10kV交聯(lián)電力電纜試驗(yàn)及故障預(yù)防

   10 kV交聯(lián)電力電纜試驗(yàn)方法分析
   1.直流耐壓試驗(yàn)對(duì)發(fā)現(xiàn)電纜絕緣缺陷的有效性
直流耐壓試驗(yàn)的目的在于檢驗(yàn)電纜的耐壓強(qiáng)度。它對(duì)發(fā)現(xiàn)絕緣介質(zhì)中的氣泡、機(jī)械損傷等局部缺陷比較有利。因?yàn)樵谥绷麟妷合�，絕緣介質(zhì)中的電位將按電阻分布，所以當(dāng)介質(zhì)有缺陷時(shí)，電壓主要被與缺陷部分串聯(lián)的未損壞介質(zhì)的電阻承受，較有利于發(fā)現(xiàn)介質(zhì)缺陷。電纜絕緣在直流電壓下的擊穿強(qiáng)度約為交流電壓下的兩倍，所以可以施加更高的直流電壓對(duì)絕緣介質(zhì)進(jìn)行耐壓強(qiáng)度的考驗(yàn)。很多情況下，我們用兆歐表檢測電纜絕緣良好，而在直流耐壓試驗(yàn)中發(fā)生絕緣擊穿，可見直流耐壓是檢測高壓電纜絕緣缺陷的有效手段。
   2. 直流耐壓試驗(yàn)對(duì)交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜的局限性
   直流耐壓試驗(yàn)對(duì)發(fā)現(xiàn)多數(shù)電纜絕緣缺陷十分有效，但對(duì)交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜則未必，甚至可能產(chǎn)生副作用。
   (1)交聯(lián)聚乙烯絕緣在交流電壓下的電場分布不同于施加直流電壓時(shí)的電場分布。交聯(lián)聚乙烯絕緣材料是聚乙烯塑料經(jīng)交聯(lián)工藝而生成的，屬整體型絕緣材料，其介電常數(shù)為2.1～2.3，且一般不受溫度變化的影響。在交流電壓下，交聯(lián)聚乙烯絕緣層內(nèi)的電場分布是由介電常數(shù)決定的，即電場強(qiáng)度是按照介電常數(shù)的反比例分配的，這種分布比較穩(wěn)定。在直流電壓下，絕緣層中的電場強(qiáng)度是按照絕緣電阻率的正比例分配的，且絕緣電阻率分布是不均勻的(在交聯(lián)聚乙烯塑料生產(chǎn)過程中，因工藝原因不可避免地在主料中有雜質(zhì)存在，如甲烷聚乙醇，它們具有相對(duì)較小的絕緣電阻率，且沿絕緣層徑向分布是不均勻的)，所以交聯(lián)聚乙烯絕緣層中的電場分布不同于理想絕緣結(jié)構(gòu)而與材料的不均勻性有關(guān)。
   絕緣層的絕緣電阻率ρ受溫度和場強(qiáng)影響較大，可用式（1）描述：
   ρ = （ρ0•e-αθ）/（E•γ）
   式中：ρ0 ――絕緣層在0℃時(shí)的絕緣電阻率；
   α ――溫度系數(shù)，取0.15/℃；
   θ ――溫度
   E ――工作或?qū)嶒?yàn)電場強(qiáng)度；
   γ ――系數(shù)，取2.1～2.4。
   由于在絕緣層中，交、直流電壓下電場分布的不同，導(dǎo)致了擊穿特征的不一致。
   (2)直流耐壓試驗(yàn)不僅不能有效地發(fā)現(xiàn)交聯(lián)聚乙烯絕緣中的水樹枝等絕緣缺陷，而且由于空間電荷的作用，還容易造成高壓電纜在交流電壓作用下某些不應(yīng)發(fā)生問題的地方投運(yùn)不久就發(fā)生擊穿。此外，電纜的某些部分，如電纜頭，在交流情況下，存在某些缺陷，在直流耐壓試驗(yàn)時(shí)卻不會(huì)擊穿。
