仪器设备的选择依据规程，500kV交流电缆的直流耐压试验电压为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装置能产生出更高的直流试验电压。如图3-7所示。图3-7直流耐压试验原理接线图3.2.1.1交流高压电源这局限包括升压变压器、调压变压器和操纵保卫装置等。：调压变压器，输出电压，容量为。：升压变压器，采纳HRYDJ〔W〕系列试验变压器，输进电压380V，输出电压〔具体电压的凹凸依据所选择的串级直流高压发生器的级数来定〕，变压器容量要大于。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，考虑到试品为大电容设备，在设备选择时要紧考虑设备的容量，对电压脉动系数能够不做特殊要求，要求输出电流大于10mA。3.2.1.3保卫电阻直流耐压试验在加压的瞬间会产生较大的充电电流。电流尽缘击穿的瞬间，回路内会有非常大的击穿电流流过，试验结束后放电时电缆上大量剩余电会在非常短时刻里流进大地。这些电流假如不加限制就会损坏试验变压器、硅堆、微安表等，陡度非常大的电流谐波也会导致电缆尽缘的损坏，因此试验回路中必须串联限流电阻将电流限制在答应的范围内。一般采纳水电阻作为保卫电阻。其选用原因此是：当试品击穿时，既能将短路电流限制在硅堆的答应电流之内，又能使电源操纵箱内的过流继电器可靠动作，同时，电阻表层在全电压作用下不能闪络，而且正常工作时水电阻上的压落不应过大(约在试验电压的1％以下)。水电阻的阻值依据直流试验电压而定，一般取。本试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试验电压的波形平稳，一般取左右。如无适合的电容器，可用几个电压较低的电容器串联，以提高耐压强度。关于电缆如此电容量较大的试品，滤波电容能够省略。3.2.2试验方法3.2.2.1试验预备工作试验前在试验地点四周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连续，并将各芯线充分对地放电5-10分钟；不接试验设备的一端应派人瞧管，监视有无异常现象发生。3.2.2.2确定耐压试验电压和时刻依据电缆的种类和电压等级，确定试验电压和耐压时刻，并按试验电压的25％、50％、75％和100％将其分为四个等分。3.2.2.3试验接线按图3-7进行试验接线。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％，因此一般都采纳负极性进行直流耐压试验，将负极接电缆芯线。接线对应使高压输出连线尽量缩短，尽缘良好，与地面与接地体维持足够的距离，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、各正常措施完备后，方可开始试验。3.2.2.4空载检查由于试验设备本身对地有一定的泄漏电流，假如此值过大，将会妨碍试验结果，因此需测出试验设备空载时的泄漏电流。其方法是：不接被试品，逐渐升高直流输出电压，使之分不抵达25％、50％、75％、100％规定试验电压值，读取各电压点上的泄漏值。然后，落压到零，断开电源，使电缆放电。3.2.2.5正式试验接上被试电缆芯线，其余两相电缆芯线仍然接地。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末和耐压结束时的泄漏电流值及环境温度、湿度和天气情况。在升压时，尽缘良好的电缆由于电缆电容充电，电流示值将剧烈上升。而在电压停留时期，电流逐渐下落，趋于稳定。随着电压的逐段升高，泄漏电流大致成比例增大。有缺陷的电缆，在试验过程中会出现以下现象：升压时泄漏电流不成比例地急剧上升；在升压停留时期，泄漏几乎不随时刻衰减，甚至反而增大；泄漏电流值不稳定；泄漏电流值相间不平衡。发觉电缆缺陷后，原因此上应查明故障缘故，寻出故障点。一船采取提高试验电压或延长试验时刻来使电缆击穿，然后寻寻故障点。3.2.2.6落压放电每相试验结束，应将调压器落到零，并切断电源，通过尽缘放电棒，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，再直截了当接地放电。在改接线时，高压出线端应始终接地，以防意外。