电力电缆试验与故障测寻课件

电力电缆试验与故障测寻

变检工区李涛临沂供电公司变检工区2009.9.26电力电缆试验与故障测寻

变检工区李涛1内容介绍1.电缆线路的基本知识2.电缆试验概述3.直流耐压和泄漏电流的试验4.交流耐压试验5.绝缘电阻和电缆线路参数测量6.电缆在线检测技术7.电力电缆及附件故障分析8.电缆故障探测技术内容介绍1.电缆线路21、电缆线路的基本知识1、电缆线路的基本知识31、电缆线路的基本知识1.1全省电缆概况山东电网电缆线路概况运行电缆故障情况运行电缆附件故障统计电缆附件故障原因截止到2005年底，全省10--220kV电缆线路共有7134条，5683.172KM。通过统计分析可以看出：我省电缆本体故障以机械破坏为主，在222次电缆本体故障中，机械破坏186次，占故障总次数的83.78%。其次是安装质量和绝缘老化，各占10次，分别占故障总次数的4.5%。在电缆附件故障中，附件安装质量、机械破坏、制造质量和绝缘老化是故障的主要原因。1、电缆线路的基本知识1.1全省电缆概况41.2电力电缆线路概述电力电缆线路---1电缆本体（一般简称电缆）2附件--中间接头终端头（户内型、户外型、可分离终端）（可分离连接器）3其他安装器材（桥架、穿管、防火材料等）电力电缆线路由电缆本体和附件及其他安装器材组成。电缆之间的接续由中间接头完成。电缆与其他电器设备的连接由终端头或可分离终端完成。电缆线路输电特点：高压输电导线通过固体绝缘体隔离后被封闭在接地的金属屏蔽内部。（架空输电线路：高压输电导线通过空气绝缘体隔离，大地为地电极。）1.3常用电缆类型、结构和电场分布电力电缆主要有三大类型（绝缘材料分）油浸纸绝缘型塑料绝缘型橡皮绝缘型1.2电力电缆线路概述5电力电缆试验与故障测寻ppt课件61.4电缆结构及生产工艺导体导体截面和直流电阻导体结构金属屏蔽半导电屏蔽层绝缘护层(机械强度、防水密封性能、防火阻燃性能)

1.4电缆结构及生产工艺导体7电力电缆试验与故障测寻ppt课件81.5电场分布和改善措施几何结构法电气参数法几何结构与电气参数结合法1.5电场分布和改善措施9电力电缆试验与故障测寻ppt课件101.2.1电缆敷设方式直埋敷设、排管附设、隧道敷设、电缆沟和桥架敷设、水底电缆敷设1.2电缆敷设

1.2.1电缆敷设方式1.2电缆敷设11□□□—□□（□）绝缘导体护层—额定电压导体截面（标准代号）电缆的名称及型号反映了电缆的主要结构要素导体、绝缘和护层的型式。我国电力电缆型号，以字母和数字为代号组合表示。

(1)导体代号。以L作为铝导体代号，而铜导体代号T可省略。(2)绝缘层代号。”Z”纸绝缘，“YJ”交联聚乙烯绝缘。(3)护套代号。Q铅护套；L铝护套。(4)特征代号。表示电缆产品某一结构特征，例如，分相铅包以F(Fen)表示，不滴流以D(Di)表示，贫乏浸渍以P(Pin)表示，直流电缆以Z(Zhi)表示等等。(5)外护层代号。(6)派生代号。例如，YJV22—8.7/103×240表示为额定电压8.7/10kV，导体截面为240mm2的三芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套铜芯钢带铠装电力电缆。YJLV—26/351×300表示为额定电压26/35kV，导体截面为300mm2的单芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套铝芯非铠装电力电缆。1.2.2电缆的型号□□□—□12电力电缆试验与故障测寻ppt课件13电力电缆试验与故障测寻ppt课件14电力电缆试验与故障测寻ppt课件151.2.3电缆弯曲半径要求

电缆相互间和与其他管线间最小净距1.2.3电缆弯曲半径要求电缆相互间和与其他16电力电缆试验与故障测寻ppt课件17附件分类电缆终端(1)户内终端。(2)户外终端。(3)设备终端。(4)GIS终端。电缆接头(1)普通接头(直线接头)。(2)绝缘接头。(3)塞止接头。(4)分支接头。用于将三根或四根电缆相互连接的接头。(5)过渡接头。(6)软接头。可以弯曲的电缆接头。按所用材料不同，有热缩型、冷缩型、绕包型（分带材绕包与成型纸卷绕包两种）、模塑型、预制件装配型、浇铸（树脂）型、注塑型等。1.3常用电缆附件类型结构特点附件分类1.3常用电缆附件类型结构特点18电力电缆试验与故障测寻ppt课件19（1）热收缩附件所用材料一般为以聚乙烯及乙丙橡胶等多种材料组分的共聚物组成。主要采用应力管处理应力集中问题。主要优点是轻便、安装容易、性能尚好。价格便宜。其使用中关键技术问题是：要保证应力管的电性参数必须达到上述标准规定值方能可靠工作。另外注意用硅脂填充电缆绝缘半导电层断口出的气隙以排除气体。交联电缆因内应力处理不良时在运行中会发生较大收缩，因而在安装附件时注意应力管与绝缘屏蔽搭盖不少于20mm，以防收缩时应力管与绝缘屏蔽脱离。热收缩附件因弹性较小，运行中热胀冷缩时可能使界面产生气隙，因此密封技术很重要，以防止潮气浸入。1.3.1常用电缆附件结构特点及关键技术（1）热收缩附件所用材料一般为以聚乙烯及乙丙橡胶等多种材20电力电缆试验与故障测寻ppt课件21（2）预制式附件所用材料一般为硅橡胶或乙丙橡胶。主要采用几何结构法即应力锥来处理应力集中问题。其主要优点是材料性能优良，安装更简便快捷，不动火。弹性好，使得界面性能得到较大改善，是近年来中低压以及高压电缆采用的主要形式。价格较贵。