   (3)現(xiàn)場進(jìn)行直流耐壓試驗(yàn)，如果發(fā)生閃絡(luò)或擊穿可能會(huì)對(duì)其他正常的電纜和接頭的絕緣造成危害。
   (4)直流耐壓試驗(yàn)會(huì)在交聯(lián)聚乙烯材料中產(chǎn)生累積效應(yīng)，將加速絕緣老化，縮短使用壽命。
    3.預(yù)防性試驗(yàn)的利與弊
    過去我國參照前蘇聯(lián)的做法，常將運(yùn)行中的電纜按計(jì)劃停運(yùn)，加人五六倍電壓試驗(yàn)，如電纜受潮、外層損壞自然可以出現(xiàn)擊穿，然后測故障點(diǎn)、修復(fù)，再用五六倍電壓施加5～10 min，正常后投入運(yùn)行。如仍擊穿或泄漏電流不正常，再進(jìn)行一次測故障點(diǎn)、修復(fù)，直至電纜完全正常。這種過程有很多不利因素，首先電纜耐壓擊穿后停電時(shí)間達(dá)3～5天，甚至更長，對(duì)一個(gè)企業(yè)或單位來說，損失有時(shí)是無法估量的，尤其是一些單電源用戶；其次預(yù)防性試驗(yàn)往往集中在春季，要在很短的時(shí)間對(duì)所管轄的電纜進(jìn)行試驗(yàn)，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且難以對(duì)每條電纜都進(jìn)行仔細(xì)分析；另外，大規(guī)模采用交聯(lián)聚乙烯電纜和不滴流紙絕緣電纜，長期用五、六倍電壓做預(yù)防性耐壓試驗(yàn)也不盡合理，經(jīng)常發(fā)生這樣的情況：一些老電纜，一經(jīng)試驗(yàn)肯定擊穿，不做試驗(yàn)反而能運(yùn)行很長時(shí)間。所以隨著科技進(jìn)步，應(yīng)開展在線監(jiān)測取代年復(fù)一年的預(yù)防性試驗(yàn)。
   4.以泄漏電流為依據(jù)判斷電纜絕緣優(yōu)劣的方法
   電纜泄漏電流的測量與直流耐壓試驗(yàn)在發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷的原理上是有區(qū)別的。一般來說，直流耐壓試驗(yàn)對(duì)于暴露介質(zhì)中的氣泡和機(jī)械損傷等局部缺陷等比較靈敏，而泄漏電流能夠反映介質(zhì)整體受潮與整體劣化情況。兩者在試驗(yàn)中又密不可分，泄漏電流實(shí)際上是在直流耐壓試驗(yàn)中測得的。測量泄漏電流的微安表在實(shí)驗(yàn)回路中位置不同，實(shí)驗(yàn)的高壓引線是否采用屏蔽線等因素都會(huì)影響泄漏電流的數(shù)值，所以在測量泄漏電流的過程中，判據(jù)不是電流的具體數(shù)值而是泄漏電流的變化趨勢。依據(jù)泄漏電流判斷絕緣狀況時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
   (1)電壓升高的每一階段都必須注意觀察電流隨日引司變化的趨勢。一條絕緣良好的電纜，在電壓上升的每一階段，電容電流和吸收電流先疊加在泄漏電流上，表觀電流一定是劇增，后隨時(shí)間下降，電壓穩(wěn)定1min后的穩(wěn)態(tài)電流值只及電壓初上升時(shí)的10%～20%，這就是泄漏電流。如電纜整體受潮，則電流在電壓上升的每一階段幾乎不隨時(shí)間下降，嚴(yán)重時(shí)反而上升，這種電纜不能輕易投運(yùn)。
   (2)泄漏電流值隨時(shí)間的延長有上升現(xiàn)象是絕緣缺陷發(fā)展的跡象。良好的絕緣在試驗(yàn)電壓下的穩(wěn)態(tài)泄漏電流值隨著時(shí)間的延長應(yīng)保持不變，有的略有下降。