高壓交聯(lián)聚乙烯電纜交流耐壓試驗中的問題

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1、高壓交聯(lián)聚乙烯電纜交流耐壓試驗中的問題蔡琦，林強（珠海發(fā)電廠，廣東　珠?！?19050）信息來自:www.tede.cn摘要：介紹了珠海發(fā)電廠1號主變220kVXLPE電纜的交流耐壓交接試驗中出現(xiàn)的問題、處理的經(jīng)過及試驗方法和試驗數(shù)據(jù)，分析了問題產(chǎn)生的原因。關(guān)鍵詞：XLPE交聯(lián)聚乙烯電纜；交流耐壓；絕緣電阻；放電時間；擊穿；閃烙1　概述　　廣東省珠海發(fā)電廠一期有兩臺700MW的大型進口燃煤機組，采用220kV輸電線路。該廠內(nèi)的220kV電纜均采用交聯(lián)聚乙烯電纜。按照廣東省電力試驗研究所發(fā)出的粵電試［1999］07號文的要求，應(yīng)對新安裝的220kVXLPE電纜采用交流耐

2、壓試驗作為其交接試驗，并按照IEC840的要求，交流耐壓：電纜芯線對屏蔽層加線電壓耐受5分鐘，即采用220kV，5min作為該電纜的交接試驗。日本三菱總承包商委托廣東省電力試驗研究所進行這項試驗。因?qū)υ撾娎|及所連接的GIS部分同時加壓，在電纜廠家的同意下，采用的耐壓程度是：174kV5min，260kV3min，316kV1min。整個試驗過程中，電纜均未發(fā)現(xiàn)異常，但是試驗后被測量電纜的絕緣電阻值較試驗前有大幅度降低。為分析原因，證實電纜的絕緣良好，先后又對該電纜進行了兩次耐壓水平為220kV，5min的交流耐壓試驗?，F(xiàn)將筆者參與這幾次試驗及采集的試驗數(shù)據(jù)加以歸納，希

3、望能為尚未成熟的XLPE電纜交流耐壓試驗提供一份素材供同仁們參考，共同為完善對XLPE電纜的交流耐壓試驗而努力。信息來自:輸配電設(shè)備網(wǎng)2　試驗經(jīng)過及試驗標準、方法和數(shù)據(jù)2．1　1號主變220kVXLPE電纜參數(shù)及銘牌型號：1×3000mm2CAZV生產(chǎn)廠家：日本藤倉公司最小絕緣電阻：2500MΩ－km最大電容：0．24uF／km電纜總長：123m　　那么該電纜的最小絕緣電阻：2500÷0．123＝20．3GΩ最大電容：0．24×0．123＝0．030uF　　電纜的外部接線圖如圖1所示：信息來源:http://www.tede.cn信息來自:輸配電設(shè)備網(wǎng)2．2　試驗標準

4、　　參照IEC840標準及三菱和電纜廠家藤倉電氣公司的試驗方案并經(jīng)省局同意，試驗按表1所述的標準進行：　　交流電壓加于芯線與屏蔽層、地之間，耐壓前后進行絕緣電阻測量。2．3　試驗接線試驗接線如圖2所示：　　交流電壓使用調(diào)頻串聯(lián)諧振方法獲取，f＝61－62Hz?！⌒畔碜?www.tede.cn信息來自:輸配電設(shè)備網(wǎng)?2．4　交流耐壓前后絕緣電阻測量結(jié)果（此期間天氣晴好）　　測量結(jié)果如表2所述信息來自:輸配電設(shè)備網(wǎng)信息來自:輸配電設(shè)備網(wǎng)?3　分析與結(jié)論　　首先，在3次交流耐壓試驗中均未觀察到擊穿和閃烙現(xiàn)象，可以認為1號主變電纜主絕緣應(yīng)是合格的。其次，從耐壓前后絕緣電阻測

5、量值看，發(fā)現(xiàn)有以下明顯的規(guī)律：a交流耐壓前后絕緣變化太大；b交流耐壓值越高，耐壓后絕緣電阻值下降越厲害，恢復(fù)到耐壓前相似水平時間越長；c絕緣電阻下降到最低值時，幾乎沒有吸收比，像純粹的電導(dǎo)或離子電流現(xiàn)象?！　【鸵陨犀F(xiàn)象，日方生產(chǎn)廠家提供了該電纜的出廠試驗報告，各項試驗結(jié)果合格，其中電纜主絕緣耐受水平是320kV，30min。在他們的分析報告中，強調(diào)造成上述現(xiàn)象的原因有兩個：耐壓后對電纜芯的放電時間不夠，使得耐壓后的殘余電壓影響了絕緣電阻的測量值；電纜終端的瓷瓶表面泄漏電流的影響?！　∈紫龋覀儗δ蛪汉蟮姆烹姇r間的問題進行分析：3．1　當時纜芯末直接接地放電即自然放電時

6、，電纜在殘壓下的等值電路圖如圖3所示：信息請登陸:輸配電設(shè)備網(wǎng)信息來自:www.tede.cn在交流耐壓后，殘余在電纜芯的殘余電壓與其放電電流的計算公式為：V′＝V×exp［－t／CR］　　　　Q0＝CVi＝［Q0／CR］exp［－t／CR］＝V／Rexp［－t／CR］V′：t秒后的殘余電壓。i：t秒后的殘余電壓下的放電電流。、　　以第一次316kV交流耐壓為例計算，結(jié)果列于表3信息請登陸:輸配電設(shè)備網(wǎng)信息來自:輸配電設(shè)備網(wǎng)　　現(xiàn)以15min的放電電流影響兆歐表的測量為例，兆歐表測得的絕緣電阻值：R＝2500／0．809×10－6＝3．09GΩ，大于7月11日耐壓后的

7、測量值。一般在自然放電的情況下，3τ的時間常數(shù)時（約30min）的殘余電壓將對測量值沒有影響。再者，在每次耐壓后，試驗人員都將電纜芯直接對地放電。并且試后每隔兩小時測量絕緣電阻。因此，三次試驗中放電時間對絕緣電阻的測量是沒有影響的。而且，我們從耐壓水平220kV的兩次耐壓后的絕緣電阻的測試值中可以看出，電纜的絕緣電阻值大約在試驗后放電30min后降低，隨后的幾小時后才升高。并且，交流耐壓值越高，耐壓后絕緣電阻值下降越厲害，恢復(fù)到耐壓前相似水平時間越長。從以上的分析，我們可以否定日方廠家的第一條解釋原因。3．2　對于第二條原因的解釋，我們認為前兩次的耐