电力电缆和其他重要电气设备一样,它的绝缘状况能直接影响电力系统供电的安全性。对于电力电缆按规定进行电气试验,可以及时发现存在的一些缺陷,保证其安全经济供电。电力电缆的试验项目有校潮气、测量绝缘电阻、直流耐压和测定泄漏电流。施工电力电缆时在下列情况应进行试验(1)敷设前在电缆盘上进行试验以鉴别电缆好坏。(2)敷设后、做头前进行试验,以鉴别敷设中电缆有无损伤。(3)电缆头施工完毕进行试验,以鉴别电缆头的质量。(4)电缆检修前后进行试验,以鉴别检修质量。一、绝缘电阻的测量电力电缆在交接和预防性试验中,以及直流耐压试验前后均应测量绝缘电阻。该项试验对于检查电缆绝缘的受潮、脏污及局部缺陷是非常灵敏的,并可检查由耐压检出的缺陷的性质。(1)测量时,额定电压为1kV及以上的电力电缆应使用V兆欧表测量电阻,1kV以下的电力电缆使用V兆欧表测量电阻。运行中的电缆应充分放电,拆除一切对外连线,并用清洁干燥的布擦净电缆头,然后将非被试相缆芯与铅皮一同接地,逐相测量。试验时,应读取1min的指示值。为了测量准确,应在缆芯端部绝缘或套管端部装有屏蔽环,并接往兆欧表的屏蔽端子,如图所示。(2)由于电缆电容很大,操作时兆欧表的摇动速度要均匀。测量完毕,应先断开相线,再停止摇动,以免电容电流对兆欧表反充电而损坏兆欧表。每次测量后都要充分放电,操作均应采用绝缘工具防止电击。(3)电力电缆的绝缘电阻值与电缆的长度和测量时的温度有关,为便于比较,应进行温度和长度的换算,换算到20℃的公式如下:电力电缆的绝缘电阻没有规定明确的标准数值,一般不应小于下表所示的数值。多芯电缆在测量绝缘电阻后,还可用平衡系数来分析判断绝缘状况。不平衡系数等于同一电缆各芯线的绝缘电阻值中最大值与最小值之比,绝缘良好的电缆,其不平衡系数一般不大于2.5。由于电力电缆在运行中不但必须承受电网电压,而且在运行中还会经常遇到各种电压,如操作过电压,大气过电压和故障电压。因此,对电力电缆进行绝缘试验是保证安全运行的重要措施。二、直流耐压试验和泄漏电流的测量因为电力电缆的电容较大,施工及运行单位受设备限制,难以进行工频交流耐压试验。因此,直流耐压试验便成为检查电缆耐电强度的常用方法。泄漏电流的测量可以与直流耐压试验同时进行。对于运行中的电缆,无压的重要电缆每年至少一次;无压力的其他电缆,至少每3年进行一次试验。保持压力的电缆在失压修复后应试验一次,此外在重包电缆头时也应进行试验。在进行试验时,在直流电压的作用下,电缆绝缘中的电压按绝缘电阻分布,当在电缆中发现局部缺陷时,则大部分电压将加在与缺陷串联的未损坏部分上,所以从这种意义来说,直流耐压试验比交流耐压试验更容易发现局部缺陷。电力电缆的直流泄漏电流的测量和直流耐压试验在意义上是不相同的。因为在直流耐压试验时对检查绝缘干枯、气泡、纸绝缘机械损伤和制造过程中的包缠缺陷等,能有效的检查出来,而泄漏电流的测量则对绝缘劣化,受潮等现象的检查比较有效。之所以这两种试验同时进行,是由于在实际工作中的接线和试验设备等完全相同,试验电压标准见下表。试验时,在加压过程中分别取0.25、0.5、0.75倍的试验电压,并在每点停留1min读取泄漏电流值,最后在全试验电压下进行耐压。若在试验电压下持续5-10min的耐压试验,仍需读取泄漏电流值,通常在1min和5min时读数。试验电压的升高速度约为每秒1-2kV。当电缆连接于其他设备时,应尽量分开做耐压试验。3芯电缆试验时,在一相上加电压,其他两个相应与铅包一同接地。