工頻交流耐壓試驗是鑒定電氣設(shè)備絕緣強(qiáng)度嚴(yán)格有效的試驗方法
1、電壓選擇
根據(jù)電纜試驗電壓的要求，選擇具有合適電壓的試驗變壓器，使試驗變壓器的高壓側(cè)的額定電壓UN大于電纜的試驗電壓UC，即UN＞UC；其次檢查試驗變壓器所需的低壓側(cè)電壓，是否能和現(xiàn)場的電源電壓、調(diào)壓器相匹配。
交流耐壓試驗電壓值既要能滿足發(fā)現(xiàn)被試品的絕緣缺陷，考核其絕緣的抗電強(qiáng)度，又要盡可能避免在試驗過程中對絕緣造成較大的損傷，所以確定恰當(dāng)?shù)脑囼炿妷褐狄饬x重大。一般對定型的電纜，根據(jù)預(yù)防性試驗規(guī)程確定其試驗電壓值。在這里取試驗電壓UC＝1.1U0＝(1.1×500)／√3kV＝320kV，U0為電纜的相電壓。由此，變壓器電壓高壓側(cè)的額定電壓設(shè)為UN＝330kV。
2、電流選擇
根據(jù)電纜所需的電流IC選擇高壓試驗變壓器的額定輸出電流IN，使其大于電纜所需的電流IC，即IN＞IC而電纜所需的電流IC可按下式進(jìn)行估算：IC＝2πfCxUC×10-3＝2π×7.6161×320×10-3＝765.7A 其中Cx為被試品電容和附加電容。試驗變壓器的額定輸出電流取IN＝770A。
3、試驗變壓器容量的選擇
根據(jù)被試品的高壓側(cè)充電流IS和試驗變壓器的額定電壓UN，可以確定試驗變壓器的容量，其公式為：P＝UNIN＝330×770＝254100kVA
應(yīng)當(dāng)指出，選擇的試驗變壓器的容量應(yīng)盡可能大于計算結(jié)果，因為試驗線路、試驗設(shè)備，本身對地存在雜散電容，使得估算的試驗電流小于實際值的緣故。
采用50Hz電壓進(jìn)行試驗，由于電纜線路的電容較大，做工頻耐壓試驗就需要大容量的試驗變壓器、調(diào)壓器以及電源等工頻試驗設(shè)備。由上面的計算可知，變壓器的電流和額定容量都比較大，現(xiàn)場往往難以辦到，即使有試驗設(shè)備，也需動用大型汽車、吊車等，費力費時。
3、超低頻交流耐壓試驗
工頻交流試驗由于試驗設(shè)備容量大而不適合現(xiàn)場試驗要求，變頻諧振試驗裝置試驗產(chǎn)生諧振的條件難以滿足，借鑒高壓XLPE電纜的交流耐壓試驗中采用 超低頻作為試驗電源的方法。TPDPF超低頻高壓發(fā)生器 的工作頻率僅為工頻的1/500，理論上它的容量可以比工頻交流試驗降低500倍：
I＝2πfCU×10-3＝2π×0.1×7.6161×320×10-3＝15.31A
P＝2πfCU2×10-3＝2π×0.1×7.6161×3202×10-3＝490.02kVA
所以TPDPF超低頻高壓發(fā)生器的容量遠(yuǎn)比工頻交流耐壓的試驗設(shè)備小。使得試驗變壓器的重量可大大降低，按照100～200N/kVA計算，變壓器的重量達(dá)5～10噸，并不能很容易地移動到現(xiàn)場進(jìn)行試驗。因此這種方法主要應(yīng)用于中低壓電纜的試驗，由于電壓等級偏低，還不能用于110kV及以上的高壓電纜試驗。
4、交流耐壓試驗對絕緣缺陷的檢測能力
交流耐壓試驗是鑒定電氣設(shè)備絕緣強(qiáng)度的嚴(yán)格、直接的試驗方法，它對判斷電氣設(shè)備能否繼續(xù)參加運行具有決定性的意義，也是保證設(shè)備絕緣水平，避免發(fā)生絕緣事故的重要手段。
對電纜進(jìn)行一系列的非破壞試驗（絕緣電阻、tgδ試驗、直流泄漏試驗），能發(fā)現(xiàn)一部分絕緣缺陷，但是因為這些試驗的試驗電壓比較低，對電纜某些局部缺陷反映不靈敏，而這些局部缺陷在實際運行中可能會逐漸發(fā)展成為影響安全運行的嚴(yán)重隱患。如局部放電缺陷可能會逐漸發(fā)展成為整體缺陷或局部缺陷，在過電壓情況下使設(shè)備失去絕緣性能而引發(fā)事故。因此，為了更靈敏有效地查出電纜較危險的某些局部缺陷和的集中性缺陷，考驗電纜主絕緣承受各種過電壓的能力，就必須對電纜進(jìn)行交流耐壓試驗。