再次试验前，应注重解除出线端上的接地线。3.2.2.7全部试验完毕应将电缆对地短接，充分放电5-10min才能撤往另一端的瞧管人员，进行恢复工作。3.2.3成套直流高压试验仪器3.2.3.1成套直流高压试验装置的特点成套直流高压试验装置采纳串级式中频多倍压电路产生高压直流电，应用脉冲宽度调制技术〔PWM〕，电压调节的线性和稳定性得到了提高。由于采纳了高频率开关脉冲宽度调制，能够选用较小的电感、电容进行滤波，使滤波回路的时刻常数减小，有利于自动调节回路的品质和输出电压波形的改善。多倍压串联式直流高压试验装置原理框图见图3-8。图3-8多倍压串联式直流高压试验装置原理框图逆变器电路采纳了IGBT大功率晶体管，中频变压器的输出功率可抵达几百甚至数千瓦。由于IGBT大功率晶体管的开通与关断时刻与一般大功率晶体管的少了一个数量级，而且具有自关断特性，精简了局限电子元件，电路更合理，因此损耗也更小。应用电子技术制成的成套直流高压试验仪器，具有体积小、重量轻、携带和使用方便等优点。图3-9是直流高压发生器。图3-9直流高压发生器3.2.4成套直流高压试验装置的操作3.2.4.1使用前预备检查设备外瞧无破损，连接线无断路和短路；将操纵箱和倍压筒放在适合位置，接好电源线和连接电缆线，工作接地线、保卫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；如今电源开关应在断开位置，调压电位器应在零位，过电压保卫整定为倍的试验电压。3.2.4.2空载验证过电压整定值先将连接线被试电缆的引线悬空，接通电源开关，如今绿灯亮；按红色按钮，红灯亮，表示高压接通；顺时针调节调压器能升至所需电压，记录电流表读数，检查试验装置无异常后将调压器电位器回到零位，按绿色按钮，切断高压关闭电源。3.2.4.3直流耐压和泄漏试验将试验装置的高压引线连接到与被试电缆导体，接通电源进行升压，按试验标准进行直流耐压试验并读取泄漏试验。升压时要紧密监视电流表的充电电流不能超过试验装置的最大工作电流，升压速度一般操纵在。加到规定试验电压后，按规定在第一分钟和最后一分钟记录电流表读数。测量完毕后，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直流耐压试验的接线图3.2.4.4保卫动作后的操作在试验过程中发觉红灯灭，绿灯亮，直流高压下落，即为有关保卫动作。如今应关闭电源开关，将调节器压电位器退回零位。待1min以后操纵箱内低压电容器充分放电后再次展开电源，重新进行空载试验并检查保卫动作的缘故。3.2.5直流耐压试验对尽缘缺陷的检测能力直流耐压试验是检验电缆耐压强度、发觉纸尽缘介质受潮、机械损伤等局部缺陷的有效手段。与交流耐压试验对照，直流耐压试验的优点是：3.2.5.1试验设备轻小对长的电缆线路进行耐压试验时，不需要电源提供无功，所需试验设备容量小，直流耐压试验设备相对交流耐压来讲对照轻便，可能在现场进行预防性试验，假如做交流耐压试验，需要较大容量的试验设备提供所需的电容电流。3.2.5.2对尽缘损伤较小在交流耐压试验中，由于电压不断改变方向，气隙放电往往会促使有机尽缘材料的分解、老化变质，落低其尽缘性能，使局部缺陷逐渐扩大。而当直流作用电压较高以至于在气隙中发生局部放电后，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局部放电过程，因此，直流高压对被试品尽缘的损伤较小，制止了交流高压对电缆尽缘的永久性破坏作用。但直流耐压试验在一定程度上还带有非破坏性试验的性质。3.2.5.3能够发觉交流耐压试验不易发觉的一些缺陷因为在直流电压作用下，尽缘中的电压按电阻分布，尽缘完好时，电阻率较高的尽缘油承受较高的试验电压，电场分布较合理，可不能造成新的尽缘损伤；然而当电缆尽缘有局部缺陷时，大局限试验电压将加在与缺陷串联的未损坏的尽缘上，使缺陷更易于显露。一般讲，直流耐压试验对检查尽缘中的气泡、机械损伤等局部缺陷对照有效。3.2.5.4电缆直流耐压试验时，电缆导体接负极。这时假如电缆尽缘中有水分存在，将会因电渗透作用使水分子从表层移向导体，开发成为贯穿性缺陷，易于在试验电压下击穿，因而有利于发觉电缆尽缘缺陷。3.2.5.5尽缘击穿与电压作用时刻的关系不大，一般缺陷在加压后几分钟内能够发觉。