其使用中关键技术问题是：附件的尺寸与待安装的电缆的尺寸配合要符合规定的要求。另外也需采用干硅脂润滑界面易于安装同时填充界面的气隙。预制附件一般靠自身橡胶弹力可以具有一定密封作用，有时可采用密封胶及弹性夹具增强密封。（2）预制式附件所用材料一般为硅橡胶或乙丙橡胶。22电力电缆试验与故障测寻ppt课件23所用材料一般冷缩（预制）式附件。冷缩（预制）式附件一般采用几何结构与电气参数结合法来处理应力集中问题。与预制式附件一样，材料性能优良、不动火、弹性好，使得界面性能得到较大改善，也是近年来中低压以及高压电缆采用的主要形式；其使用中关键技术问题与预制式附件相同。（3）冷缩式附件所用材料一般冷缩（预制）式附件。（3）冷缩式附件241.4电力电缆电压和接地方式对电缆影响国际电工委员会（IEC）的表示方法为U0/U，U0为电缆的设计电压，一般相当缆所处的电力系统的相电压，但有时不完全一致。U为电缆可用于系统的额定线电压。IEC推荐U0/U序列为：a）中低压：IEC60502（U=1～30（Um=36，对应的国标GB12706(U=1～35（Um=40.5））：0.6/1；(8.7/10)；(26/35)；b）高压：IEC60840（U=45～150（Um=170）），对应的国标GB11017：(26/35)、26/45～47；36/60～69；64/110～115；76/132～138；87/150～161；c）超高压：IEC62067（U=220～500（Um=550）），对应的国标GB/ZXXXXX：127/220；190/330；290/500。上述序列中，括号内电压为中国系统采用。1.4电力电缆电压和接地方式对电缆影响国际电工委员会（IE25IEC标准将电力系统划分为三类：A类：该系统任一相导体与地或接地导体接触，能在1min内与系统分离；B类：该系统仅包括单相导体与地或接地导体接触，接地故障时间不超过8h，每年总累积时间不超过125h；C类：该系统为所有不属于A类及B类的系统。影响：U0相同的电缆实际上是同一种电缆，只是用于不同的电压系统中。中性点有效接地系统一般选用U0相当于系统相电压的电缆。1.4.2接地方式对电缆的影响IEC标准将电力系统划分为三类：1.4.2接地方式对电缆的261.5电缆的技术性能指标1.5.1通流性能：电缆的导体电阻直流电阻：R＇＝R0[1+α20（θc－20）],Ω／m（交流）有效电阻：R＝R＇[1+Ys+Yp],Ω／m线芯损耗：Ｗc＝I2R，W／m恒定负载载流量：Ｉ＝［（（θc－θo）-WiT1）／RT2］1/2，A电缆的电容：C＝ε／[18ln(R/rc)]×10-6，F/km电缆的电感：L1＝2×10-4ln(S/GMR)]，H/km1.5.2绝缘性能绝缘电阻：Rx=（ρ／2π）[ln(R/rc)]，Ω/m工作电场强度：E=U／[rln(R/rc)]，MV/m耐电强度与时间关系（寿命曲线）：E＝E∞+C×t-1/n

或：E1nt1＝E2nt2=CON1.5.3防护性能

1.5电缆的技术性能指标1.5.1通流性能：27感应电压应控制在50V（有防护时为100V）。正常运行时感应电压计算(三相等边)US=2ωj[ln(2s/Ds)]×10-7，V/m短路运行时感应电压计算护层接地方式（1）金属护套一点接地（一端或中点）：无环流，感应电压与电缆长度成正比，短电缆线路常用。（2）金属护套两端接地：有环流，感应电压为零，但影响载流量，轻负荷电缆线路常用。（3）金属护套交叉换位连接。（4）敷设“三七开”回流线。

1.5.4护层接地方式感应电压应控制在50V（有防护时为100V）。1.5.4护28电力电缆试验与故障测寻ppt课件29电力电缆试验与故障测寻ppt课件30

2.电缆线路试验概述2.电缆线路试验概述312.1电力电缆线路试验的项目电力电缆的试验主要指电缆在生产和安装敷设后所进行的各种试验，其项目大致可分为五类：·例行试验：检验每个产品是否存在偶然因素造成的缺陷。

