电力电缆的试验与故障诊断.ppt

1、Page 2第十二章第十二章 电力电缆的试验与故障诊断电力电缆的试验与故障诊断 电力电缆广泛的应用于电力系统中设备之间的连接和电力线路之中，电力电缆的正电力电缆广泛的应用于电力系统中设备之间的连接和电力线路之中，电力电缆的正确安装、维修和试验是保证电力系统安全稳定运行的重要因素之一。本章主要对电力电确安装、维修和试验是保证电力系统安全稳定运行的重要因素之一。本章主要对电力电缆的试验以及其状态分析做出介绍。缆的试验以及其状态分析做出介绍。第一节第一节 电力电缆的绝缘试验电力电缆的绝缘试验 电力电缆按照绝缘类型可分为油浸纸绝缘电力电缆、塑料绝缘电力电缆、橡皮绝缘电力电缆按照绝缘类型可分为油浸纸绝缘

2、电力电缆、塑料绝缘电力电缆、橡皮绝缘电力电缆。其主要有以下几项试验：电力电缆。其主要有以下几项试验：一、绝缘电阻测量试验一、绝缘电阻测量试验 测量电力电缆的主绝缘电阻可以检查电缆绝缘是否老化、受潮，以及耐压试验中暴测量电力电缆的主绝缘电阻可以检查电缆绝缘是否老化、受潮，以及耐压试验中暴露出来的绝缘缺陷。露出来的绝缘缺陷。对对1000V1000V以下的电缆测量时用以下的电缆测量时用1000V1000V兆欧表，对兆欧表，对1000V1000V及以上的电缆用及以上的电缆用2500V2500V兆欧表，兆欧表，对对6kV6kV及以上电缆用及以上电缆用5000V5000V兆欧表。兆欧表。像塑料绝缘电力电缆

3、的绝缘电阻很低时，应用万用表正、反接线分别测屏蔽层对铠像塑料绝缘电力电缆的绝缘电阻很低时，应用万用表正、反接线分别测屏蔽层对铠装、铠装层对地的直流电阻，以检查它们是否受潮。当绝缘确实受潮时，应安排检修。装、铠装层对地的直流电阻，以检查它们是否受潮。当绝缘确实受潮时，应安排检修。当电缆埋于地下后，测量钢铠甲对地的绝缘电阻，可检查出外护套有无损伤；同理，当电缆埋于地下后，测量钢铠甲对地的绝缘电阻，可检查出外护套有无损伤；同理，测量铜屏蔽层对钢铠甲间的绝缘电阻也可以检查出内护套有无损伤。通过这两项测量可测量铜屏蔽层对钢铠甲间的绝缘电阻也可以检查出内护套有无损伤。通过这两项测量可以判断绝缘是否已经受潮

4、。当电缆敷设在电缆沟、隧道支架上时，其外护套以判断绝缘是否已经受潮。当电缆敷设在电缆沟、隧道支架上时，其外护套Page 3的的损损伤伤点点不不在在支支点点处处且且又又未未浸浸泡泡在在水水中中或或置置于于特特别别潮潮湿湿的的环环境境中中，则则外外护护套套的的操操作作很很难难通通过过测测量量绝绝缘缘电电阻阻来来发发现现，此此时时测测量量铜铜屏屏蔽蔽层层对对钢钢铠铠甲甲的的绝绝缘缘电电阻阻则则更更为为重重要要。电电缆缆终终端端或或套套管管表表脏脏污污、潮潮湿湿对对绝绝缘缘电电阻阻有有较较大大的的影影响响。除除擦擦拭拭干干净净外外，还还应应加加屏屏蔽蔽环环，将将屏屏蔽蔽环环接接到到兆兆欧欧表表的的“屏

5、屏蔽蔽”端端子子上上，当当电电缆缆为为三三芯芯电电缆缆时时，可可利利用用非非测测量量相相作为两端屏蔽环的连线，见图作为两端屏蔽环的连线，见图12-112-1。图图 12-1 12-1 测量绝缘电阻时的屏蔽接线测量绝缘电阻时的屏蔽接线 （a a）单芯电缆；（）单芯电缆；（b b）三芯电缆）三芯电缆当当被被测测电电缆缆较较长长时时，充充电电电电流流很很大大，因因而而兆兆欧欧表表开开始始指指示示的的数数值值很很小小，这这并并不不表表示绝缘不良，必须经过较长时间遥测才能得到正确的结果。示绝缘不良，必须经过较长时间遥测才能得到正确的结果。Page 4二、直流耐压、泄漏电流试验二、直流耐压、泄漏电流试验1

