电力电缆试验技术.ppt

1、电力电缆测试技术、南池子电力科学研究院、广东电网公司、电力电缆和架空线均用于电能的传输和分配，应用于发电、输电和配电的各个方面。与架空线相比，电力电缆具有以下特点：(1)适用范围电力电缆、城市地下电网，以减少占地或美化环境。发电厂、工厂、工矿企业等设备密集、出线较多的场所。严重污染地区提高供电可靠性。跨越河流和海峡的输电线路解决大跨度问题。国防需要，为了避免暴露目标。总之，电力电缆已经成为现代电力系统不可缺少的一部分。例如，为整个瑞士苏黎世市供电的14个170千伏变电站，都是电缆出口，没有架空线，构成了一个完整的电缆环网。电力电缆的分类，可根据绝缘材料、结构特点、敷设环境、电压等级等进行分类。

2、具体如下：油浸纸绝缘，胶粘剂浸渍纸绝缘，如全纳和相分离屏蔽无滴浸渍纸绝缘，如全纳和相分离屏蔽油浸纸绝缘，如整装充油和钢管充油气动浸渍纸绝缘，如整装充气和钢管充气，聚氯乙烯绝缘聚乙烯绝缘交联聚乙烯绝缘，塑料绝缘，橡胶绝缘，天然橡胶绝缘乙丙橡胶绝缘，橡胶绝缘电力电缆是单芯电缆。单芯电缆由内向外的典型结构是：缆芯、线芯屏蔽、绝缘层、绝缘屏蔽、内衬(缓冲阻水层)、金属护套、外护套等。11600mm2 220kV电缆和12500mm2 220kV电缆的典型结构有电缆芯(导体)、芯屏蔽、绝缘层、绝缘屏蔽、内衬(填充层)、金属铠装、外护套等。橡塑绝缘电力电缆的结构橡塑绝缘电力电缆的三芯电缆附件包括室外终端、

3、地理信息系统终端和中间接头，目前普遍采用预制结构。橡塑绝缘电力电缆附件室外端子、地理信息系统端子、中间接头、橡塑绝缘电力电缆试验项目、测量电缆绝缘电阻主绝缘耐压试验电缆外护套绝缘电阻测量电缆外护套DC耐压试验测量金属屏蔽电阻和导体电阻比检查相交叉互联系统试验电缆线路参数测量(DC电阻、正序阻抗、零序阻抗测量、电容测量)、电力电缆额定电压、 它是电缆及其附件设计和电气性能试验的参考电压，表示为U0/u。U0是电缆及其附件的设计导体和金属屏蔽(接地)之间额定工频电压的有效值，单位为千伏。 u是为电缆及其附件设计的每相导线之间额定工频电压的有效值，单位为千伏。对于额定电压相同的电力系统，不同中性点接

4、地方式的电缆的U0值和相同的U值是不同的。因此，有类似的6/10kV和8.7/10kV；具有相同u和不同U0电压的21/35kV和26/35kV电缆。主绝缘绝缘电阻测量、试验目的：初步判断主绝缘是否潮湿老化，耐压试验后检查电缆主绝缘是否有缺陷。绝缘电阻的降低表明绝缘受潮或老化变质，可能导致电缆击穿和烧毁。它只能有效地检测整体潮湿和穿透缺陷，对局部缺陷不敏感。测量方法：每相单独测量，未经测试的相应与金属屏蔽(金属护套)和铠装层一起接地。使用兆欧表，并推荐大容量数字兆欧表(如短路电流3mA)。0.6/1kV电缆测量电压：5000伏；测量0.6/1kv以上电缆的电压：2500V 6/6kV测量主绝缘

5、的绝缘电阻：试验周期：注意：移交新的试验端子或接头后：兆欧表的“l”端子引线和“e”端子引线应具有可靠的绝缘。测量前后，电缆应完全放电电缆未连接到测试设备的另一端应有专人看守，任何人不得靠近或接触。如果电缆接头表面的泄漏电流较大，可以采取屏蔽措施，屏蔽线连接到兆欧表的“G”端。影响主绝缘绝缘电阻的因素首先取决于绝缘的尺寸和材料。不同类型的电缆在绝缘材料和结构上有很大差异。受电缆头污染、大气湿度等因素的影响，在相同的潮湿条件下，不同绝缘材料的电击穿强度的降低是不一样的。GB50150-2006交接试验标准没有规定电缆主绝缘的绝缘电阻值。Q/CSG 1 0007-2004预防性试验法规要求超过1