·抽样试验:验证生产过程中产品的关键性能是否符合设计要求

·型式试验：确定电缆产品的设计是否满足预期的使用要求。

·安装竣工后的交接试验·投入运行后的预防性试验。工厂出厂试验2.1电力电缆线路试验的项目工厂出厂试验321)直流耐压和泄漏电流试验（主要用于油纸绝缘电缆线路）。2)测量绝缘电阻（用于1kV以下的低压电缆线路、200m以内的短电缆线路、停电时间超过一星期但不满一个月的电缆线路、挤包电缆线路的外护层的绝缘检测）。3)核相试验（用于新安装和检修后的电缆线路）。4)电缆油试验（用于充油电缆线路）。5)电缆护层绝缘试验（用于有护层绝缘要求的电缆线路）。6)电缆线路参数测量（用于需要进行电力系统参数计算的电缆线路）。7)接地电阻测量（用于高压电缆护层接地及其他土建设施接地系统）。8)0.1Hz超低频试验（用于35kV及以下电压的挤包绝缘电缆线路）。9)交流变频谐振试验（用于110kV及以上的挤包绝缘电缆线路）。电力电缆线路的交接试验和预防性试验因其要求不一，试验项目也略有不同。2.1.2现行的电缆线路电气试验项目1)直流耐压和泄漏电流试验（主要用于油纸绝缘电缆线路）。2.33试验变压器整流器泄漏电流表限流水电阻电压表、功率表、电流表和电流互感器核相器兆欧表接地电阻测量仪数字式自动耐压仪直流单、双臂电桥交流电桥直流耐压成套设备0.1Hz超低频试验设备交流变频谐振试验设备2.1.3电力电缆线路试验需要常用设备试验变压器2.1.3电力电缆线路试验需要常用设备342.2.1油浸纸电缆做直流耐压试验优点油纸绝缘电缆线路的预防性试验和交接试验，目前仍然以直流耐压试验为主。和交流耐压试验相比，直流耐压试验具有以下优点：·试验设备的容量小，重量轻，便于携带。·避免交流高电压对电缆油纸绝缘的永久性破坏作用。·由于直流电压与被试体的电阻率成正比分布，绝缘完好时，电阻率较高的绝缘油承受较高试验电压，电场分布较合理，不会造成新的绝缘损伤，当绝缘存在局部缺陷时，大部分试验电压将施加在电阻率相对高的绝缘完好部分，随着缺陷的发展，绝缘完好部分承受的电压随之加大，直至击穿，因而有利于绝缘缺陷的发现。·电缆直流耐压试验时，电缆导体接负极。这时如果电缆绝缘中有水分存在，将会因电渗透作用使水分子从表层移向导体，发展成为贯穿性缺陷，易于在试验电压下击穿，因而有利于发现电缆绝缘缺陷。·绝缘击穿与电压作用时间的关系不大，一般缺陷在加压后几分钟内可以发现，因此电缆预防性试验规程规定的加压时间为5min，试验时间相对较短。2.2.1油浸纸电缆做直流耐压试验优点油纸绝缘电缆线路的预35直流耐压半波整流图和绝缘击穿曲线直流耐压半波整流图和绝缘击穿曲线362.2.2橡塑电缆试验探讨交联聚乙烯等挤包绝缘电缆的缺陷在直流电压下不容易被发现。由于直流电压下的电场强度按介质的体积电阻率分布，交联聚乙烯等挤包绝缘电缆的介质属于整体式结构，绝缘内的水分、杂质分散而且分布不均匀，介质内不易形成贯穿性通道。而且，直流耐压试验时会有电子注入到聚合场中使介质内部形成空间电荷，使该处电场畸变，电场强度降低，使交联聚乙烯绝缘在直流电压下具有较高的放电起始电压和较慢的放电通道增长速度，使绝缘不易击穿、缺陷不易发现。

交联聚乙烯电缆在直流耐压试验时不但不能有效发现绝缘缺陷，而且因为直流试验造成了绝缘的损伤。水树枝老化在交流电场下发展非常缓慢，电缆在很长时间里能保持较高的耐电水平，但是在直流试验电压下，交联聚乙烯电缆绝缘层中的水树枝会转变成为电树枝放电，从而加速绝缘老化，造成绝缘损伤以至重新投入运行后发生绝缘击穿事故。如果不进行直流耐压试验，却能维持较长时期的正常运行。2.2.2橡塑电缆试验探讨交联聚乙烯等挤包绝缘电缆的缺陷37对于高电压的交联聚乙烯绝缘电缆，直流耐压试验不能反映整条线路的绝缘水平。在直流电压下，由于温度和电场强度的变化，交联聚乙烯绝缘层的电阻系数会随之发生变化，绝缘层各处电场强度的分布因温度不同而各异，在同样厚度下的绝缘层，因为温度升高而击穿水平降低，这种现象还与绝缘层的厚度有关，厚度越大这种现象越严重。由于高压交联聚乙烯电缆绝缘层厚，因此，对交联聚乙烯电缆特别是高电压等级的交联聚乙烯电缆不宜做直流耐压试验。