6、 1、直流耐压试验、直流耐压试验交流电力电缆之所以用直流来进行耐压试验，主要是由于电力电缆具有很大的电容，现场交流电力电缆之所以用直流来进行耐压试验，主要是由于电力电缆具有很大的电容，现场采用大容量试验电源不现实，所以改为直流耐压试验，以显著减小试验电源的容量。直流采用大容量试验电源不现实，所以改为直流耐压试验，以显著减小试验电源的容量。直流耐压试验一般都采用半波整流电路，由于电缆电容量较大，故不用加装滤波电容。对于耐压试验一般都采用半波整流电路，由于电缆电容量较大，故不用加装滤波电容。对于35kV35kV以上的电缆，试验电源采用倍压整流方式。试验中测量泄漏电流的微安表可接在低电以上的电缆，试

7、验电源采用倍压整流方式。试验中测量泄漏电流的微安表可接在低电位端，也可接在高电位端。位端，也可接在高电位端。通常直流试验所带来的剩余破坏也比交流试验小得多（如交流试验因局部放电、极化等所通常直流试验所带来的剩余破坏也比交流试验小得多（如交流试验因局部放电、极化等所引起的损耗比直流时大）。直流试验没有交流真实、严格，串联介质在交流试验中场强分引起的损耗比直流时大）。直流试验没有交流真实、严格，串联介质在交流试验中场强分布与其介电常数成反比，而施加直流时却与其电导率成反比，因此在直流耐压试验时，一布与其介电常数成反比，而施加直流时却与其电导率成反比，因此在直流耐压试验时，一是适当提高试验电压，二是

8、延长外施电压的时间。正常的电缆绝缘在直流电压作用下的耐是适当提高试验电压，二是延长外施电压的时间。正常的电缆绝缘在直流电压作用下的耐电强度约为电强度约为400600kV/cm400600kV/cm，比交流作用下约大一倍左右，所以直流试验电压大致为交流试，比交流作用下约大一倍左右，所以直流试验电压大致为交流试验电压的两倍，试验时间一般选为验电压的两倍，试验时间一般选为510min510min。一般电缆缺陷在直流耐压试验持续的。一般电缆缺陷在直流耐压试验持续的5min5min内都内都能暴露出来，能暴露出来，GB50150GB501509191规定了最长的持续试验时间为规定了最长的持续试验时间为15

9、min15min。纸绝缘电力电缆、。纸绝缘电力电缆、塑料绝塑料绝缘电力电缆、橡皮绝缘电力电缆缘电力电缆、橡皮绝缘电力电缆的直流耐压和泄漏电流试验电压标准见表的直流耐压和泄漏电流试验电压标准见表12-112-1。Page 5 电缆额定电压U0/U纸绝缘电力电缆橡、塑绝缘电力电缆1.8/312113.6/617或24186/630256/1040258.7/10473721/351056326/351307848/66/14464/110/192127/220/305190/330/290/500/表表12-1 12-1 电力电缆直流耐压和泄漏电流试验电压（电力电缆直流耐压和泄漏电流试验电压（kV

10、kV）Page 6 电缆的直流击穿强度与电压极性有一定关系。试验时一般电缆芯接负极，电缆芯电缆的直流击穿强度与电压极性有一定关系。试验时一般电缆芯接负极，电缆芯接正极时，击穿电压比接负极时约高接正极时，击穿电压比接负极时约高10%10%。浸渍纸绝缘电缆的击穿电压与温度关系很大，在温度浸渍纸绝缘电缆的击穿电压与温度关系很大，在温度tt时的击穿电压时的击穿电压U U与在与在2525时的击穿电压时的击穿电压U0U0有如下关系有如下关系 （12121 1）即在即在2525以上，每升高以上，每升高11击穿电压降低击穿电压降低0.54%0.54%。在进行直流耐压和泄漏电流试验时应均匀升压，升压过程中在在进

11、行直流耐压和泄漏电流试验时应均匀升压，升压过程中在0.250.25、0.50.5、0.750.75、1.01.0倍试验电压下各停留倍试验电压下各停留1min1min，读取泄漏电流值，以便必要时绘制泄漏电流和试验电压的关，读取泄漏电流值，以便必要时绘制泄漏电流和试验电压的关系曲线。系曲线。进行完电缆直流耐压或泄漏电流试验后，应牢记先用进行完电缆直流耐压或泄漏电流试验后，应牢记先用100200k100200k的限流电阻充分放的限流电阻充分放电，然后还要对地直接放电，并保持足够的接地时间。电，然后还要对地直接放电，并保持足够的接地时间。2 2、泄露电流试验、泄露电流试验绝缘良好的电缆泄漏电流很小，一

