电力电缆投产前交接试验有哪些?

学术   2025-01-06 12:03   贵州  

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经过日日夜夜的辛苦奋战,

一个电缆项目终于快投产了,

此时需要进行投产前的交接试验,

即为:电力电缆线路电气设备交接试验。


名词解释

交接试验:

交接试验是建筑电气工程安装结束后全面检测测试的重要工序,以判定工程是否符合规定要求,是否可以通电投入运行。只有交接试验合格,建筑电气工程才能受电试运行。交接试验的结果,要出具书面试验报告。

现行电气设备交接试验标准为:

GB 50150-2016 《电气装置安装工程 电气设备交接试验标准》



根据GB50150第17章-电力电缆线路:

电力电缆线路的试验项目,

应包括下列内容:



上述试验项目并非全部要做,

不同的电力电缆类型需要进行不同的试验项目,

针对目前110kV及以上电力电缆多为

单芯交联聚乙烯绝缘电力电缆,

故试验内容为下图划线的内容:




01
主绝缘及外护层绝缘电阻测量


试验目的:

① 初步判断主绝缘是否受潮、老化,

检查耐压试验后电缆主绝缘是否存在缺陷。

② 绝缘电阻下降表示绝缘受潮或发生老化、劣化,

可能导致电缆击穿和烧毁。

③ 只能有效地检测出整体受潮和贯穿性缺陷,

对局部缺陷不敏感。



试验时间: 耐压试验前后


试验设备:主绝缘2500V及以上兆欧表

外护套1000V兆欧表。


要求:主绝缘耐压前后无明显变化,

外护套不低于0.5MΩ/km。


▲ 绝缘电阻测量



02
主绝缘耐压试验


上文绝缘电阻测量算是参数测量,

只能算是“纸上谈兵”,

所谓纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。

是骡子是马得拉出来溜溜!

因此咱们要进行所有试验最重要的一步:

“主绝缘交流耐压试验”


问答:

1、什么是交流耐压试验?

交流耐压试验是通过交流耐压机在电气设备上施加一个高于

设备额定电压的交流电压,来考验设备承受电压能力的一项试

验。由于交流电压的波形、频率和在被试品绝缘内部的电压分

布,比较符合电气设备正常运行时的实际情况,故而能比较真实有效地发现绝缘缺陷。


2、为什么要进行工频交流耐压试验?

测量设备的绝缘电阻、泄漏电流、介质损耗时,其试验电压皆低于被试品的工作电压,因而对被试品的某些绝缘缺陷还不一定能发现,这对于考验绝缘性能、决定能否安全运行是不够的。为了进一步检测设备缺陷,保证一定的绝缘水平,工频耐压试验采用比实际运行电压更高的电压,它对设备绝缘的缺陷尤其是局部的集中性缺陷的发现更为有效。因此,工频耐压试验是鉴定电气设备绝缘强度最灵敏、最直接的方法,对判断电气设备能否投入运行具有决定性的意义,也是保证设备绝缘水平、避免发生绝缘事故的重要手段。


3、为什么橡塑绝缘电力电缆主绝缘不采用直流耐压试验?

橡塑绝缘电力电缆(聚氯乙烯绝缘、交联聚乙烯绝缘和乙丙橡皮绝缘电力电缆)采用直流耐压存在明显缺点:

(1)直流试验的场强分布不同于交流场强分布,无法模拟电缆的实际运行工况。

(2)直流试验的效果不准确,在直流电压下,由于温度及电场强度的变化,交联聚乙烯电缆绝缘层的绝缘电阻系数也会随之变化。

(3)直流试验对交联聚乙烯电缆来说危害更大,由于绝缘电阻系数的改变,导致交联聚乙烯电缆绝缘层各处电场强度分布的改变,直流试验更易造成绝缘的损坏。

国际大电网会议第21研究委员会CIGRESC21WG21-09工作组报告和IECSC20A的新工作项目提案文件不推荐采用直流耐压试验作为橡塑绝缘电力电缆的竣工试验。这一点也得到了运行经验的证明,一些电缆在交接试验中直流耐压试验顺利通过,但投运不久就发生绝缘击穿事故;正常运行的电缆被直流耐压试验损坏的情况也时有发生,故在本条目中要求对橡塑绝缘电力电缆采用交流耐压试验。但对U。为18kV及以下的橡塑电缆,由于在现行IEC标准中保留了直流耐压试验,所以在本条中要求在条件不具备的情况下,允许对U。为18kV及以下的橡塑电缆采用直流耐压试验。


4、如果确定试验电压和持续时间?

交流耐压试验是一项破坏性试验。由于工频耐压试验的电压很高,它对不良绝缘来说是一种破坏性试验,会使原有的绝缘弱点继续发展,即便是绝缘良好的试品,受工频耐压试验的较高电压的作用,也会引起绝缘逐步劣化的累积效应,因此试验电压的确定,是工频耐压试验的关键。其确定的原则是既要暴露绝缘中的严重缺陷,同时又不致损害完好的绝缘而造成不必要的伤害。此外,加压时间也很重要,时间过长可能造成绝缘或热击穿,时间过短又不便观察和判断。

根据GB50150第17章-17.0.5,交流耐压试验应符合下列规定:

   注:括号前为重点推荐。



交流耐压试验的主要试验方法


那么问题来了?

如何给电缆加到试验电压呢?




高电压、大容量设备进行交流耐压试验

所需的试验设备容量越来越大,

传统工频耐压方法设备体积和重量特别大,

往往不能满足现场试验的要求。


▲ 传统工频耐压方法


所以现场广泛采用

串联谐振试验方法!


在理解串联谐振试验方法之前,

咱们先理解啥是谐振

以及啥是谐振电路


谐振即为共振,



为了在任何电路中发生谐振,

它必须至少有一个电感和一个电容


电感和电容串联,

即为串联谐振电路。



此时电路本身有一个固有频率



当外来信号频率和固有频率相同时,

就会产生最强烈的振荡,

就会有最大的振幅!


类似于物理学中的“共振”!


待测电缆即为电路中的电容,

咱们再串联一个电感(电抗器),

再通过调节电源频率的方式,

使得电抗器与被试电容器实现谐振,

在被试品上获得高电压大电流。


最后为了观测被试品上的电压,

还要在电路上并联一个电容分压器。


整个调频串联谐振试验原理图如下图所示:


▲ 调频串联谐振试验原理图



▲ 试验现场接线布置示意图


▲ 试验现场接线布置示意图



▲ 变频器(控制箱)


▲ 励磁变压器


▲ 电抗器



▲ 分压器


▲ 实现现场布置图


计算案例分享:




03
外护套直流耐压试验


试验目的:

检测电缆在敷设后或运行中外护套是否损伤或受潮。


外护套破损的原因有:

敷设过程中受拉力过大或弯曲过度;

敷设或运行中由于施工和交通运输等直接外力作用;

终端/中间接头受内部应力、自然拉力、电动力作用;

白蚁吞噬、化学物质腐蚀等。


试验方法:

直流电压10kV,耐受1min。


试验要求:

外护套不击穿。


注意事项:

电缆外护套表面电极应保持完好。




04
交叉互联系统试验


互联箱试验:

在每段电缆金属屏蔽(金属套)与地之间施加直流电压10kV,

耐受1min。


非线性电阻型护层电压限制器试验:

参考直流电流下压降测量,

电阻片引线与接地箱体绝缘电阻测试。


互联箱、接地箱连接片接触电阻测量。




05
电缆两端的相位检查

新建线路投入运行前和运行中的线路连接方式变动后

核对其两端的相位和相序,

防止相位错误造成事故。



06
电力电缆局部放电测量

局部放电测量试验是近年来开始流行的电缆试验


局部放电试验知识识:

1、背景

考虑到电缆局部放电现场测试技术的快速发展,以及部分单位的成功实践经验,增加了对于66kV及以上橡塑绝缘电力电缆线路在条件具备时进行现场局部放电试验的有关要求,其他电压等级的橡塑绝缘电力电缆线路,可以结合工程建设条件选择

是否进行该试验


2、什么是局部放电试验?为什么要进行局部放电试验?