6、000米。更全面的判断参考值见下表。测量值应转换为每公里值，以供比较。主绝缘绝缘电阻值的要求和电缆主绝缘绝缘电阻值的参考标准。注：表中列出的所有值都是绝缘电阻值，转换为1千米长。转换公式r将r转换为测量值/L，L是被测电缆的长度。当电缆长度小于1千米时，不需要转换。测量外护套的绝缘电阻，测试目的：检测外护套在铺设或运行后是否损坏或潮湿。外护套损坏的原因是：敷设时张力过大或弯曲过大；在铺设或运行期间，由于施工和运输等直接外力；终端/中间接头受内应力、自然张力和电动力的影响；白蚁吞噬、化学腐蚀等。测量方法：三芯电缆共用外护套，只测量一次；单芯电缆应在每相进行测量，未经测试的相和金属芯(导体)应接地

7、。使用500伏兆欧表，并推荐大容量数字兆欧表(例如，短路电流3mA)。GB50150-2006和Q/CSG 1 0007-2004要求外护套的绝缘电阻值不应低于0.5M/km。外护套绝缘电阻测量，试验周期：3年交接试验(对于外护套有引出线的)。注：兆欧表的“L”端引线和“E”端引线应绝缘可靠。测量前后，电缆金属护套应完全放电约23分钟。如果使用手动兆欧表，在断开高压导线之前，不要停止摇动手柄。电缆未连接到测试设备的另一端应有专人看守，任何人不得靠近或接触。在由单芯电缆组成的三相输电系统中，金属护套的接地方式有：a、两端接地、b、单端接地、交叉互联接地、a、两端接地、b、单端接地、c、交叉互联接

8、地、外护套DC耐压试验，试验目的：检测外护套敷设或运行后是否损坏或受潮。测试电压：DC 10kV交接测试，持续1分钟预防性测试DC 5kV，持续1分钟。测试周期：交接测试3年。测试标准：无故障。外护套DC耐压试验，检测位置：非金属护套和接头外护套(如果外护套厚度大于2mm，表面涂有导电层，则基本上适用于110千伏及以上电压等级的电缆)。对于交叉连接系统，应对交叉连接系统的每一部分进行DC耐压试验。测试时，电缆金属护套的交叉连接应断开，被测段的金属护套应接DC测试电压，互连箱另一侧未被测段的金属护套应接地。绝缘接头的外护套、互连盒之间的绝缘夹板和引线同轴电缆应与电缆的外护套一起测试。一、交叉互联

9、接地方式一期甲段外护套DC耐压试验原理接线图、外护套DC耐压试验典型缺陷和外护套DC耐压试验典型缺陷、缺陷分析：序号缺陷是典型施工问题。故障点定位后，施工方将说明该处电缆被铁铲刺伤，处理后通过测试，暴露了施工中存在的问题DC外护套耐压试验的典型缺陷，缺陷分析：首先，制造商的工艺要求不合理，电缆预制棒的外层铜编织带只需要一层半绝缘带，预制棒在铜壳中严重偏心，导致绝缘裕度不足。其次，在DC 10kV/1分钟电缆外护套耐压试验中，只有一层绝缘带被试验电压击穿，但互连箱另一侧的金属护套在试验中没有接地，导致缺陷没有及时发现。带电作业后，绝缘接头在内部导通，导致电缆护套交叉互连系统失效，护套产生约几十安

10、培的感应电流。感应电流流过铜编织物和接头铜壳之间的接触，产生的热量熔化中间接头的预制部分。橡胶预制件应力锥的绝缘性能在熔化区被破坏，场强严重畸变，接头瞬间断裂，导体放电至铜壳，导致线路跳闸。外护套DC耐压试验典型缺陷，中间接头失效后图片，同类型中间接头拆卸图片，序列号：110千伏电缆失效实例图片，交叉互连系统试验，交叉互连系统示意图：金属护套电流：ia=ia1ib 2 IC 3=0ib=ib1ic 2 ia 3=0ic=ic1ia 2 IB 3=0，IA1ib 1 IC 1=0IA2ib 2 IC 2=0IA3ib 3 IC 3=0，IA1=IB1=IC1ia 2=IB2 ia 3=IB2 i

11、a 3交叉互连系统测试、交叉互连效果和组成：与无交叉互连相比，流经金属保护层的电流大大减少。非接地端金属护套上的最高感应电压是最长电缆金属护套上的感应电压。对于交叉互连，金属护套必须断开，并在裂缝和地面之间保持良好的绝缘。通常，互连盒用于电缆金属护套的交叉互连。接地端的金属护套通过同轴电缆引入直接接地箱接地；非接地端的金属护套通过同轴电缆引入交叉连接的接地箱，箱内装有护套过电压保护器，以限制可能出现的过电压。交叉互连系统试验、交叉互连箱保护接地箱、交叉互连箱直接接地箱、交叉互连系统试验、交叉互连箱交叉互连箱、交叉互连系统试验、电缆外护套DC耐压试验、绝缘接头外护套和绝缘胶合板，护套过电压保护器