在1980年以前几年，国外电力部门发现了直流耐压试验对橡塑绝缘是无效的且具有危害性。1997年国际大电网会议通过深入广泛的研究对XLPE电缆改用交流耐压试验达成共识，并颁发了《试验导则》，在全世界范围内广泛推广应用。我国在九十年代中期已开始并关注此问题，尤其是2001年至今，各省已陆续提出相应的试验要求。我省在2003.3颁布交联电缆试验标准对于高电压的交联聚乙烯绝缘电缆，直流耐压试验不能反映整条线路382.3.1确定电缆预防性试验周期时应考虑的主要因素电缆的预防性试验是按照预防性试验规程进行的电气试验，是判断电缆线路是否能继续投入运行的依据，是预防电缆在运行中发生事故的重要措施。因此，电缆线路在投入运行后必须定期进行预防性试验。预防性试验的周期一般根据下列因素确定：(1)电缆线路的预防性试验周期应和电力系统其他设备的维护检修周期同步，以便减少设备重复停电，有利于提高设备可用率。(2)要考虑电缆线路在耐压试验中一旦发生击穿故障后的抢修能力，尽量减少由于不能及时抢修对用户造成的影响。(3)为了确保重要输电线路和重要用户电缆线路的运行可靠性，对于这些电缆线路的试验周期应适当缩短。(4)对于运行中发现缺陷或预防性试验的结果不符合试验标准的电缆线路应根据情况缩短试验周期。2.3.1确定电缆预防性试验周期时应考虑的主要因素电缆的预392.3.2山东电网电缆线路试验标准

油浸纸绝缘电力电缆线路的试验项目、周期和要求见表2.3.1橡塑绝缘电力电缆是塑料绝缘电缆和橡皮绝缘电缆的总称。塑料绝缘电缆包括聚氯乙烯绝缘、聚乙烯绝缘和交联聚乙烯绝缘电力电缆；橡皮绝缘电缆包括乙丙橡皮绝缘电力电缆等。橡塑绝缘电力电缆线路的试验项目、周期和要求见表2.3.2。2.3.2山东电网电缆线路试验标准油浸纸绝缘电力电缆线路40表2.3.2橡塑绝缘电力电缆的试验项目、周期和要求序号项目周期要求说明1电缆主绝缘的绝缘电阻1)交接时2)耐压试验前、后3)110kV及以上3年,35kV及以下6年4)必要时与历次试验结果和同类型设备试验结果相比无显著差别0.6/1kV电缆用1000V兆欧表；0.6/1kV以上电缆用2500V兆欧表；6/6kV及以上电缆用5000V兆欧表2电缆外护套绝缘电阻1)交接时2)耐压试验前、后3)110kV及以上3年,35kV及以下6年3)必要时每千米绝缘电阻值不低于0.5MΩ1)采用500V兆欧表。当每千米的绝缘电阻低于0.5MΩ时应采用附录D中叙述的方法判断外护套是否进水2)本项试验只适用于三芯电缆的外护套,单芯电缆外护套试验按本表第7项3电缆内衬层绝缘电阻1)交接时2)110kV及以上3年,35kV及以下6年3)必要时每千米绝缘电阻值不应低于0.5MΩ采用500V兆欧表。当每千米的绝缘电阻低于0.5MΩ时应采用附录D中叙述的方法判断内衬层是否进水4铜屏蔽层电阻和导体电阻比1)交接时2)重作终端或接头后3)内衬层破损进水后4)必要时当电阻比与投运前相比增大时,表明铜屏蔽层的直流电阻增大,铜屏蔽层有可能被腐蚀；当该比值与技运前相比减小时,表明附件中的导体连接点的接触电阻有增大的可能。数据自行规定1)用双臂电桥测量在相同温度下的铜屏蔽层和导体的直流电阻2)终端以及中间接头的安装工艺必须符合附录E的要求才能测量,不符合此附录者不测量表2.3.2橡塑绝缘电力电缆的试验项目、周期和要求序号项41序号项目周期要求说明5电缆主绝缘耐压试验1)交接时2)新作终端或接头后3)必要时1)直流耐压(35kV及以下)①塑料绝缘电缆试验电压和加压时间如下1)35kV及以下宜进行交流耐压试验2)110kV及以上应进行交流耐压试验额定电压Uo/U(kV)试验电压(kV)交接/其余加压时间(min)15/53.6/615/156/624/246/1024/248.7/1035/3521/3584/6326/35104/78②额定电压U=6kV的橡皮绝缘电缆,试验电压15kV,时间5min③耐压结束时的泄漏电流不应大于耐压1min时的泄漏电流2)交流耐压①0.1Hz耐压试验(35kV及以下)周期试验电压时间交接时3U060min其它2.1U05min②20--300Hz谐振耐压试验交接时电压等级试验电压时间35kV及以下2U060min110kV1.7U05min220kV1.4U060min电压等级试验电压时间其它35kV及以下1.6U05min110kV1.36U05min220kV1.12U05min序号项目周期要求说明5电缆主绝426外护套直流耐压试验1)交接时2)110kV及以上3年,35kV及以下6年3)必要时1)交接时10kV,可用10000V兆欧表代替2)预试时5kV,可用5000V兆欧表代替7交叉互联系统必要时见表11.58屏蔽层避雷器按14章注：为了实现序号2、3和4项的测量，必须对橡塑电缆附件安装工艺中金属层的传统接地方法按附录E加以改变6外护套直流耐压试验1)交接时1)交接时10kV,可用10043交叉互联系统的试验项目、周期和要求见表