交流耐壓試驗的電壓、波形、頻率和電壓電纜的絕緣內(nèi)的分布，一般應(yīng)實際運行情況相吻合才能有效地發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷。即電纜上所施加的試驗電壓場強(qiáng)必須模擬電纜的運行工況。電纜得出的通過或不通過的結(jié)論要代表電纜中的薄弱點是否對今后的運行帶來危害。這就意味著試驗中的故障機(jī)理應(yīng)與電纜運行中的機(jī)理有相同的物理過程。因此，交流耐壓試驗對絕緣的考驗比直流耐壓試驗更接近實際。
交流耐壓試驗是在接近運行條件的情況下，檢驗設(shè)備助絕緣水平。對設(shè)備來說，是一種破壞性試驗。在交流耐壓試驗中，由于電壓不斷改變方向，因而如氣隙發(fā)生放電后，每個半波里都要發(fā)生局部放電，這種放電往往會促使有機(jī)絕緣材料的分解、老化變質(zhì)，降低其絕緣性能，使局部缺陷逐漸擴(kuò)大。可能會對絕緣造成新的損傷或者加劇絕緣原有的損傷，但這些損傷在加壓的時間內(nèi)并未擊穿顯現(xiàn)出來，由于造成的絕緣損傷是不可恢復(fù)，如果電纜繼續(xù)投入使用，將會存在很大的安全隱患。因此，在進(jìn)行交流耐壓之前，必須先對其他絕緣試驗（如測量絕緣電阻及吸收比，泄漏電流試驗、tgδ試驗、絕緣油試驗等）結(jié)果進(jìn)行綜合分析，以判斷該設(shè)備能否承受耐壓試驗的電壓。如果發(fā)現(xiàn)絕緣不良、受期等，應(yīng)先進(jìn)行必要的處理，以免在耐壓的過程中造成不應(yīng)有的絕緣擊穿。
信息整理：揚州拓普電氣科技有限公司 信息來源：m.ef2822.com
根據(jù)電纜試驗電壓的要求，選擇具有合適電壓的試驗變壓器，使試驗變壓器的高壓側(cè)的額定電壓UN大于電纜的試驗電壓UC，即UN＞UC；其次檢查試驗變壓器所需的低壓側(cè)電壓，是否能和現(xiàn)場的電源電壓、調(diào)壓器相匹配。
交流耐壓試驗電壓值既要能滿足發(fā)現(xiàn)被試品的絕緣缺陷，考核其絕緣的抗電強(qiáng)度，又要盡可能避免在試驗過程中對絕緣造成較大的損傷，所以確定恰當(dāng)?shù)脑囼炿妷褐狄饬x重大。一般對定型的電纜，根據(jù)預(yù)防性試驗規(guī)程確定其試驗電壓值。在這里取試驗電壓UC＝1.1U0＝(1.1×500)／√3kV＝320kV，U0為電纜的相電壓。由此，變壓器電壓高壓側(cè)的額定電壓設(shè)為UN＝330kV。
2、電流選擇
根據(jù)電纜所需的電流IC選擇高壓試驗變壓器的額定輸出電流IN，使其大于電纜所需的電流IC，即IN＞IC而電纜所需的電流IC可按下式進(jìn)行估算：IC＝2πfCxUC×10-3＝2π×7.6161×320×10-3＝765.7A 其中Cx為被試品電容和附加電容。試驗變壓器的額定輸出電流取IN＝770A。
3、試驗變壓器容量的選擇
根據(jù)被試品的高壓側(cè)充電流IS和試驗變壓器的額定電壓UN，可以確定試驗變壓器的容量，其公式為：P＝UNIN＝330×770＝254100kVA
應(yīng)當(dāng)指出，選擇的試驗變壓器的容量應(yīng)盡可能大于計算結(jié)果，因為試驗線路、試驗設(shè)備，本身對地存在雜散電容，使得估算的試驗電流小于實際值的緣故。
采用50Hz電壓進(jìn)行試驗，由于電纜線路的電容較大，做工頻耐壓試驗就需要大容量的試驗變壓器、調(diào)壓器以及電源等工頻試驗設(shè)備。由上面的計算可知，變壓器的電流和額定容量都比較大，現(xiàn)場往往難以辦到，即使有試驗設(shè)備，也需動用大型汽車、吊車等，費力費時。
