電力交聯(lián)聚乙烯電纜的交流耐壓試驗(yàn)

　　高壓電力電纜在城市電網(wǎng)中廣泛使用，以110KV交聯(lián)聚乙烯電纜為主，從出廠到安裝，其間會(huì)發(fā)生損傷，只有竣工試驗(yàn)后才能從根本上保證電纜的安全使用。 一般來說，受現(xiàn)場大容量工頻試驗(yàn)的影響，這類電纜在使用前需要進(jìn)行直流耐壓試驗(yàn)，油浸紙絕緣電力電纜在試驗(yàn)中選擇直流耐壓，但電纜未來的運(yùn)用存在電纜缺陷。 另外，在交流聚乙烯電纜的試驗(yàn)中應(yīng)用直流耐壓試驗(yàn)，會(huì)在直流耐壓通電后發(fā)生絕緣破壞。 因此，加強(qiáng)對交聯(lián)聚乙烯電纜的交流耐壓試驗(yàn)是一個(gè)極其重要的研究課題。

　　一、交聯(lián)電纜在進(jìn)行直流耐壓試驗(yàn)中出現(xiàn)的問題

　　相關(guān)理論研究和文獻(xiàn)資料表明，交聯(lián)聚乙烯在采用直流耐壓試驗(yàn)中出現(xiàn)的問題主要寶庫有以下幾點(diǎn)。

　　(1)交聯(lián)電纜和其他擠出絕緣電纜在直流電壓整體中，電纜絕緣的電場需要嚴(yán)格按照材料所具有的電阻率分布，但在交流電壓中，電纜絕緣的電場需要按照各種介質(zhì)的介電常數(shù)分布。 由此可知，直流電壓和交流電壓的電場強(qiáng)度不同，另外在交流電壓整體絕緣較弱的區(qū)域，無法再通過直流電壓試驗(yàn)進(jìn)行檢測。

　　(2)施加直流電壓后，電子逐漸注入交聯(lián)聚乙烯聚合物的內(nèi)部，在電纜半導(dǎo)體的突出區(qū)域和絕緣雜質(zhì)中局部形成一定量的空間電荷，由于空間電荷的影響，該區(qū)域的電場強(qiáng)度不會(huì)降低，不會(huì)發(fā)生破壞現(xiàn)象，但在交流電壓下直流電壓的電場強(qiáng)度降低的區(qū)域絕緣最弱

　　(3)交聯(lián)電纜最重要的弱點(diǎn)之一是絕緣內(nèi)部出現(xiàn)水枝現(xiàn)象，外加電壓性質(zhì)的變化和加壓時(shí)間對介質(zhì)內(nèi)的水枝產(chǎn)生不同程度的影響。 在直流電壓下，樹枝在短時(shí)間內(nèi)形成電樹枝，介質(zhì)整體的絕緣性發(fā)生根本性變化，從而發(fā)生早期損傷。

　　(4)用交聯(lián)聚乙烯電纜進(jìn)行直流電壓試驗(yàn)時(shí)，電荷的記憶現(xiàn)象，即在直流電壓整體中，單極性參與電荷需要非常長的時(shí)間放電所有介質(zhì)，但在電纜被使用時(shí)，這種直流電壓和交流電壓耦合，電纜容易被破壞。

　　二、交流耐壓試驗(yàn)中常見的方法

　　(1)超低頻法

　　電纜容量較大，進(jìn)行工頻試驗(yàn)后，變壓器容量發(fā)生變化，需要提高容量大的試驗(yàn)電源，從根本上保證電纜在運(yùn)行中能夠提供無功功率，但該方法不能在現(xiàn)場使用，以超低頻率為主要試驗(yàn)電源，故但是，超低頻法對檢測出的交聯(lián)聚乙烯電纜和附件絕緣的缺陷效果比較差，因此現(xiàn)階段超頻法應(yīng)用于電壓電纜的頻率較高。

　　(2)振蕩電壓法

　　對電纜進(jìn)行直流沖擊時(shí)，通過一定的電壓后放電電阻、電感，再形成阻尼振動(dòng)電壓，利用阻尼振動(dòng)電壓可以檢測電纜絕緣和附件中存在的缺陷，這在直流耐壓試驗(yàn)中仍然有很大的效果，但本質(zhì)上仍然是其中主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一方面是振蕩電壓減弱，無法從根本上滿足電纜，另一方面是高頻電壓會(huì)對電纜造成不同程度的損傷。

　　(3)諧振耐壓法

　　諧振耐壓法主要是指改變實(shí)驗(yàn)電路中的電纜、頻率，使電路整體處于諧振狀態(tài)，利用諧振耐壓法可以滿足高電壓和大電流的測試要求。 此外，從諧振耐壓法的調(diào)整方法來看，可以分為調(diào)感式和調(diào)頻式兩種類型，從諧振耐壓法的使用方法來看，可以分為串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振兩種類型。

　　1 .調(diào)感式共振耐壓

　　對電抗器的電量感和電纜線的基本容量進(jìn)行電路調(diào)節(jié)后，在50HZ下會(huì)發(fā)生共振，滿足整個(gè)試驗(yàn)的基本需要。

　　2 .調(diào)頻式諧振耐壓

　　在改變試驗(yàn)中電源的輸出頻率時(shí)，其電路中的固定電感量和相應(yīng)的試件從根本上滿足諧振的基本要求，滿足整個(gè)試驗(yàn)的基本要求。

　　3 .串聯(lián)諧振法

　　進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，變壓器的電流必須滿足試驗(yàn)整體的要求，但電壓達(dá)不到試驗(yàn)電壓時(shí)，必須選擇電抗器或試件串聯(lián)方式進(jìn)行試驗(yàn)。 電路處于諧振狀態(tài)時(shí)，試驗(yàn)品出現(xiàn)相應(yīng)的電路質(zhì)量系數(shù)的倍數(shù)，變壓器的輸出電壓發(fā)生變化，在滿足電源的供給能力之前，電路中的有效功率將會(huì)損失。

　　4 .并聯(lián)諧振法

　　在試驗(yàn)中變壓器的電壓滿足試驗(yàn)要求，電流不滿足要求的情況下，通過電抗器和試驗(yàn)品并聯(lián)方式滿足試驗(yàn)中諧振所要求的電路參數(shù)，促進(jìn)試驗(yàn)的積極展開，同時(shí)選擇并聯(lián)諧振法，電抗器的基本電感性電流補(bǔ)償試驗(yàn)品的電容性電流。