3.3电缆介质损耗因数试验的研究3.3.1引起电介质损耗的缘故3.3.1.1电导损耗电介质总是有一定电导的，在电压作用下会产生泄漏电流，造成电导损耗。这种损耗在交直流电压下都存在，一般情况下是非常小的。3.3.1.2极化损耗电介质中的带电质点(要紧是偶极子)在直流电压下，沿电场方向作一次有限位移所消耗的能量是非常小的；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排列，需要克服质点间的相互作用力(即分子间的摩擦力)，从而造成非常大的能量损耗(相关于电导损耗而言)。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增加，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局部放电损耗常用的固体尽缘中，往往不可制止地含有一些气隙或油隙，它们的尽缘强度远低于固体尽缘材料本身。在强电场作用下，气隙中首先发生局部击穿(电晕放电)。而放电所形成的电荷，在外施电场作用下移动到气隙壁上，形成反电场，此反电场在直流电场下恰好削弱了气隙中的电场，非常可能使得放电不再接着下往。假如外施的是交变电压，经半周后，外施电场反向，正好与前半周气隙中电荷形成的反电场同向，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，同时气体的小，固体的大，因此，交流电压下电介质的局部放电及损耗远较直流电压下强烈。3.3.2试验电压和电流咨询题一般讲来，新的、良好的尽缘，在其额定电压范围内，尽缘的值是几乎不变的(仅在接近其额定电压时值可能略有增加)，且当电压上升或下落时测得的值是接近一致的，可不能出现回环。如尽缘中存在气泡、分层、脱壳等，情况就不同了，当所加试验电压尚缺少以使尽缘小的气泡或气隙游离时，其值与良好尽缘无显著区不；当所加试验电压足以使尽缘中的气泡游离或足以使尽缘产生电晕或局部放电等情况时，的值将随试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工作电压。所加电压过低，因此不易发觉尽缘中的缺陷；而过高因此轻易对尽缘造成不必要的损伤。电缆试品的电容电流按下式计算：——电源角频率，当时，；——试验电压，；——电缆试品电容量，。计算可得电缆试品的电容电流为。试验变压器的额定输出电流>,取试验变压器容量此计算结果是在理想条件下得到的，在进行现场试验时，需要更大容量的试验变压器、调压器以及电源等工频试验设备。和交流耐压试验存在同样的咨询题，变压器的电流和额定容量都对照大，现场往往难以办到。假如采纳串联谐振装置产生试验电压，从交流耐压试验串联电抗器电感值的选择计算能够得出同样的结论，除需要大容量的试验设备外，由于电缆的电容值非常大，使得串联在电路上的电抗器电感值非常小，电抗制造及尽缘咨询题难以解决。3.3.3试验对电缆尽缘缺陷的检测能力的数值大小反映了同类尽缘单位体积的介质损耗，即反映了尽缘性能的优劣。因此，测量能发觉电缆尽缘中存在的大面积分布性缺陷，对尽缘中的个不局部的非贯穿性缺陷因此不易发觉，即对尽缘的集中缺陷反映不灵敏。3.3.3.1对尽缘分布性缺陷反映非常灵敏测量能发觉尽缘中存在的大面积分布性缺陷，如电缆主尽缘普遍受潮、尽缘油或尽缘纸材料老化、穿透性导电通道、尽缘分层等。对尽缘中的个不局部的非贯穿性缺陷因此不易发觉。3.3.3.2对尽缘的集中缺陷反映不灵敏电缆尽缘是体积大，电容量大的试品，被试尽缘的体积越大，集中性缺陷所占的体积越小，集中性缺陷处所占被试尽缘全部介质损耗的比重就越小，总体的就增加的越少，如此测量来判定尽缘状态就非常不灵敏了。对此，可作如下论证。如图3-11所示，将整体尽缘的体积和介质损耗因数分不瞧作是和。带有集中性缺陷的尽缘结构是极不均匀的，能够把它瞧成由两局限介质组合的尽缘，和表示无缺陷局限，和表示有缺陷局限。图3-11电缆尽缘缺陷示意图同理，将、瞧成是无缺陷局限，、瞧成是有缺陷局限。其整体的介质损耗为两局限介质损耗之和，即或得到当整体尽缘的体积非常大，而有缺陷局限的体积非常小时，因此、，即使存在严峻的集中缺陷即较大，仍然非常小，使整体的增加不大，反映就不灵敏了。电缆运行中的尽缘故障多为集中性缺陷开发所致，而且被试尽缘体积大，测量效果就差了。