11.5表11.5交叉互联系统的试验项目、周期和要求序

号项目周期要求说明

1电缆外护套、绝缘接头外护套与绝缘夹板的直流耐压试验1)交接时2)2～3年在每段电缆金属屏蔽或金属套与地之间施加直流电压5kV,加压时间1min,不应击穿试验时必须将护层过电压保护器断开,在互联箱中将另一侧的三段电缆金属套都接地

2护层过电压保护器1)非线性电阻片的直流伏安特性2)非线性电阻片及其引线的对地绝缘电阻1)交接时2)2～3年1)伏安特性或参考电压应符合制造厂的规定2)用1000V兆欧表测量引线与外壳之间的绝缘电阻,其值不应小子10MΩ按制造厂规定值加压于碳化硅电阻片,若试验时温度为t℃则被测电流值应乘以修正系数(120-t)/100

3互联箱a)闸刀(或连接片)接触电阻b)检查闸刀(或连接片)连接位置1)交接时2)2---3年1)在正常工作位置进行测量,接触电阻不应大于20μΩ2)连接位置应正确无误在交叉互联系统的试验合格后密封互联箱之前进行；如发现连接错误重新连接后必须重测闸刀(或连接片)的接触电阻交叉互联系统的试验项目、周期和要求见表11.5表11.5442.4.1电缆试验步骤试验前要办理工作票，电缆另端派人看守根据电缆线路电压等级，选择相应试验设备

在加压前检查试验接线正确调整升压速度读取泄露电流

电缆试验应逐相试验试验结束，恢复设备原状2.4.1电缆试验步骤试验前要办理工作票，电缆另端派人看守452.4.2电缆耐压试验要注意的事项

(1)在现场组装的半波整流装置中，高压硅整流器的峰值电压不得超过其额定反峰电压的1/2。(2)由于截止时每个硅整流器反向电阻不相同，其电压分配不均匀，在多个串联使用时应采取均压措施，否则，其使用电压应为硅整流器额定电压的70%～80%。(3)耐压试验时接到电缆端子上的引线要用屏蔽线，以排除高压引线电晕电流对测量结果的影响，同时引线对地要有足够距离，防止引线对地放电。(4)在电缆线路的泄漏电流绝对值正常，而且不平衡系数小于2的情况下，允许连同支持绝缘子等设备一起进行直流耐压试验。

(5)如果试验结果发现异常，但根据综合判断允许在监视条件下继续运行的电缆线路，其试验周期应缩短。(6)对金属屏蔽或金属护套一端接地，另一端装有护层过电压保护器的单芯电缆主绝缘做直流耐压试验时，必须将护层过电压保护器短路，并使这一端的电缆金属屏蔽或金属护套临时接地。(7)除自容式充油电缆线路外，其他电缆线路在停电后投运前必须确认电缆的绝缘状况良好。2.4.2电缆耐压试验要注意的事项(1)在现场组装的半波463.直流耐压和泄漏电流试验3.直流耐压和泄漏电流试验473.直流耐压和泄漏电流试验3.1直流耐压和泄漏电流试验接线方式3.1.1微安表置于高压端的半波整流直流试验接线靠近电缆金属护套的绝缘层存在局部缺陷或受潮，由于绝缘介质在直流高压下的电渗透作用，杂质、水分等自由离子便移向电缆导体，在高电压下转变成贯穿性缺陷。3.直流耐压和泄漏电流试验3.1直流耐压和泄漏电流试验接线方48微安表置于高压侧有较高的测量精度，这是因为微安表受杂散电流的影响较小。

微安表量程切换，操作人员必须戴高压绝缘手套或站在可靠的绝缘垫上进行操作。

微安表置于高压侧有较高的测量精度，这是因为微安表受杂散电流的493.1.2微安表置于低压端的半波整流接线

微安表处于低压端，具有读数安全，量程切换方便等优点。但是这种接线无法排除高压引线对测量结果的影响，还受试验设备的绝缘材料、气候、湿度等环境因素的影响，测量结果的误差较大

3.1.2微安表置于低压端的半波整流接线微安表处于低压端503.1.3微安表置于高压侧的倍压整流接线（见图7-10）一般用于35kV电缆的直流耐压试验。3.1.3微安表置于高压侧的倍压整流接线（见图7-10）513.1.4直流高压试验装置试验接线(见图7-11)

