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国外项目400kV XLPE电缆试验方法和技术分析

2020-12-30

中国科技纵横 2020年15期
关键词:电阻值护套绝缘

(山东电力建设第三工程有限公司,山东青岛 266100)

0 引言

随着电力工业的发展,高压交联聚乙烯电缆以其优越的电气性能和机械物理性能得到突飞猛进的发展,其在国内、外项目上的高压输电中得到广泛应用。为确保高压电缆的正常、高效运行,XLPE电缆的试验技术受到国内外业主专家的重视,为使电缆施工质量达到IEC等相关国际标准的要求,通过对电缆进行各项高、低压试验,完成高压电缆本身质量和施工质量的检测。

1 试验项目

XLPE高压电缆的高、低压试验项目:

电缆核相;外护套核相和连续性检查;外护套直流耐压试验;SVL护层过电压保护器特性试验;绝缘测量;电容测量;直阻测量;正序、负序阻抗测量;零序阻抗测量;互联箱连接片接触电阻测量;电缆交流耐压试验;时域反射测量;局放试验。由于篇幅有限,时域反射测量和局放试验不再赘述。

2 各试验项目简介

2.1 电缆核相和外护套核相

试验方法:在电缆一侧R相接地,其它两相与地分开,在电缆另一侧用100V摇表依次测三相对地绝缘,仅R相接地,则R相核实,Y、B两相重复以上试验,外护套核相方法相同。

试验要求:试验核相两端与相色标示符合。

2.2 外护套直流耐压试验

试验方法:在电缆外护套和地之间施加10kV DC试验电压1min,测试泄漏电流,判断电缆外皮在敷设过程中是否受损。如果泄漏值偏大,需检查电缆外皮,对所有怀疑外皮受损部位进行修复,直至泄漏电缆测试合格。

电缆两端电缆护套的接地或SVL连接在互联箱中打开,所有未测试的连接均已牢固接地。试验前、后测量外护套的绝缘电阻(5kV/1min)。10kV直流试验装置的出线接到R相电缆护套,确保试验线夹与接地至少25mm间隙。试验装置启动,电压升高,大约15s后达到10kV,秒表启动,55s后记录泄漏电流,60s后降低输出到零,试验装置停并自动放电。放电完成后Y、B相重复以上试验。

试验要求:外护套能承受10kV直流1min并无明显的放电电流。

2.3 SVL护层过电压保护器特性试验

试验方法:SVL的V/I特性通过10kV直流高压发生器试验,逐步增加直流高压发生器的输出电压至输出电流为1mA,记录此参考电压,降到75%参考电压记录此时泄漏电流,然后将电压迅速降到零,停试验装置,接地放电。试验前、后测SVL的绝缘电阻(1kV/1min)。

2.4 电缆绝缘和电缆电容测量

试验方法:电缆测试相断开与其它设备和接地的连接,护套互联箱恢复正常连接,非试验相用临时接地线接地,5kV测试仪正(+)端接地,负端(-)端接被测电缆相导体。试验加5kV持续1min然后放电停止,记录绝缘电阻值。然后更换另一相进行试验。测试仪更换到电容测量,重复以上步骤记录各项测量电容值。

试验要求:绝缘电阻测量值应至少1GΩ;电容测量值应等于或略小于厂家给定值。

2.5 直阻测量

试验方法:电缆非测试端三相短接(短接线至少95mm2),如果GIS侧已安装可通过GIS侧接地开关构成回路。在测试侧任意两相导体端通过数字低阻表测量两相导体的电阻和,并记录电阻值,然后通过联立方程组计算出各单相导体电阻值。

试验要求:根据电缆所处的环境温度换算到标准20℃的电阻值,计算出每公里的电阻值与厂家数据进行比较。

电阻换算公式为:R20={1/[1+0.00393×(T-20)]}×R/L

R20—在20℃的电阻值;R—测量电阻值;T—环境温度;L-电缆长度。

2.6 正、负序阻抗测量

试验方法:电缆非测试端三相短接(短接线至少95mm2),如果GIS侧已安装可通过GIS侧接地开关构成回路。在电缆测试端两个测试线连接到每相导体(电流和电压线),多功能测试仪PMM-1与电缆导体端的这种4线连接消除了测量中的测试导线阻抗。可调试验变压器在此系统中加入80A~100A的电流,PMM-1同时记录保存三相电压、电流和相角。将相阻抗除以路径长度即可获得电缆每公里阻抗的测量值,公式为:

试验要求:每次测量除以相应的相线长,然后将三个结果值取平均值,得出每公里的最终结果。数据表中的值指定了最高工作温度为90℃时的阻抗,修正公式为:修正值=测量值×(1+(0.00393X(90-测量温度))。

试验阻抗值应与电缆厂家值进行比较。

2.7 零序阻抗测量

试验方法:电缆连接同2.6,可调变压器用于驱动一个回路,该回路由三根并联的电力电缆导体以及从远端到地面的所有可用返回路径组成的回路驱动80A~100A的电流。电压、电流和相角值在PMM-1显示和记录,为了减少相邻通电电路在电缆中感应的杂散电压和电流的影响,需要进行两组读数。试验变压器输出引线在两次读数时反转,并且将两组读数取平均值。零序阻抗计算公式如下:

试验要求:每次测量除以相应的相线长,以得出每公里的最终结果。数据修正同2.6中修正公式。

零序阻抗值应与电缆厂家值进行比较。

2.8 互联箱连接片接触电阻测量

试验方法:将连接片恢复到正常位置后将低阻数字欧姆表两侧的双测量线紧密地加在测量链路两侧,欧姆表显示电阻值(μΩ)。每个接线盒的所有接触面,包括电缆接线头均测量记录。

试验要求:接触电阻不超过10μΩ。

2.9 电缆交流耐压试验

试验目的:检验电缆的耐压强度,确保电缆和电缆连接满足安全送电要求。

试验方法:高压交流变频谐振试验,通过变频串联谐振试验装置在每个电缆导体和绝缘屏蔽(接地)之间依次施加正弦电压。电压等级和持续时间260kV/h按照IEC 62067规定和与业主的协议。

所有的电缆屏蔽和互联箱连接片在正常状态,但是在测试过程中发生闪络时,护层过电压保护器会被短路。试验前、后需测量电缆的绝缘电阻(5kV/min)。

在试验电脑中输入测试所需的详细信息,给出测试电压、阶段和电压持续时间,软件将自动搜索谐振频率,在达到谐振频率点之后,可以开始升压到试验电压并维持1h,然后将试验电压迅速降到零,并断开试验电源,挂接地线。如在测试期间发生电缆或附件故障,则效果将是谐振电路的Q因数将显着降低,测试电压将立即降低。试验装置将立即停止,并调查故障的位置和原因。

试验标准:按IEC62067标准要求:耐压时间为1h,电压值为其表1中对应电压值或1.7Uo。

表1 安装后的交流测试电压

3 结语

高压电缆施工过程中,为使电缆施工质量达到标准要求,通过业主验收及以上各项试验对电缆进检测,确保电缆质量和施工质量合格,电缆安全投用。高压电缆交流耐压和局放技术不仅可以对高压电缆中的局部损伤和破坏进行有效的检测,还可以避免电缆带伤运行,提高运行的整体效率和质量。

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