3.4电缆局部放电测试试验的研究3.4.1局部放电的检测方法当尽缘介质内部发生局部放电时，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〔如光、热、噪音、化学变化和气体压力的变化〕现象。因此检测方法也能够分为电的和非电的两类。3.4.1.1非电测量法〔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：结构简单，因声波有方向性，可定位检测。缺点为：灵敏度低，易受电磁振动噪声妨碍；传感器需粘贴在设备上或浸在尽缘油中；试品外部的机械振动和噪声都会干扰测量；直截了当定量有困难。〔2〕光检测法。只有透明介质才能用光检测法，它可检测显露在不处的表层放电和电晕放电。〔3〕热检测法。测量局部放电引起的温升，这种方法既不灵敏，又不能定量。〔4〕气压检测法。用周密的气压计测量放电所产生的气压变化，但灵敏度低，局限性大。〔5〕放电产物分析法。分析局部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，可对运行设备进行监视，缺点是应用局限性大。3.4.1.2电测量法〔1〕无线电干扰测量法〔法)。无线电干扰测量法检测气体中的放电有较高的灵敏度，但对时刻较长(数微秒)的油中局部放电检测灵敏度显著下落。〔2〕高频脉冲电流测量法(法)。高电压设备局部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测量仪器中显示出来。这是目前国内采纳较多的方法。〔3〕脉冲极性鉴不测量法。这种检验方法对照突出的优点是有相当高的抑制干扰能力。对试验设备、电源、引线以及外来干扰均无妨碍，能够同时对两个以上试样进行检测，接上计算机后能够方便地进行脉冲计数，信号显示。荧光屏利用延迟技术，为更好地瞧瞧波形提供了方便。3.4.4脉冲电流法检测局部放电3.4.4.1根基原理如图3-3所示，试验回路包括高压电源、高压电压表、测量回路、放电量校准器、终端阻抗。试验设备所有部件的噪声水平应足够低，以得到所要求的灵敏度。〔1〕试验高压电源试验高压电源除了采纳试验变压器外，还能够采纳串联谐振装置产生试验电压。无论采纳何种方式，试验电源都应满足电缆试样所需的电压和电容电流的要求。试验高压电压应是频率为〔49~61〕的交流电源，试验电压波形为两个半波相同的近似正弦波，且峰值与有效值之比应为。试验正弦被不应有过高的高次谐波。由于高次谐波对放电的妨碍，所测出的值将产生差异，同时。持高次谐波过大，对测量读数也产生误差。电源中的高次谐波重量应限制在10％以下。图3-3脉冲电流法试验回路示意图——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，——输进单元——终端阻抗〔2〕试验回路试验回路包括电缆试样，耦合电容器和测量回路。测量回路由测量阻抗〔测量仪器的输进阻抗和选定与电缆阻抗匹配的输进单元〕，连接导线和测量仪器等组成。电感的作用是堵塞放电电流，使之不致被变压器进口电容所旁路，同时可落低来自电源的噪音干扰，故它是个高压低通滤波器，应比测量电阻大。为耦合电容，它为电缆试验和输进单元之间提供一个低阻抗通道，越大因此测试灵敏度越高。当两端因局部放电而引起电压变化时，经耦合到测量阻抗上，回路上即产生脉冲电流并在上转化为脉冲电压，藉测量那个脉冲电压来检测局部放电。在测试局部放电的试验电压下，除外，、、和整个回路接线均不应发生局部放电。是检测装置，包括适合的放大器、示波器，用以测量和显示测量电阻上的脉冲电压，另外可依据需要增加仪器指示局部放电的存在并测出实在电荷量。检测阻抗的作用是检取局部放电所产生的高频脉冲信号，并使其持续时刻足够短以保证所需的脉冲分辨率。对试验电压的低频信号因此应予以消除或减弱。是连接试品与仪器的一个要害部位，和仪器的频率特性及灵敏度有直截了当关系。〔3〕终端阻抗为了抑制电缆远端〔远离检测器的电缆终端〕开路情况下的脉冲反射，可在远端连接终端阻抗，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截了当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进电缆试验，要求注进电荷量能在示波器上产生的脉冲高度至少为。