铅包一端接地,另一端装有铅包过电压保护器或采用球间隙做保护的单芯电缆,在试验时,该端铅包应临时接地。在测试电缆泄漏电流时,微安表应接在高压侧,并在两端头加以屏蔽或采用消除杂散电流影响的其他接线方式。在测量电压时应在高压侧直接测量,对于试验电压太高时,需要采用倍压装置满足试验要求。试验时如果对电缆芯线所加的电压极性不同,将会使电缆绝缘击穿的电压数值不同(当正极性接于缆芯时,击穿电压往往比负极性约高10%),因此,在试验时应将负极接于缆芯。由于电缆在直流电压下发热少,故主要表现为电击穿,并且根据经验大多发生在加压后1-2min内,因此直流耐压持续时间对运行中的电缆为5min。泄漏电流参考值见表。由于电缆的绝缘温度系数很大,所以需对测得的结果进行温度换算。表列出油松粘性浸渍纸绝缘电力电缆的温度换算系数。在换算时,泄漏电流应除以温度系数,绝缘电阻应乘以温度系数。对于地下敷设的电缆,其周围土壤温度与气温不同,如停运时间较长,可用周围土壤温度作为缆芯温度。否则应以缆芯温度为准,缆芯温度可由测量导体直流电阻算出。在直流耐压及泄漏电流试验过程中,泄漏电流如发生突然变化,或者随时间增长而增大,或者与试验电压不成比例急剧上升,这说明电缆存在故障,应找出原因,加以消除,必要时,可视具体情况酌量提高试验电压或延长耐压持续时间。电缆如存在缺陷,常有如下表现:(1)泄漏电流周期性摆动。这说明电缆绝缘有局部的孔隙性缺陷,因为在一定电压的作用下,孔隙会被击穿,使试验电流突然增大。同时,已充电的电缆电容经击穿后的孔隙放电,于是电缆的充电电压下降直至孔隙绝缘恢复。上述现象重复发生,就使电流发生周期性摆动。(2)相间的泄漏电流差值很大。当三相之间的不平衡系数(即泄漏电流的最大一相与最小一相的比值)大于2(塑料电缆除外),以及与以往的测量数值比较差异较大(但是要考虑泄漏电流的绝对值,最大一相泄漏电流对于10kV及以上者,小于20μA时,6kV及以下者,小于10μA时,不平衡系数可允许大些),这表明泄漏较大的一相可能存在局部缺陷,当不平衡系数大于2时,必须将连接电缆的三相的尾线全部拆除后重新读不平衡系数。(3)泄漏电流随时间增长而增大。当泄漏电流随时间增长而增大,且绝对值较大时,应查明原因,若排除其他原因后,则说明被试电缆已存在缺陷。电缆每次作耐压后,必须通过0.1-0.2MΩ的限流电阻放电三次后,然后直接接地,以保证试验的安全。三、电力电缆相位的测定对于新敷设的电缆线路或运行中重装接线盒或拆过接线头的电缆线路应该检查电缆线路的相位,以免由于线路两端相位不一致,在投入运行时造成短路事故。检查相位方法很多,一般用兆欧表和指示灯法。指示灯法又分为干电池和工频低压电源两种。1、兆欧表法:利用兆欧表核对电缆线路相位,接线方式如图所示。在线路的始端一相按兆欧表的L(线路)端,兆欧表的E(接地)端接地,在线路的末端逐相接地测量,若兆欧表指示为零。则表示末端接地相与始端测量相同属于一相。按此方法定出线路始、末端的A、B、C相。2、干电池法将图中的兆欧表换成干电池,并串入指示灯泡接地,在线路末端逐相接地测量,若指示灯亮,则表示末端接地相与接通干电池的一相属于同一相。依次将干电池和灯泡移至其余两相,重复上述方法,定出线路始、末端的A、B、C相。3、低压交流电源法试验方法与干电池法相同,只不过是用交流电电压作电源V电压)代替干电池,注意电源的地线接地,火线接至线路。用该法试验时要注意安全和感应电压的影响,以免造成误判断。
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