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1、X1.PE交联电缆局放测试系统上海蓝波高电压技术设备有限公司何波一、概述随着电缆工业的高速发展，高压X1.PE交联电缆已广泛投入城乡电力供电网络运用，国内具有生产中高压交联电力电境实力的厂家目前已超过500家，还有更多的厂家正在主动筹划上马。中高压交联电缆在供电网路中占有很大的主导成份，各主要供电场合的用电均通过中商交联电缆来实现，因此，交联电缆质量的好坏，起着关系国计民生的作用。为了保证交联电缆的产品质量，国家制定了严格的质量检验标准，其中，中高压交联电缆的局部放电测试是最重要的一环。局部放电，是指电缆中局部的，微小的缺陷引起的放电。局部的，是指例如高压端（导体线芯和内半导体屏蔽），低压端（
2、铜带和外半导体屏蔽）与绝缘中的局部块陷，包括各种尖端、毛刺、杂质、气泡、水汽等等。微小的，是指上述缺陷的体积很小（一般为微米级），由此引起的放电量很小（一般为微微库仑）。这种微小的放电，在电缆投入运行的初期，可能不会造成电力中断事故，但这种放电一天24小时，一年365天，始终不断的存在，随着时间的推移，这种缺陷四周的绝缘在这种微小放电的光、电辐射作用下，渐渐发热、老化、失去了绝缘性能，最终导致电境的击穿，造成断电事故。因此局部放电试脸，作为检脸电缆的微小缺陷的手段，已被各级标准作为X1.PE交联电流的出厂检脸必检项目。二、局部放电系统的构成上面我们讲到，局部放电是一种很微小的放电，它以放电电荷
3、量的形式体现出来，单位为微微库仑（PC）。依据现行国标规定，对于35kV的交联电缆，在45kV的工频试验电压下，电缆的局部放电量不能超过10pC（最新即将执行的国家标准，已修改为无可视的放电即无局放）。在出厂的局部放电试脸系统中，IOPC的放电量，等同于100mV的脉冲放也，要在450OOV的试脸电压下测到0.1V的脉冲放电，其难度可想而知，这既要求提高检测仪器的检测灵敏度，检测到这种微小的放电，又要提高系统的抗干扰实力，解除外界缘由，找到电统缺陷。为此，我们从以下三个干扰可能产生的方面进行了大量细致的工作。1 .接地方面：对于局放系统的接地，我们要求是单独接地，不能和工厂配电网中的零线以与车
4、间的接地网，防雷网连接在一起。在电缆厂的车间里，有很多大功率的用电设备，如交联机、挤塑机、拉丝机、框绞机等等，它们大多采纳大功率的调频，变频交、直流马达，调整导通角的可控硅等高喙音、高干扰的电器设备，这些设备的零线、地线、外壳接地等常常含混不清，造成车间的地网上有太多的干扰。假如我们局放系统的接地与之连接在一起，干扰将很简洁地通过地线,进入局放测量系统。因此，我们的局放测量系统要求必需有自己的、单独的接地回路，这一接地系统一般采纳3550平方紫铜棒或两寸半的镀锌钢管，13根构成，依据不同的土质与地下水住的状况，深化地下1520米，要求接地电阻小于1Q,或小于工厂业电间的接地电阻。众所周之，大地
5、是不良导体，它也可传揄各种干扰，但其传揄实力随天气的变更而变更，在天气比较潮湿的日子里，大地的导电性能好一些，其传输实力强一些，反应在局放测量上显示千犹大一些。而在天气干燥的时候，由大地传入的干扰就要小得多。为了解决这个问题，我们全部的局放测试设备均座落在一个绝缘地坪上，除了专用的单独的接地棒之外，系统设备没有其它任何与车间大地相连接的通路。系统内部各设各的接地也必需遵循单点星行接地的原则，不能有循环的接地线。在进行半成品试脸时，由于大多数场合均采纳铁制电缆盘，而半成品又没有外护套，因此进行半成品试脸时，为防止循环接地，需将电境盘整起来，以削减接地回路引起的干扰。2 .空间方面：随着现代化的进