新技术的不断应用，设备的容量和可靠性已基本满足生产需要，由于重量较轻，携带方便，接线简单，近年来正在逐步取代传统的试验设备。但保护装置一旦失灵，仍然比较容易损坏

3.1.4直流高压试验装置试验接线(见图7-11)523.2直流高压试验装置的特点3.2.1多倍压串联式直流高压试验装置的特点图7-12多倍压串联式直流高压试验装置原理框图3.2直流高压试验装置的特点3.2.1多倍压串联式直流高533.2.2直流高压试验装置的操作(1)试验前准备：检查设备外观无破损；工作接地线、保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（见图7-13）；调压电位器应在零位，过电压保护整定为1.15—1.20倍的试验电压。(2)空载验证过电压整定值。3.2.2直流高压试验装置的操作(1)试验前准备：检查设543.3电缆泄漏电流3.3.1电缆泄漏电流变化规律泄漏电流试验是测量电缆在直流电压作用下，流过被试电缆绝缘的持续电流，从而有效地发现油纸绝缘电缆线路的绝缘缺陷。通常，泄漏电流的测量是与电缆直流耐压试验同时进行的，有时也在降低试验电压的情况下单独测量。电缆在直流电压作用下流过绝缘内部的泄漏电流实际上是由电容电流、吸收电流和传导电流叠加作用的过程。3.3电缆泄漏电流3.3.1电缆泄漏电流变化规律泄漏电553.3.235kV及以下电缆线路直流耐压试验电压的规定电缆类型额定电压交接试验预防性试验故障修理或改接后(kV)

U0/U直流试验电压(kV)时间(min)直流试验电压(kV)时间(min)直流试验电压(kV)时间(min)油纸绝缘电缆6.63653353358.7/1050547547526/35140513051305交联聚乙烯绝缘电缆6.6255——2558.7/10255——25526/35785——5053.3.235kV及以下电缆线路直流耐压试验电压的规定电缆563.3.3影响泄漏电流测量的因素

电缆线路泄漏电流的测量值除了与本身绝缘质量有关，还受下述环境因素的影响。1、微安表所处位置的影响2、试验电源电压变化的影响3、表面泄漏电流的影响4、温度的影响

3.3.3影响泄漏电流测量的因素电缆线路泄漏电流的测量值573.3.4怎样分析、判断直流耐压和泄漏电流试验的结果(1)伴随响度不等的一声放电，微安表突然指向最大值，说明电缆线路在耐压试验中发生绝缘击穿。应立即停止试验。(2)微安表指示的泄漏电流随试验电压的上升急剧增加，提示电缆线路的绝缘有重大缺陷。

(3)耐压后的泄漏电流值与耐压前的泄漏电流值之比（吸收比）大于1，提示电缆绝缘受潮或有其他缺陷。(4)电缆绝缘在直流试验电压下发生闪络放电，提示电缆线路存在贯穿性绝缘缺陷。(5)三相泄漏电流的不平衡系数小于2。(6)电缆线路泄漏电流的绝对值在一般情况下不作为判断绝缘的依据。(7)微安表指针异常摆动。3.3.4怎样分析、判断直流耐压和泄漏电流试验的结果(1)584.电缆交流耐压试验4.电缆交流耐压试验594.1橡塑电缆交流耐压试验参数讨论1980年前几年国外发现橡塑电缆做直流耐压试验存在问题。1983～1989年加拿大、德国、瑞典等国部分电力公司试验改做交流耐压试验。1988年起德国部分电力公司试用0.1Hz超低频交流耐压试验。1989～1990年美国陆续发表关于直流耐压试验存在的问题和原因分析方面的文章。1994年广东省和华东中试所协同研究中压电缆交流耐压试验电压标准问题。1995年德国制定VDEDIN0276Part1001（May1995）中压橡塑电缆交接试验工频交流耐压和0.1Hz耐压试验电压标准。1996年美国电力研究所（EPRI）发布《中压电力电缆0.1Hz现场试验试行导则》（EPRIRP3392-01/CEA200-D-780A）（试验电压标准）1997年国际大电网会议（CIGRE）第21、09工作组发表《高压挤包绝缘峻工验收试验导则》（30～300Hz及试验电压标准）。广东制定中压橡塑电缆交流试验电压标准暂行规定。2000年左右北京、广东及其他地区对110、220kVXLPE电缆作交流耐压试验。2002年2月江苏颁发《电力设备交接和预防性试验规程》。2002年2月华北地区颁发《电力设备交接和预防性试验规程》。2003年3月山东颁发《电力设备交接和预防性试验规程》。2003年6月~12月安徽、浙江、湖北、福建、吉林起草《橡塑电缆交接和预防性试验规程》。2004年5月南方电网公司颁发《电力设备预防性试验规程》。4.1橡塑电缆交流耐压试验参数讨论1980年前几年60试验电压频率的选择现行的不同试验频率由于电缆的电容量较大，采用传统的工频试验变压器很笨重、庞大，且大电流的工作电源在现场不易取得。因此一般都采用串联谐振交流耐压试验设备。（1）(2)(3)30～300Hz20～300Hz1～300Hz(4)(5)45～65Hz45～55Hz(6)35～75Hz(7)0.1Hz试验电压频率的选择现行的不同试验频率（1）30～300Hz(61正常绝缘击穿与探测绝缘缺陷的关系橡塑电缆正常绝缘的样品，其击穿电压都相当高，即使它们的平均击穿电压水平也显著高于交接和预试试验电压。在很宽的频率范围内，绝缘内部各介质的电压分布基本相同。因此不同试验频率发现绝缘缺陷的能力也是基本相同的。1、新电缆2、针—板电极3、电缆有机械“故障”4、电缆有水树枝图2交联聚乙烯（XLPE）电缆样品在不同频率和电压波形下的击穿电压IEC60840和IEC62067标准草案（2001年和2000年）就规定可采用20～300Hz。0.1Hz试验设备的输出电压仅能满足中压电缆（3～35kV）的试验要求正常绝缘击穿与探测绝缘缺陷的关系1、新电缆2624.2试验电压的选择

