高壓試驗(yàn)的一個通用原則,被試品上所施加的試驗(yàn)電壓場強(qiáng)應(yīng)模擬高壓電器的運(yùn)行狀況。而直流耐壓試驗(yàn)對發(fā)現(xiàn)紙絕緣電纜缺陷十分有效,但對交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜則未必有效,而且還可能產(chǎn)生負(fù)作用,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
2.1.1交聯(lián)聚乙烯電纜在交、直流電壓下的電場分布不同,交聯(lián)聚乙烯絕緣層是采用聚乙烯經(jīng)化學(xué)交聯(lián)而成,屬整體型絕緣結(jié)構(gòu),其介電常數(shù)為2.1--2.3受溫度變化的影響較小。在交流電壓下,交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣層內(nèi)的電場分布是由各介質(zhì)的介電常數(shù)決定的,即電場強(qiáng)度按介電常數(shù)而反比例分配的,這種分配是比較穩(wěn)定的。在直流電壓下,其絕緣層中的電場分布是由材料的體積電阻率決定的,且成正比例分配,而這種絕緣電阻分布系數(shù)是不均勻的。特別是在電纜終端頭、接頭盒等電纜附件中的交流電場強(qiáng)度的分布和直流電場強(qiáng)度的分布完全不同,而且交流電壓下絕緣老化的機(jī)理和直流電壓下的老化機(jī)理不相同。因此,直流耐壓試驗(yàn)不能模擬交聯(lián)聚乙烯電纜的運(yùn)行工況。
2.1.2交聯(lián)聚乙烯電纜在直流電壓下會產(chǎn)生“積累”效應(yīng),存儲積累單極性殘余電荷。在直流耐壓試驗(yàn)時引起的電荷積累,需要很長時間才能將這種殘余電荷釋放。電纜如果在直流殘余電荷未完全釋放之前投入運(yùn)行,直流殘壓便會疊加在工頻電壓峰值上,使得電纜上的電壓值超過運(yùn)行工況下的額定電壓,它將加速絕緣老化縮短電纜的使用壽命,甚至絕緣擊穿。
2.1.3交聯(lián)聚乙烯電纜致命的一個弱點(diǎn)是絕緣內(nèi)易產(chǎn)生水樹枝,水樹枝在直流電壓下會迅速轉(zhuǎn)變?yōu)殡姌渲?,并形成放電,加速了絕緣劣化,以致于運(yùn)行后在工頻電壓作用下形成擊穿。而單純的水樹枝在交流工作電壓下還能保持相當(dāng)?shù)哪蛪褐担⒛鼙3忠欢螘r間。
2.1.4在現(xiàn)場進(jìn)行直流高壓實(shí)驗(yàn)時發(fā)生閃落或擊穿可能會對其正常的電纜和接頭絕緣造成危害。而且直流耐壓試驗(yàn)不能有效發(fā)現(xiàn)交流電壓作用下的某些缺陷,如在電纜附件內(nèi),絕緣若有機(jī)械損傷或應(yīng)力錐放錯等缺陷。在交流電壓下絕緣*易發(fā)生擊穿的地點(diǎn),在直流電壓下往往不能擊穿。直流電壓下絕緣擊穿處往往發(fā)生在交流工作條件下絕緣平時不發(fā)生擊穿的地點(diǎn)。
2.2交流耐壓試驗(yàn):
既然直流耐壓試驗(yàn)不能模擬交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜的運(yùn)行場強(qiáng)狀態(tài),不能達(dá)到我們所期望的試驗(yàn)效果,我們考慮采用交流高電壓進(jìn)行試驗(yàn)。由于電纜的電容值不同,試驗(yàn)前我們應(yīng)該首先測量電力電纜的電容值,根據(jù)電容值計算出在試驗(yàn)電壓下的電容電流,以選擇合適的試驗(yàn)儀器。
2.2.1經(jīng)了解絕大部分發(fā)電廠電纜額定電壓都是6kV,且長度大多都在1.5km以內(nèi),所以我們可采用常規(guī)的交流耐壓試驗(yàn)方法。如用一臺50KV、20KVA的試驗(yàn)變壓器,其*大輸出電流為1000mA,據(jù)I=2πfUC可知,以6kV電纜為例,此試驗(yàn)變壓器能試驗(yàn)的電纜的*大電容值為265nF(f=50Hz,U=12KV)。
2.2.2對于一些大電容量電纜,如采用常規(guī)的交流耐壓試驗(yàn)方法,則需要大容量的試驗(yàn)變壓器,對調(diào)壓器和電源的容量也有特別大的要求。現(xiàn)場往往難以辦到,試驗(yàn)儀器的運(yùn)輸、就位往往需要動用大型汽車、吊車等,既費(fèi)時又費(fèi)力。所以我們根據(jù)具體情況分別采用變頻試驗(yàn)、串聯(lián)或串并聯(lián)諧振的方法來進(jìn)行電纜的耐壓試驗(yàn)。?