(完整)高压电缆预防性试验

CX——电缆试品电容量，7.616?F。

计算可得电缆试品的电容电流为IC?693A。 试验变压器的额定输出电流IN>IC,取IN?700A 试验变压器容量P?UNIN?290?700?203000kVA

此计算结果是在理想条件下得到的，在进行现场试验时，需要更大容量的试验变压器、调压器以及电源等工频试验设备。和交流耐压试验存在同样的问题，变压器的电流和额定容量都比较大，现场往往难以办到。

若采用串联谐振装置产生试验电压，从交流耐压试验串联电抗器电感值的选择计算可以得出同样的结论，除需要大容量的试验设备外，由于电缆 的电容值很大，使得串联在电路上的电抗器电感值很小，电抗制造及绝缘问题难以解决。

3.3.3 tg?试验对电缆 绝缘缺陷的检测能力

tg?的数值大小反映了同类绝缘单位体积的介质损耗，即反映了绝缘性能的优劣。

因此，测量tan?能发现电缆绝缘中存在的大面积分布性缺陷，对绝缘中的个别局部的非贯穿性缺陷则不易发现，即对绝缘的集中缺陷反映不灵敏。

3.3.3.1 对绝缘分布性缺陷反映很灵敏

测量tan?能发现绝缘中存在的大面积分布性缺陷，如电缆主绝缘普遍受潮、绝缘油或绝缘纸材料老化、穿透性导电通道、绝缘分层等。对绝缘中的个别局部的非贯穿性缺陷则不易发现。

3.3.3.2 对绝缘的集中缺陷反映不灵敏

电缆绝缘是体积大，电容量大的试品，被试绝缘的体积越大，集中性缺陷所占的体积越小，集中性缺陷处所占被试绝缘全部介质损耗的比重就越小，总体的tan?就增加的越少，这样tan?测量来判断绝缘状态就很不灵敏了。对此，可作如下论证。

如图3-11所示，将整体绝缘的体积和介质损耗因数分别看作是V和tan?。带有集中性缺陷的绝缘结构是极不均匀的，可以把它看成由两部分介质组合的绝缘，V1和tg?1表示无缺陷部分，V2和tg?2表示有缺陷部分。

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R2 ?2 V2 C2 tg?1 ?1 V1 R1C1U

图3-11 电缆绝缘缺陷示意图

同理，将R1、C1看成是无缺陷部分，R2、C2看成是有缺陷部分。其整体的介质损耗为两部分介质损耗之和，即

P?P1?P2

或?CU2tg???C1U2tg?1??C2U2tg?2 得到 tg??C1tg?1?C2tg?2C1C?tg?1?2tg?2

CCC当整体绝缘的体积很大，而有缺陷部分的体积很小时，则V??V2、C??C2，即使存在严重的集中缺陷即tg?2较大，不灵敏了。

电缆 运行中的绝缘故障多为集中性缺陷发展所致，而且被试绝缘体积大，tan?测量效果就差了。

C2tg?2仍然很小，使整体的tan?增加不大，反映就C3.4 电缆 局部放电测试试验的研究

3.4.1 局部放电的检测方法

当绝缘介质内部发生局部放电时，伴随着将发生许多电的（如电脉冲，介质损耗的增大和电磁波发射）和非电的（如光、热、噪音、化学变化和气体压力的变化）现象。因此检测方法也可以分为电的和非电的两类。

3.4.1.1 非电测量法

（1）音响检测法（噪声检测法）。用声电换能器或其他传感器经放大，用指示仪表

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配以示波器显示放电的强弱。此方法的优点为：结构简单，因声波有方向性，可定位检测。缺点为：灵敏度低，易受电磁振动噪声影响；传感器需粘贴在设备上或浸在绝缘油中；试品外部的机械振动和噪声都会干扰测量；直接定量有困难。

（2）光检测法。只有透明介质才能用光检测法，它可检测暴露在外面的表面放电和电晕放电。

（3）热检测法。测量局部放电引起的温升，这种方法既不灵敏，又不能定量。 （4）气压检测法。用精密的气压计测量放电所产生的气压变化，但灵敏度低，局限性大。

（5）放电产物分析法。分析局部放电时所产生的化学生成物，如用气相色谱仪分析变压器油中溶解气体组分。优点是油样少、分析快，可对运行设备进行监视，缺点是应用局限性大。

3.4.1.2 电测量法

（1）无线电干扰测量法（RIV法)。无线电干扰测量法检测气体中的放电有较高的灵敏度，但对时间较长(数微秒)的油中局部放电检测灵敏度显著下降。

（2）高频脉冲电流测量法(ERA法)。高电压设备局部放电时产生的高额电流脉冲作用到检测阻抗上产生电压脉冲，然后将此电压脉冲经放大后送到测量仪器中显示出来。这是目前国内采用较多的方法。