12、必须断开，另一侧的另外三段电缆金属护套应在互连箱内接地。 因此绝缘接头的绝缘环也可以组合。以下两项非线性电阻护套过电压保护器试验是交接试验项目，预防性试验是其中之一。 伏安特性或参考电压应符合制造商的规定。非线性电阻及其接地引线的绝缘电阻应采用1000伏兆欧表测量，其值不应小于10M。检查互连盒的刀(或连接件)的接触电阻和连接位置。连接位置应正确。在正常工作位置测量时，接触电阻不应大于20。交叉互连系统试验、交叉互连性能检验和交接试验推荐方法应视为特殊试验项目。使互连箱的所有连接件处于正常工作位置，并在每相电缆导体中通过约100安的三相平衡测试电流。在保持测试电流不变的情况下，测量最靠近交叉互

13、连盒处的金属护套电流和接地电压。测量后，将测试电流降至零，并切断电源。然后将连接件重新连接到最近的交叉接线盒中，以模拟错误连接，再次将测试电流升至100安，并再次测量交叉接线盒处的金属护套电流和接地电压。测量结束后，将测试电源降至零，切断电源，将交叉互连箱中的连接件恢复到正确的连接位置。最后，将测试电流升至100安，并测量金属护套电流和接地交叉互连系统测试，交叉互连性能测试结果满足以下要求，则交叉互连系统的性能被认为是令人满意的：1)当连接件连接错误时，测试可以显示存在异常大的金属护套电流；2)当连接件正确连接时，任何金属护套的测量电流乘以一个系数(等于电缆的额定电流除以上述试验电流)得到的电

14、流值不会使电缆的额定电流降低3%以上；3)将金属护套对地测量电压乘以上述第2)项中的系数，不得超过额定负载电流下电缆规定的感应电压最大值。测试目的：测量金属屏蔽和导体的电阻可以监测腐蚀变化，测量电阻比可以消除温度对DC电阻测量的影响。测试周期：交接测试测试方法：用双臂电桥在相同温度下测量金属屏蔽和导体的DC电阻。试验标准：投入运行前，与实测数据相比不应有大的变化。当前者与后者的比值比运行前增大时，表明屏蔽层的DC电阻增大，铜屏蔽层可能被腐蚀；当比值比运行前降低时，表明附件中导体连接点的接触电阻可能增加。检查电缆线路两端的相位。试验目的：在新线投入运行前和运行中线路接线方式改变后，检查两端的相位

15、和相序，防止因相位误差造成事故。测试周期：交接测试方法：兆欧表指示灯法，电缆线路参数测量，测试目的：电缆线路DC电阻，正序阻抗，零序阻抗测量，电容测量作为实际计算依据(如系统短路电流，继电保护整定值等)。)在新线路投入运行之前和线路连接方式改变后运行。测试周期：交接测试。测试方法：同架空线测量。补充说明：由于电缆的正序电容和零序电容是相同的，所以通常只用导体和金属屏蔽之间的电容来表示。橡塑绝缘电力电缆的主绝缘耐压试验，GB50150-2006交接试验标准的说明：在IEC标准的安装后试验要求中：“建议进行外护套试验和/或主绝缘交流试验。”对于仅经过外护套测试的新电缆线路，经买方和承包商同意，附件

16、安装期间的质量保证程序可以代替主绝缘测试。指出附件安装过程中的质量保证程序是决定安装质量的关键因素，试验只是辅助手段。然而，前提是提供一个经过验证和可信的“附件安装期间的质量保证计划”。目前，我国的安装质量保证程序还需要验证，安装经验还需要积累。一般来说，主绝缘测试不能省略。然而，应该朝着这个方向努力。电缆线路的电容很大，常规工频耐压设备不能满足其容量要求。传统的方法是承受电缆线路的DC电压。实践证明，该方法适用于油纸绝缘电缆，但对高电压等级的橡塑绝缘电缆效率低、危害大。随着技术的发展，每个人都在不断开发和寻求合理可行的技术手段来解决这一问题，并付诸实践，逐渐积累经验，提供给国际权威组织如国际电工委员会和国际大电网会议，并不断修订和发展相关标准。目前，现有的电缆线路竣工试验方法主要有DC耐压、0.1Hz耐压、振荡波试验、工频谐振和变频谐振耐压。橡塑绝缘电力电缆的主绝缘耐压试验和DC耐压试验的局限性，DC耐压所需的设备容量很小，所以传统上电缆的现场耐压试验在交流电场下，场强与介电常数成反比。橡塑绝缘是整体绝缘，交联聚乙烯绝缘的介电常数为2.12.3，一般不受温度变化的影响。因此，