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直流耐壓試驗在電力電纜故障檢查中的應用

  電力電纜發生故障,尤其是絕緣性能的破壞,從長期運行的角度來看 ,除去電纜本體的故障和外力損傷、腐蝕等外部因素 ,常見的原因還是在于電纜本身是否長期超負荷運行,接頭是否質量完好等等。例如長距離輸電電纜,由于其長度可觀,且其間包含的接頭數量可能較多 ,故其故障的發生一般來說都會成為電纜在施工和運行階段 比較棘手的問題 。

  電纜的某一段絕緣層破壞 ,某個部位嚴重受潮,接頭工藝把握不嚴格,封堵不嚴密等等 ,都是可能的故障源,但由于電纜距離較長,通過機械排查的辦法 ,費時費力,而且難以發現內部缺陷。利用直流高壓試驗,可以在首先確定電纜實際故障程度的前提下,通過緩慢升壓來查找具體的故障部位。例如,工礦現場連接于上級變電站大功率變壓器出口端的長距離高壓輸電電纜,如果存在上述故障點,極有可能造成輸電過程中因泄漏電流過大引發上級變電站的供電設備頻發過電流跳閘或者開關速斷跳閘現象。

直流高壓發生器

  這個時候 ,采用直流高壓發生器進行直流耐壓檢測的辦法可以迅速幫助我們定位接頭的故障位置。我們可以于電纜端頭施加直流電壓,嚴密監視泄漏電流數值,在各個電纜接頭所處的區域里,用觀察和聲測等直觀方法,就可能準確地判斷出損壞的位置。在對這些部位進行處理、修補以后,再借助直流高壓檢測,記錄泄漏電流的數值和變化趨勢,就可以判斷接頭維修是否達到規定的要求,從而確定故障電纜是缺陷便不易被發現。

  直流耐壓試驗的目的是檢查電纜本身的絕緣強度,所以泄漏電流的測定需要兼顧安全和準確兩個方面。就安全性來說,微安表接在低壓側較好,試驗過程中便于調整微安表的位置或視角,盡可能避免高壓環境中的作業危險,但在這種接法下,電流通道 中的雜散 電流與主回路 電流一同流經微安表,對測量精度帶來一定影響。

  故權衡測量需要,可將微安表裝設于測試系統的高壓端,同時做好表體對地的絕緣和屏蔽,并在接觸性操作中配備絕緣棒。不同的直流高壓發生器,硅整流堆D所能承受的反向工作電壓不同,圖中這種整流電路,考慮交流電壓的峰值,電源的浪涌電壓,負載的自感電壓,電源和濾波電容的電壓疊加等等因素,從設備使用的角度來講,其反向工作電壓最好限制在硅整流堆反向峰值電壓的一半以內,方能保證整流元件的持續安全工作。

  如果整流堆串聯運行,就應該對元件采取均壓措施,以防止某一元件承受的分電壓過大,超過單元件的設計額定承載能力而損壞。若無可行的均壓手段,就應把整流堆的使用電壓作適當降低。使用交流電壓進行電壓試驗時,在電壓交變的一個周期內,電壓將兩次達到峰值,在這兩個峰值點,無論電壓的極性正負,被測對象都將承受最大電壓。

  而采用直流高壓發生器進行直流電壓測試時,直流試驗電壓需要達到交流試驗電壓有效值的倍,才可以與交流電壓峰值等值,例如,1500V交流電壓,對應于能夠產生同等電應力的直流電壓就應該是2121V。同時,由于直流耐壓試驗電壓較高 ,對于發現絕緣的某些局部缺陷具有特殊作用,而且,與交流耐壓試驗相比,直流耐壓試驗的設備更為輕便,對被測物的絕緣損傷相對更小,也較易于發現測試對象的局部缺陷。

直流高壓發生器

  同時應該注意到,任何試驗數據都會因環境、儀器儀表精度和其他因素的影響而產生誤差,直流高壓試驗 當然不會例外。電力電纜的實際泄漏電流值可能與微安表最終示值存在一定差距,這是因為,直流高壓發生裝置在空載升壓達到規定試壓電壓的時候,也會產生微小的泄漏電流。實際記錄時應充分考慮空載泄漏電流的大小,對實測數據進行微小的調整 ,以減小誤差,向真值靠近。

  同樣,采用直流高壓發生器進行直流高壓試驗也存在理論上和實踐中的局限。例如對于交聯電纜,持續的直流電場能在電纜的絕緣層里形成沿線路分布的空間電荷區域,經直流耐壓試驗的電纜在投運后,殘存的空間電荷會與工作電壓的電場疊加,有可能對正常的絕緣層造成破壞。這就需要技術人員在具體的檢測工作中,綜合考慮試驗對象的物理特性和試驗方案的適用范圍,以及施工場所、周圍環境等客觀因素,最終確定經濟合理的檢測手段,達到更好的檢測效果 。

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