（3）脉冲极性鉴别测量法。这种检验方法比较突出的优点是有相当高的抑制干扰能力。对试验设备、电源、引线以及外来干扰均无影响，可以同时对两个以上试样进行检测，接上计算机后可以方便地进行脉冲计数，信号显示。荧光屏利用延迟技术，为更好地观看波形提供了方便。

3.4.4 脉冲电流法检测局部放电 3.4.4.1 基本原理

如图3-3所示，试验回路包括高压电源、高压电压表、测量回路、放电量校准器、终端阻抗。试验设备所有部件的噪声水平应足够低，以得到所要求的灵敏度。 （1）试验高压电源S

试验高压电源除了采用试验变压器外，还可以采用串联谐振装置产生试验电压。不论采用何种方式，试验电源都应满足电缆试样所需的电压和电容电流的要求。

试验高压电压应是频率为（49~61）Hz的交流电源，试验电压波形为两个半波相同

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的近似正弦波，且峰值与有效值之比应为2?0.07。试验正弦被不应有过高的高次谐波。由于高次谐波对放电的影响，所测出的值将产生差异，同时。持高次谐波过大，对测量读数也产生误差。电源中的高次谐波分量应限制在10％以下。

CcalCcalZCXCK?SV?ZADZW 图3-3 脉冲电流法试验回路示意图

Ccal ——校准电容器， Ck——耦合电容器， Cx——电缆，D——检测仪器

V——高压电压表，S——交流电源，Z——电感或滤波器，ZA——输入单元

ZW——终端阻抗

（2）试验回路

试验回路包括电缆试样，耦合电容器和测量回路。测量回路由测量阻抗Zm（测量仪器的输入阻抗和选定与电缆阻抗匹配的输入单元），连接导线和测量仪器等组成。

电感Z的作用是阻塞放电电流，使之不致被变压器入口电容所旁路，同时可降低来自电源的噪音干扰，故它是个高压低通滤波器，Z应比测量电阻大。

Ck为耦合电容，它为电缆试验Cx和输入单元ZA之间提供一个低阻抗通道，Ck越

大则测试灵敏度越高。当Cx两端因局部放电而引起电压变化?U时，经Cx耦合到测量阻抗Zm上，回路上即产生脉冲电流并在Zm上转化为脉冲电压，藉测量这个脉冲电压来检测局部放电。在测试局部放电的试验电压下，除Cx外，Ck、S、Z和整个回路接线均不应发生局部放电。

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D是检测装置，包括合适的放大器、示波器，用以测量和显示测量电阻Zm上的脉冲电压，另外可根据需要增加仪器指示局部放电的存在并测出实在电荷量。

检测阻抗Zm的作用是检取局部放电所产生的高频脉冲信号，并使其持续时间足够短以保证所需的脉冲分辨率。Zm对试验电压的低频信号则应予以消除或减弱。Zm是连接试品与仪器的一个关键部位，和仪器的频率特性及灵敏度有直接关系。 （3）终端阻抗ZW

为了抑制电缆远端（远离检测器的电缆终端）开路情况下的脉冲反射，可在远端连接终端阻抗，其阻抗值应与电缆试样的特性阻抗值匹配。 （4）校准电容器Ccal

校准电容器直接跨接在被试电缆一端的导体和金属屏蔽层之间，然后将预定的电荷注入电缆试验，要求注入电荷量能在示波器上产生的脉冲高度至少为10mm。一般情况下，在高压试验电源接通之前，应把校准电容器取下，并不允许再调整放大器的放大倍数，不然应设法将一合适的校准信号在整个试验中连续显示。通常，对于大长度电缆，校准电容不应大于150pF。

3.4.4.2 脉冲电流法试验问题分析

根据GIEC 62067规定，额定电压500kV电缆局部放电测试试验电压应逐渐升至1.75Uo （Uo为电缆的相电压）并保持10s，然后慢慢降到1.5Uo，试验结果为在1.5U0下无可检测的放电。1.5U0即435kV的电压。试验高压电源如何实现是交流耐压试验讨论的核心问题，类似可以讨论局部放电测试试验电源能否实现。

试验所需最高电压为1.75Uo，即507.5kV，在不考虑试验变压器的损耗、效率的情况下，高压侧的额定电压至少要达到UN?510kV。

电缆所需的电流IC：

IC?2?fCxUC?10?3?2??50?7.6161?510?10?3?1220.3A

试验变压器的额定输出电流IN>IC,取IN?1230A 试验变压器容量P?UNIN?510?1230?627300kVA

此计算结果是在理想条件下得到的，在进行现场试验时，需要更大容量的试验变压

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