交流试验电压国外标准（适用于橡塑电缆敷设后的交接试验）（1）中压部分（3～35kV）交流试验电压2U0～3U0是适当的，能得出可靠的试验结果。（2）高压部分（60～500kV）标准名称交流试验电压、时间标准名称交流试验电压、时间IEC60840，1988(Un30～170kV)√3U0，5min；或1U0，24h500kV30～300Hz，1hUnUTIEC60840,SC20A20A/351/CDV草案(Un30～170kV，1997)√3U0，5min；或1U0，24h60～115kV2U01.7U01.4U01.1U0IEC60840，TF21-05，草案，2001(Un45～150kV)20～300Hz，1hIEC62067/2CD草案，2000(Un150kV～500kV)20～300Hz,220kV,1.4U0,1h或1U0,24hUn60～69kV110～115kVUT72kV(2U0)128kV(2U0)4.2试验电压的选择交流试验电压国外标准（适用于橡塑电缆敷63国内部分地区（省）试验电压标准

地区时间江苏、安徽湖北浙江福建重庆（30～300Hz）（45～65Hz）华北（1～300Hz）山东（20～300Hz）南方电网（20～300Hz）上海（30～300Hz）吉林（20～70Hz）

电压等级5min5min60min5min60min5min60min5min5min

U0/U交接预试交接预试交接预试预试交接交接预试1.8/32U01.6U02U01.6U02U01.6U01.6U02.5U03.5U03U03.6/66/62U0(7.2kV)2U0(12kV)1.6U0(6kV)1.6U0(9.6kV)2U01.6U02U01.6U02.5U03.2U02.7U06/108.7/102U02U0(17.4kV)1.6U01.6U0(14kV)2U01.6U02U01.6U02.5U03U02.5U0

12/2021/3526/352U02U02U0(52kV)1.6U01.6U01.6U0(42kV)2U01.6U02U01.6U02.5U02.5U02.1U0

/66————1.7U01.36U0————————2.5U02.1U0

64/110127/2201.7U01.4U01.36U01.15U01.7U01.4U01.36U01.12U01.7U01.4U01.36U01.12U0110kV电缆1.36U0220kV及以上1.12U0110kV1.7U030min220kV1.7U015min220kV1.5U05min220kV1.7U060min颁发日期江苏2002、2安徽2003、62002、22003、3（新版）2004、52004、122004、7

国内部分地区（省）试验电压标准地区江苏、安徽湖北64

国外0.1Hz试验电压标准（适用于3～35kV中压橡塑电缆交接试验）Un，（U0），kV交接kV，（U0）预试，kV（预试/交接）时间备注5，（U0=2.89）14,（4.8U0）100.7115min（６０）【10,(5.77)】【21,(3.6U0)】【16】0.76比较用15,(8.66)28,(3.2U0)220.7825,(14.4)44,(3.05U0)330.7535,(20.2)62,(3.07U0)470.75国内部分地区（3～35kV电缆）（2002～2003年制定）地区0.1Hz试验电压时间说明江苏、浙江交接3U060min检查接头质量20min预试3U060min检查受潮华北、山东、安徽交接3U060min预试2.1U05min国外0.1Hz试验电压标准（适用于3～35kV中压橡塑电缆654.3交流变频谐振试验交联聚乙烯等挤包绝缘电缆采用交流电压试验是一种既能检出缺陷又不损伤电缆绝缘的有效试验方法电缆电压越高，线路越长，试验设备的容量越大交流变频谐振装置是减小试验设备容量的一种有效措施。4.3交流变频谐振试验交联聚乙烯等挤包绝缘电缆采用交流电压66工作原理三相交流电源输入控制和输入单元，然后转换为脉宽可调的单相方波输出，即励磁变的输入，通过改变输出方波的频率率使L-C串联谐振回路达到谐振状态。这时式中f——谐振频率； L一一电抗器的电感值； Cx——被试电缆电容量。工作原理三相交流电源输入控制和输入单元，然后转换为脉宽可调的67试验电压高压回路等效电阻为R，励磁变压器输出电压为U2，电缆上承受的试验电压为Uc。当达到串联谐振时，Uc与U2之比满足以下关系式：

式中Q为谐振回路的品质因数，它由电源频率、线路电感和等效电阻决定。从上式可见，被试品电缆上所承受的电压Uc是励磁变输出电压U2上的Q倍，Q值一般大于25,成套调频串联谐振试验设备的Q值可以达到160。因此，调频串联谐振装置能够以较低电压、较小容量的试验设备对电缆绝缘进行较高电压的试验。试验电压高压回路等效电阻为R，励磁变压器输出电压为U2，电68电缆测试长度

