試驗目的
交流耐壓試驗的核心目的是檢測電纜主絕緣在長期工作電壓及系統過電壓工況下的絕緣強度,可有效識別電纜本體、終端頭、中間接頭等部位存在的氣隙、裂紋、雜質、受潮、安裝損傷等各類絕緣缺陷,是保障電纜安全投運與穩定運行的關鍵試驗手段。
試驗原理
工頻交流電壓下,電纜絕緣結構的電場分布與實際運行狀態完全一致。通過向試品施加高于額定工作電壓且持續規定時長的試驗電壓,可實現以下試驗目標:
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模擬系統過電壓工況,檢驗電纜絕緣對操作過電壓等過電壓類型的耐受能力;
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暴露絕緣薄弱點,絕緣若存在缺陷,在持續高場強作用下,缺陷會進一步發展,最終引發擊穿或泄漏電流顯著增大,從而實現缺陷檢測;
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對絕緣合格的試品無破壞性,試驗電壓處于絕緣裕度范圍內,不會對良好的電纜絕緣造成損傷。
主要試驗方法(中高壓電纜適用)
工頻交流耐壓試驗對電源容量要求極高,現場試驗中常采用諧振交流耐壓試驗系統降低電源容量需求,主流分為三種試驗方式:
串聯諧振試驗系統(常規常用)
利用可調電抗器與被試電纜的電容構成串聯諧振回路,電源容量僅為試品容量的 1/Q(Q 為品質因數,常規取值 20-80),設備實現輕量化,且輸出電壓波形良好,適用于長距離、大電容的電纜試驗。
變頻串聯諧振試驗系統(現場主流)
在串聯諧振基礎上,通過 30-300Hz 變頻電源調節頻率使回路達到諧振狀態,諧振頻率可靈活調節,適用范圍廣;設備重量與體積遠小于工頻試驗設備,且試驗頻率符合 IEC 及國內相關國家標準要求(允許 20-300Hz 交流耐壓試驗),是目前現場最主流的試驗方法,尤其適用于 GIS、發電機、電纜等大電容試品的耐壓試驗。
工頻諧振試驗系統
采用 50/60Hz 工頻電源直接實現回路諧振,設備體積相對偏大,僅在部分有嚴格技術要求的試驗場合中使用。
試驗標準與要求
試驗電壓、試驗時長的選取需嚴格遵循國家相關標準及設備技術規范,以 GB/T 50150 為參考的通用要求如下:
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試驗電壓:常規選取 2~2.5 倍系統相電壓(U0),如 10kV 電纜(U0=8.7kV)的試驗電壓一般為 2U0=17.4kV 或按規程要求選取更高電壓,具體以對應技術規程為準;
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頻率范圍:推薦采用 20Hz~300Hz 的交流電壓開展試驗;
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試驗時間:新安裝電纜的交接試驗,試驗時長通常為 60 分鐘;運行中電纜的預防性試驗,試驗時長通常為 5 分鐘;
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合格判據
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試驗過程中試品無閃絡、擊穿現象發生;
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規定試驗電壓與時長下,泄漏電流保持穩定,無異常周期性波動;
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各相泄漏電流不平衡系數不大于 2,具體以對應國家標準為準;
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電纜終端頭等部位無明顯異常發熱情況。