1)局部放电试验类似于显微镜,能发现电缆内部局部的缺陷!局部放电是指系统中部分击穿产生的放电现象。


▲ 电缆中可能存在的缺陷




▲ 电缆附件中可能存在的缺陷


2)局放大小表征了其电缆内部的局部(点)的特征。局部放电的放电量大小一般用pC(皮库)表示。其大小表征了局部放电的严重程度。

3)由于放点产生的局部发热、带电粒子的撞击、化学活性生成物以及射线等因素对绝缘材料的损害。这种对绝缘的破坏作用是一个缓慢发展的过程,而 且从局部开始,受多种因素影响,对运行中的高压电气设备是一种隐患。


3、局部放电试验和耐压试验有何不同。

1)与耐压试验相比,局部放电试验是非破坏性试验。

2)局部放电试验具有较高的灵敏度。

3)局部放电监测可以弥补耐压试验的不足,尽早发现运行设备的隐形制造及安装缺陷,给出科学的状态评估。


4、局部放电试验方法。

限于技术发展现状,各种局部放电测量技术对于局部放电量绝对值还不能给出统一的分析判据,不过,各种方法的所规定的参考值还是有一定的实际指导意义,特别是在同一条件下进行测量所获得的局部放电量相对比较值是具有分析判据价值的。所以建议在被试电缆三相之间比较局放量的相对值,局放量异常大者,或达到超过局放试验仪器厂家推荐判断标准的,有关各方应研究解决办法;局放量明显大者应在三个月或六个月内用同样的试验方法复查局放量,如有明显增长则应研究解决办法。目前暂时不对具体测试技术方法作规定,待技术进一步成熟和经验进一步积累后,再作规定。考虑到今后在线检测状态检修的需求,应该鼓励积极开展局部放电测量。


目前常用的局放检测方法有以下几种:

(1)脉冲电流法是国际公认的对大部分绝缘设备局部放电检测的最基本方法,IEC-60270为IEC正式公布的局部放电测量标准。其利用试验电容器耦合被测试品中的局放信号,测量出电容试品内部的视在放电量。但其对试验电源和环境都有较高的要求,对被测试品的局放位置定位比较困难。


(2)振荡波测试法是目前国际上较为先进的一种离线(停电)电缆局放检测技术,通过对充电后流经系统检测回路的电缆放电电流中脉冲信号的分析与计算来实现电缆内部局部放电量值检测和位置确定,用于带绝缘屏蔽结构电缆全线本体和附件缺陷检测。该方法与交流电源等效性好,作用时间短、易于携带,可有效检测XLPE电力电缆中的各种缺陷,且试验不会对电缆造成伤害。



▲ 电缆振荡波局放测试设备



▲ 电缆振荡波局放测试现场


(3)超声波检测法是通过检测电力设备局部放电产生的超声波信号来测量局部放电的大小和位置。在实际检测中,超声传感器主要是通过贴在电气设备外壳上以体外检测的方式进行的。超声波方法用于在线监测局部放电的监测频带一般均在20kHz~230kHz之间。


(4)特高频法(UHF)法是目前局部放电检测的一种新方法,研究认为,每一次局部放电过程都伴随着正负电荷的中和,沿放电通道将会有过程极短陡度很大的脉冲电流产生,电流脉冲的陡度比较大,辐射的电磁波信号的特高频分量比较丰富。其主要的优点是能够进行局放定位,可进行移动检测,适用于在线检测。缺点是只能定性地对试品局部放电情况进行分析,无法标定局部放电量。




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