文档介绍：高压电缆交流耐压试验工法
湖北省电力建设第一工程公司
刘清陈晓凯何雄峰
1 前言
近年来国际、国内的很多研究机构的研究成果表明直流试验对交联聚乙烯(XLPE)绝缘电力电缆有不同程度的损害。直流试验也不能真实模拟运行状态下电缆承受的过电压,并有效的发现电缆及电缆接头本身和施工工艺上的缺陷。因此,采用可调频(30Hz~300Hz)串联谐振试验设备与被试品电容谐振产生交流试验电压。其输入电源的容量能显著降低,重量减轻,便于使用和运输, 可以得到更高的品质因数(Q值),并具有自动调谐、多重保护、以及降低噪音、灵活的组合方式、单件重量轻等优点。
2 工法特点
详细介绍了试验前安装检查内容,分析了高压电缆电气交流耐压试验交接成功的前提,指出了电缆施工过程质量预控制的要点。确保专业人员能全面了解整个工艺流程和交接试验。
详细阐述高压、超高压、大容量电力电缆交流耐压试验的原理,给出了试验设备选型方法和试验方法。
总结出了一套保证试验过程安全、可靠的技术手段和技术措施。
3 适用范围
本工法适用于110kV及以上交联聚乙烯电力电缆的施工质量预控制和交流耐压试验。
4 试验工艺原理
变频串联谐振装置原理图见图4-1,变频串联谐振装置一般由变频电源、励磁变压器、谐振电抗器、电容分压器构成。
励磁变压器
谐振电抗器
CX
图4-1 变频串联谐振装置原理图
220V/380V工频交流电送入变频电源,经变频电源处理后,输出频率、幅值可调节的电压,输出电压送至励磁变压器的低压侧,经励磁变压器升压后送入由谐振电抗器、电容分压器以及被试品构成的串联谐振回路,回路谐振频率由谐振电抗器电感、试品电容、分压器电容和共同决定。在变频电源较小的输出电压下调节其输出频率,当输出频率等于谐振频率时,串联谐振回路发生串联谐振,再调节变频电源输出电压使试品电压到达试验值。在回路谐振的条件下,试品电压为1 / 15
励磁变压器输出电压的Q倍,试品试验容量为励磁变压器输出容量的Q倍。Q为串联谐振电路的品质因数。
变频串联谐振回路等值电路见图4-2。
US
C
图4-2 串联谐振等值电路图
图中: US为励磁变压器高压绕组串并联后的输出电压,受变频电源控制,电压幅值和频率可调节;UC为电容分压器的端电压;R为串联谐振回路的等值电阻,包括励磁变压器等效到高压侧的内阻、谐振电抗器内阻、试品内阻以及试验电晕损耗等值电阻等;L为串联谐振回路的等值电感,即励磁变压器等效到高压侧的漏电感、谐振电抗器电感之和;C为串联谐振回路的负载电容与分压器电容之和。
串联谐振回路电流I为:
I?
US
1
R?j(?L?)
?C
4-1
试品电容上电压UCX为:
UCX?UC?
1
4-2
1
R?j(?L?)j?C
?C
?
US
调节变频电源频率,满足?L?
1
时,
回路发生串联谐振,??2?f0,则谐振固有频率f0为: ?C
4-3 f0?
US
?Q?US4-4 ?CR
此时试品上电压UCX为:
UCX?UC?
串联谐振电路的品质因数Q为:
通常?L>>R,因此试品电压UCX谐振时电源输出容量S为:
1?L?4-5 ?CRR
为电源电压U的Q倍。
Q?
2US
S?US?I?4-6
R
谐振时试品容量QCX:
2USUU
4-7 QCX??UCX?S?S?Q?S
RR?CR
由此可得试验电源容量可降低至试品所需容量的1/Q,当试品击穿时,谐振回路失谐,故障
点通过的放电电流仅为被试品的储能,对试品破坏小,而谐振回路的选频特性决定了试品上电压波形失真较小。
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5 施工工艺流程及操作要点
试验工艺流程
施工质量预控制→制定试验方案→设备选取及运输→试验前准备→试验接线→试验结果分析。
施工质量预控制
施工质量预控制是各项试验得以顺利进行的基础,也是高压电缆电气交流耐压试验交接成功的前提。
电缆布放安装质检控制
适用于高压电缆敷设的施工,包括电缆的运输、保管,电缆管的加工敷设、支桥架的安装等质检控制。
1、电缆运输、检查和保管质量控制
1)运输装卸过程中,电缆及电缆盘不应受到损伤;装设应采用吊车或铲车,严禁将电缆盘由车上直接推下;在运输装卸过程中电缆盘应牢固固定,严禁平放;电缆盘滚动时必须顺着盘上的箭头指示或电缆的缠紧方向;电缆不应在地上直接拖拉。
2)当电缆及其附件到达现场后,应立即进行下列检查:产品的技术文件齐全;电缆型号、规格