6、程，我们的广播、电视通讯系统日益发达，各种无线电信号交织困难，再加上车间内行车、护车运行的火花，电焊机工作的火花,因此，在电缆厂的车间内，来自空间的干扰也是特别严峻的。另外，被测试的电缆本身就是一个电感线图形态的天线，特别简洁接收干扰，国此，局放测试工作若没有屏蔽室来解除这些来自空间的干扰，是很难进行局放试验的。局放测试的屏蔽室，一般采纳23mm的钢板无僮焊接而成，要求在屏蔽室做好之后，未开孔电缆管的状况下，对15kCIMkC的干扰信号有60-120dB以上的衰减。实际运用中，由于穿线电境管的存在，最终的衰减性能可能会有所降低，会出现手机在屏蔽室内可以接收信号的状况，这是由于手机的工作频率在8
7、00MHZ左右，只要屏蔽室有很小的缝隙（如电线管、门缝球等）就可以有信号通过，但由于800MHz已大大超出了局放测量频率（局放测量频率为20kC-300kC.因此，对局放测量背景干扰的影响不大。我们可以用收音机的中波频率，对屏蔽室的衰减效果进行简法的测试，一般在关门状况下，进入屏蔽室一米后，就应当收不到收音机的中波信号了。上面讲到的两点，均属于局放测试系统的前期基础工程，只要在施工时留意满足各项衰减、屏蔽、接地、隔离方面的指标，基本可解除上述两方面的干扰。3 .电源方面：任何局放测试系统，均需运用工厂的动力电源，而电缆厂大功率的设备很多，电源干扰状况更加严皎，因此局放测试系统，在电源方面所做的
8、工作也最多。首先，整个局放系统的供电要求有一个独立的供电系统，即干脆从工厂的IOkV(或35kV)进线，在工厂配电站设置一个单独的10kV380V或(35kV380V)的降低变压器，与工厂其它的用电设备完全区分开来。从配电站到局放送区，用一根长度在150米以上的专用电缆连接起来。这根电缆采纳铜带分相屏蔽，再加1芯电焊机线作为接地线，最终纲带铠装。进入试区之后，电源首先进入双屏蔽隔离变压器，在这个隔离变压器的原边线图和付边线圈之间，分别设有两层密电屏蔽层，以隔离来自电源的高频干扰。隔离变压器之后的其次道防干扰的措施是低压滤波器，它采纳双n型回路对电源干扰进行滤波，尤其是可滤去调压器产生的火花干扰
9、和高次谐波。系统最终的滤波措施是高压滤波器，由三级电感和三级电容组成，主要滤除高压电抗器产生的局放干扰。同时，最终一级电容又兼作局放信号耦合电容器运用，试脸须要的局放、定住、电压、峰标、击穿信号均从耦合电容器上耦合而得。通过以上单独按地、空间鼻蔽、电源滤波等三个方面的努力，最终才能实现系统的背景噪音小于2pC的目标，满足交联电缆的局放测试要求。三、局放试验中常见故障与解除法局放测量是一种微量放电测量，局放仪是一种高灵度的仪器，灵敏度高，也就意味着简洁受干扰，因此，局放试验中常遇到的常见问题就是干扰问题，虽然一个局放系统经:过上述各方面的考虑，可以解除大多数干扰，但任何措施总有其局限性，因此在实
10、际检险中，常常由于阅历的缺乏，操作的不娴熟，接线的混乱，造成局放测试干扰大的问题。问题1.系统背景大系统背景首先要区分两个概念：其一，系统设备局放水平,它是衡量一个局放设备制造水平凹凸的重要指标。它是指在不加试品的状况下，系统在额定电压下的局部放电水平，一般要求在2pC以下0这一指标，体现了局放系统设备生产厂家的制造水平，与设备运用寿命的长短。其二，系姚背景噪音，它是指局放系统在额定负荷下，在未接通试脸主回路电源时的背景干扰，它是考核整个系统，包括接地、屏蔽、隔离、浪波等功能的综合指标。这个指标对电境的局放试验特别重要,若系统的背景超过肯定值，将会影响电缆局放测量的精确度。一般这个指标应限制在
11、2pC以内，影响系统背静的几个方面包括：1 .系统设备局放水平这是局放设备制造厂家应当保证的指标，设备运用厂家有权要求设备制造厂家达到上述指标。系统背景噪音是一个综合效应，与系统的基础工程亲密相关，局放制造厂家应从基础工作起先，细致抓好每个环节，一旦恭础工程完工，一个系统的背景噪音就基本确定了，全部后期工作，只能作为一种补救措施，往往无法解决根本问题。2 .系统设备的接地方式系统应采纳单点星形接地的方式，不能出现循环接地的现象。比如，很多厂在进行半成品试验时，往往会出现背景大的问题，这主要是由于半成品的婀带屏蔽，通过接地线和电缆铁盘构成了循环接地，造成背景很大，因此，进行半成品试脸时，应用绝缘