一般情况下，在高压试验电源接通之前，应把校准电容器取下，并不答应再调整放大器的放大倍数，不然应设法将一适合的校准信号在整个试验中连续显示。通常，关于大长度电缆，校准电容不应大于。3.4.4.2脉冲电流法试验咨询题分析依据GIEC62067规定，额定电压500电缆局部放电测试试验电压应逐渐升至1.75〔为电缆的相电压〕并维持10s，然后慢慢落到1.5，试验结果为在1.5下无可检测的放电。1.5即435的电压。试验高压电源如何实现是交流耐压试验讨论的核心咨询题，类似能够讨论局部放电测试试验电源能否实现。试验所需最高电压为1.75，即507.5，在不考虑试验变压器的损耗、效率的情况下，高压侧的额定电压至少要抵达。电缆所需的电流：试验变压器的额定输出电流>,取试验变压器容量此计算结果是在理想条件下得到的，在进行现场试验时，需要更大容量的试验变压器、调压器以及电源等工频试验设备。和交流耐压试验存在同样的咨询题，变压器的电流和额定容量都对照大，现场往往难以办到。依据GB/T3048.12—2007的建议，采纳串联谐振装置产生试验电压。从交流耐压试验串联电抗器电感值的选择计算能够得出同样的结论，由于电缆的电容值非常大，使得串联在电路上的电抗器电感值非常小，电抗制造及尽缘咨询题难以解决。3.5电缆尽缘电阻测试研究3.5.1试验方法的研究——兆欧表法目前兆欧表输出的最高试验电压为10000V，测量上限值最高可达10000GM。试验电压的选择依据是电缆试品的额定工作电压和容量大小。低压电气设备选用的试验电压等级常高于工作电压。电力设备的工作电压较高，试验电压常低于电缆试品的工作电压，由尽缘试验规程和相应的标准规定。试验规程未作特殊规定时，电气设备的尽缘测量推举采纳表3-1的电压等级。表3-1设备工作电压与试验电压等级设备工作电压(V)选用兆欧表的电压等级(V)10000及以上10000以下~30003000以下~500500以下~100100以下500025001000500250兆欧表作尽缘电阻测量时，试验电压与电缆试品的额定工作电压有关，又远低于工作电压，试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。兆欧表的测试能力(对电缆试品的充电能力、测试容量指标)不同。因此电缆试品的电容重量充电至稳态值所需的时刻不同，并妨碍试验电压在电缆试品上的建立时刻。从而使电缆试品内部的介质极化强度也不同，电容充电电流重量对电缆试品现在尽缘电阻值的妨碍不可忽略，因此电缆试品视在尽缘电阻值、汲取比或极化指数的读数值也将随之出现差异。再次，兆欧表测量电缆尽缘电阻时，要求兆欧表能提供足够的测试电流对电缆试品的电容性重量快速充电，测试电源的输出电压能维持于额定电压，受外界负荷妨碍小，并有较高的稳定度。试验电压由零增大到额定值所需的建立时刻也应该非常短。同样重要的是，尽缘试验时，兆欧表应该正确无误实时地显示电缆试品尽缘电阻由零上升到某一稳定值的动态变化全过程，尤其是电阻值变化对照剧烈的开始测量时期。从以上两点来讲，现有的兆欧表非常难抵达如此的要求。电缆线路长，电缆试品的电容量大，抵达级，受电缆电容的妨碍，电缆的松弛极化过程明显，汲取电流衰减缓慢，只有在充电和极化过程完成之后，电容充电电流和汲取电流重量为零，即过渡过程结束时，这时才能测量出仅由泄漏电流重量所决定的真实尽缘电阻值。再者兆欧表内阻非常大，充电时刻将非常长，不适合实时测量。3.5.2尽缘电阻测试对尽缘缺陷的检测能力电缆主尽缘的尽缘电阻测试的目的是初步判定电缆主尽缘是否受潮，老化，检查耐压试验后电缆主尽缘是否存在缺陷。尽缘电阻高表示尽缘良好，尽缘电阻下落表示尽缘材料差不多受潮或发生老化和劣化。运行中的电缆，假如尽缘电阻下落，因此泄漏电流增大，会导致尽缘材料发热、击穿和烧毁，发生电缆损坏和停电事故。因此讲检测电缆主尽缘的尽缘电阻是非常有必要的，也是测量电缆主尽缘是否良好的根基方法。当电缆主尽缘中存在局限受潮、全部受潮或留有击穿痕迹时，尽缘电阻的变化取决于这些缺陷是否贯穿于两极之间。假如贯穿于两极之间，尽缘电阻会有灵敏的反映。假如只发生局部缺陷，电极间仍维持着局限良好尽缘，尽缘电阻将非常少落低，甚至不发生变化。因此，尽缘电阻只能有效地检查出整体受潮和贯穿性缺陷。一般只有尽缘电阻测试合格的电缆试品，才进行泄漏