3、超低頻交流耐壓試驗
工頻交流試驗由于試驗設(shè)備容量大而不適合現(xiàn)場試驗要求，變頻諧振試驗裝置試驗產(chǎn)生諧振的條件難以滿足，借鑒高壓XLPE電纜的交流耐壓試驗中采用 超低頻作為試驗電源的方法。TPDPF超低頻高壓發(fā)生器 的工作頻率僅為工頻的1/500，理論上它的容量可以比工頻交流試驗降低500倍：
I＝2πfCU×10-3＝2π×0.1×7.6161×320×10-3＝15.31A
P＝2πfCU2×10-3＝2π×0.1×7.6161×3202×10-3＝490.02kVA
所以TPDPF超低頻高壓發(fā)生器的容量遠(yuǎn)比工頻交流耐壓的試驗設(shè)備小。使得試驗變壓器的重量可大大降低，按照100～200N/kVA計算，變壓器的重量達(dá)5～10噸，并不能很容易地移動到現(xiàn)場進(jìn)行試驗。因此這種方法主要應(yīng)用于中低壓電纜的試驗，由于電壓等級偏低，還不能用于110kV及以上的高壓電纜試驗。
4、交流耐壓試驗對絕緣缺陷的檢測能力
交流耐壓試驗是鑒定電氣設(shè)備絕緣強(qiáng)度的嚴(yán)格、直接的試驗方法，它對判斷電氣設(shè)備能否繼續(xù)參加運行具有決定性的意義，也是保證設(shè)備絕緣水平，避免發(fā)生絕緣事故的重要手段。
對電纜進(jìn)行一系列的非破壞試驗（絕緣電阻、tgδ試驗、直流泄漏試驗），能發(fā)現(xiàn)一部分絕緣缺陷，但是因為這些試驗的試驗電壓比較低，對電纜某些局部缺陷反映不靈敏，而這些局部缺陷在實際運行中可能會逐漸發(fā)展成為影響安全運行的嚴(yán)重隱患。如局部放電缺陷可能會逐漸發(fā)展成為整體缺陷或局部缺陷，在過電壓情況下使設(shè)備失去絕緣性能而引發(fā)事故。因此，為了更靈敏有效地查出電纜較危險的某些局部缺陷和的集中性缺陷，考驗電纜主絕緣承受各種過電壓的能力，就必須對電纜進(jìn)行交流耐壓試驗。
交流耐壓試驗的電壓、波形、頻率和電壓電纜的絕緣內(nèi)的分布，一般應(yīng)實際運行情況相吻合才能有效地發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷。即電纜上所施加的試驗電壓場強(qiáng)必須模擬電纜的運行工況。電纜得出的通過或不通過的結(jié)論要代表電纜中的薄弱點是否對今后的運行帶來危害。這就意味著試驗中的故障機(jī)理應(yīng)與電纜運行中的機(jī)理有相同的物理過程。因此，交流耐壓試驗對絕緣的考驗比直流耐壓試驗更接近實際。
交流耐壓試驗是在接近運行條件的情況下，檢驗設(shè)備助絕緣水平。對設(shè)備來說，是一種破壞性試驗。在交流耐壓試驗中，由于電壓不斷改變方向，因而如氣隙發(fā)生放電后，每個半波里都要發(fā)生局部放電，這種放電往往會促使有機(jī)絕緣材料的分解、老化變質(zhì)，降低其絕緣性能，使局部缺陷逐漸擴(kuò)大。可能會對絕緣造成新的損傷或者加劇絕緣原有的損傷，但這些損傷在加壓的時間內(nèi)并未擊穿顯現(xiàn)出來，由于造成的絕緣損傷是不可恢復(fù)，如果電纜繼續(xù)投入使用，將會存在很大的安全隱患。因此，在進(jìn)行交流耐壓之前，必須先對其他絕緣試驗（如測量絕緣電阻及吸收比，泄漏電流試驗、tgδ試驗、絕緣油試驗等）結(jié)果進(jìn)行綜合分析，以判斷該設(shè)備能否承受耐壓試驗的電壓。如果發(fā)現(xiàn)絕緣不良、受期等，應(yīng)先進(jìn)行必要的處理，以免在耐壓的過程中造成不應(yīng)有的絕緣擊穿。
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