12、垫将电缆盘整起来，可避开上述技况。有条件的地方，还应将系统测量接地与屏蔽接地分别接在不同的接地板上，也可解除一些干扰。3 .双扉藏隔离变压叁屏蔽层接法一般状况下，双屏蔽隔离变压器原边的屏蔽层应通过专用电缆的接地电焊机线与配电站的地相连，但实际工作中，我们发觉，由于大多数的枢电间的接地端同时又是电源的中线，而中线Jl进了大量的干扰，因此，双屏蔽隔离变压器的原边屏蔽层应与百己电间的地线,断开，与局放系统的地接在一起，这样反而可以降低来自电源的干扰。4 .M制台与局放仪之间的按地连接限制台与局放仪之间的接地线，应分别与接地极连接，以避开循环接地。同时应给局放仪配备一个专用的隔禹变压器外加谑波器,以淳
13、除来自限制台的开关、维电器启动的干扰。问题2:系统谐振点找不到由于高压电源回路采纳的是串联谐振原理，它对每根电缆均需调整电抗器的电感量，以使回路达到谐振，此时才能在电缆上得到所需的高压，若无法达到谐振点，可能是下列缘由造成的：1 .电境已畿短路这就相当于高压与地干脆短路，当然找不到谐振点。此时应利用击穿定位仪，找到击穿点并切除故障点后，再进行高压试脸。2 .被试电晚的容量超过了系统的负荷实力系统在正常状况下，可对1.5Hf以下的电缆进行试脸。对大截面的架空线，其容量可能超过这个值，因此可能找不到谐振点。此时，只能选用容量更大的设备。对架空绝缘导线的浸水试跄，可选用专用于架空线试驶的串联谐振试脸
14、系统。3 .试脸设备本身出现故障如调压器无法升压，电抗器间隙无法调整等等，此时只能与生产厂家联系修理，以免耽搁您的出厂试脸。4 .其他有的电统生产厂家出于经济方面的考虑，利用局放系统的串联谐振设备进行千伏级力缆试脸。由于千伏级力缆多采纳PVC作为绝缘，这种绝缘材料的泄漏很大，即Q值很低，系统高压也无法升得很高，而且，由于PVC的放电状况很严峻，对局放系统的损伤很大，所以，对于千伏级的PVC力境试脸，一般不采纳串联谐摄系统，而可考虑采纳通常的高压变压器进行试脸即可。问题3:电境的局部放电很大这首先要区分试脸所测得的局部放电是来自外界干扰还是来自电缆本身。1 .可先不将电缆接入系统，在与接上电境相
15、同的仪器状态下，将系统高压升至试验电压，若仍有放电出现，说明系统本身有问题，可与制造厂家联系进行设备修理。2 .若设备本身没有问题，再区分电缆本身放电还是外界放电，若每根电缆都出现相同的放位状况，可考虑是油放电，更换新油，若还放电可检查油杯与系统、油杯与电缆的连接是否良好。现在广乏运用的油杯快速接头，常常会出现接触不良的问题。3 .在进行35kV电境试的时，油杯处理要更加细致，油杯表面要保挣清洁，油也要常常加热，烘去水分后，才能得到满足的试脸结果。4 .若是电境的内部放电，可按下面讲到的定位方法，进行故障定位。以上是局放试脸中常常遇到的问题，其他还有很多问题，这里不在详述，下面介绍以下高压试脸
16、中的一些留意事1 .平安在任何状况下，平安都是第一位的，人的生命是最珍贵的，任何意外都是无法挽回的。依据高压试脸规程：高压试脸必需有2人以上在场，就是为了削减误操作，增加平安性。我们在系统中设置了“门联锁”、“零启动”等平安保障功能，操作人员应严格依据操作规程进行试脸，以最大限度地保障人身平安和设备平安。2 .清洁问题高压设备和高压试险最怕灰尘，绝缘表面吸附的灰尘将引起绝缘强度降低，长此以往，将导致绝缘表面击穿，设备损坏。因此，操作人员应定期（一瓶每周一次）对设备的关键部件进行清洁。3 .干燥在南方，由于存在梅雨季节，空气湿度很大，设备的表面常常会出现凝露现象，若不与时除去，不但会造成设备放电，严战时还会发生闪烙。因此，有条件的状况下，可在屏蔽室、限制室内安装去湿设备，以保证试跄正常进行。上面只是一些简洁的应知应会的学