对于一个固定电感L值，存在一个最大负载电容下的最小谐振频率。负载电容减少则谐振频率增加变频谐振系统的主要参数包括试验电压U，最大负载电容量Cmax及最大、最小频率（fmax-fmin）。试验电压决定后，降低试验频率要靠增加铁芯截面积来进行补偿，这样就增加了电抗器的体积和重量，考虑到现场应用的需要，一般最小谐振频率fmin≥30Hz。电缆测试长度对于一个固定电感L值，存在一个最大负载电容694.4局部放电测量在谐振耐压试验时进行局部放电测量，可以通过窗口单元发送一个操作脉冲，启动并接入一个桥式阻抗和一个干扰抑制单元。系统在现场试验条件下可以测量小于10pc的局放量，并有计算机控制，自动生成试验报告整套交流变频试验设备可安放在标准集装箱内，适合现场使用时场地变换与运输需要4.4局部放电测量在谐振耐压试验时进行局部放电测量，可以通70试验现场控制和输入单元设备布置试验现场控制和输入单元设备布置71现场试品分压器电缆终端现场试品分压器电缆终端72济南供电公司试验报告东门变220kV2主变进线交联电缆交流耐压试验电缆型号：ZR-YJLW021*800mm电缆长度：70*3米电压等级：127/220kV生产厂家：杭州华新电缆厂试验日期：2006-08-04。试验性质：交接试验。3.试验项目：主绝缘电阻及吸收比试验；主绝缘交流耐压试验；试验标准：省集团公司《电力设备交接和预防性试验规程》4.试验温度：25摄氏度；相对湿度：60%。5.试验数据：(1)主绝缘电阻及吸收比试验(5000v):耐压前：吸收比耐压后：吸收比A相：8.0GΩ/8.7GΩ 1.087A相：3.1GΩ/4.0GΩ1.29B相：8.0GΩ/8.7GΩ 1.087B相：3.1GΩ/4.0GΩ1.29C相：8.0GΩ/8.7GΩ 1.087C相：3.1GΩ/4.0GΩ1.29（2）主绝缘交流耐压试验：（电压/时间/频率/电流/占空比）A相：178kv/60分钟(174Hz)4.83A;38.84%B相：178kv/60分钟(174Hz)4.83A;38.84%C相：178kv/60分钟(174Hz)4.83A;38.84%

6．试验结论：

试验人：审核：主管：

济南供电公司检修公司试验班2006-08-04济南供电公司试验报告734.50.1Hz超低频交流耐压试验0.1Hz超低频交流耐压试验由于它的工作频率仅为工频的１/５００，理论上它的容量可以比工频交流实验低５００倍（实际容量可下降５００-１００倍），因而在现场得到广泛应用．0.1Hz正弦波电压对交联聚乙烯绝缘水树枝具有比较适中的局放起始值和较快的局放通道（电树枝）增长速度，能在较低的电压水平下将绝缘内已经存在的不均匀导电性缺陷比较快的转变为贯穿性绝缘击穿，检测出绝缘隐性缺陷0.1Hz正弦波电压下可以对电缆线路的绝缘进行介质损失因数测量，在一定程度上获得交联聚乙烯绝缘电缆线路老化程度的信息，确保电缆线路的可靠运行4.50.1Hz超低频交流耐压试验0.1Hz超低频交流耐74４.５.１0.1Hz超低频交流耐压试验方法

0.1Hz超低频交流耐压试验超低频耐压试验装置的工作原理框图电源生成的１ＫHz电压通过0.1Hz的正弦震荡器进行调幅调幅电压通过高压变压器倍压电路进行生压并调解成一个正的和负的0.1Hz高压电压４.５.１0.1Hz超低频交流耐压试验方法0.1Hz超低75试品试验接线示意图试品试验接线示意图765.绝缘电阻和电缆线路参数的测量5.绝缘电阻和电缆线路参数的测量775.绝缘电阻和电缆线路参数的测量

5.1电缆的绝缘电阻测量绝缘电阻是检查电缆线路绝缘状态最简便的方法对于1kV及以下电力电缆和导引电缆来说，绝缘电阻测量是主要的试验项目，对于高压电缆线路，测量护层绝缘电阻也是重要的试验项目之一。另外，也可以通过测量绝缘电阻发现直流耐压试验后放电不当所引发的电缆绝缘缺陷。电缆线路的绝缘电阻大小同加在电缆导体上的直流测量电压及通过绝缘的泄漏电流有关，绝缘电阻和泄漏电流的关系符合欧姆定律,即注：绝缘电阻的大小取决于绝缘的体积电阻和表面电阻的大小，而表面电阻Rs则是造成误差的主要因素，因此在测量时常采取安装屏蔽环的方法来排除其影响。5.绝缘电阻和电缆线路参数的测量5.1电缆的绝缘电阻注：78吸收比在直流电压作用下，完好的电缆绝缘泄漏电流