12、般只有几到几十微安。由于试验设备用高压引绝缘良好的电缆泄漏电流很小，一般只有几到几十微安。由于试验设备用高压引线等杂散电流的影响，当将微安表接入低电位端测量时，往往使测量结果不准，有时误差竟线等杂散电流的影响，当将微安表接入低电位端测量时，往往使测量结果不准，有时误差竟达到真实值的几倍到几十倍。达到真实值的几倍到几十倍。在实际测量中应尽量将微安表接在高电位端的接线，这时对测量微安表、引线及电缆两头，在实际测量中应尽量将微安表接在高电位端的接线，这时对测量微安表、引线及电缆两头，应该严格地屏蔽，对于整盘电缆可以采用如图应该严格地屏蔽，对于整盘电缆可以采用如图12-212-2所示屏蔽接线方式。这里

13、微安表采用金属所示屏蔽接线方式。这里微安表采用金属屏蔽罩屏蔽，微安表到被试品的引线采用金属屏蔽线屏蔽，对电缆两端头则采用屏蔽帽和屏屏蔽罩屏蔽，微安表到被试品的引线采用金属屏蔽线屏蔽，对电缆两端头则采用屏蔽帽和屏蔽环屏蔽。屏蔽和引线之间只有很小的电位差，所以并不需要很高的绝缘。蔽环屏蔽。屏蔽和引线之间只有很小的电位差，所以并不需要很高的绝缘。Page 7 图图 12-2 12-2 测量直流泄漏电流时的屏蔽方法测量直流泄漏电流时的屏蔽方法 1 1微安表屏蔽罩；微安表屏蔽罩；2 2屏蔽线；屏蔽线；3 3端头屏蔽帽；端头屏蔽帽；4 4屏蔽环屏蔽环在在现现场场试试验验时时，由由于于电电缆缆两两头头相相距

14、距很很远远，无无法法实实现现连连接接，所所以以上上述述方方法法是是不不可可行行的的。有有的的运运行行单单位位采采用用借借用用三三相相电电缆缆中中的的另另一一相相作作为为两两端端屏屏蔽蔽连连线线，但但由由于于测测量量的的泄泄漏漏电电流流包包含含了了另一相的泄漏电流，且每相均承受两次耐压，因此采用这种方法的等效性值得研究。另一相的泄漏电流，且每相均承受两次耐压，因此采用这种方法的等效性值得研究。现现场场采采用用两两端端同同时时测测量量的的方方法法，其其接接线线如如图图12-312-3所所示示，即即在在非非高高压压电电源源端端增增加加一一个个测测量量微微安安表表，同同时时记记录录两两端端的的泄泄漏漏

15、电电流流值值。这这时时高高压压电电源源端端测测得得的的泄泄漏漏电电流流包包含含电电缆缆绝绝缘缘的的泄泄漏漏电电流流和和表表面面泄泄漏漏电电流流、杂杂散散电电流流，而而另另一一端端测测量量的的是是表表面面泄泄漏漏电电流流和和杂杂散散电电流流，从从而而电电缆缆的泄漏电流为两者的差。的泄漏电流为两者的差。Page 8 图图12-3 12-3 两端同时测量泄漏电流的接线两端同时测量泄漏电流的接线另另一一种种简简便便有有效效的的方方法法是是在在施施加加电电压压相相和和非非施施加加电电压压相相之之间间放放置置一一个个绝绝缘缘板板，或或将将绝绝缘缘手手套套在施加电压的那一相电缆终端上，以改善局部电场分布，减

16、小电晕的影响。套套在施加电压的那一相电缆终端上，以改善局部电场分布，减小电晕的影响。3 3、关于常见的交联聚乙烯电缆直流耐压试验的讨论、关于常见的交联聚乙烯电缆直流耐压试验的讨论交交联联聚聚乙乙烯烯电电缆缆绝绝缘缘直直流流耐耐压压试试验验是是一一个个有有争争议议的的试试验验项项目目，由由于于交交联联聚聚乙乙烯烯绝绝缘缘性性质质十十分特殊，进行直流耐压试验可能是不适合的。主要观点有：分特殊，进行直流耐压试验可能是不适合的。主要观点有：（1 1）直直流流电电压压对对交交联联聚聚乙乙烯烯绝绝缘缘有有积积累累效效应应，当当经经过过直直流流耐耐压压试试验验后后，将将在在电电缆缆绝绝缘缘中中残残余一定的直流电压，这时将电缆投入使用，大大增加了击穿的可能。余一定的直流电压，这时将电缆投入使用，大大增加了击穿的可能。（2 2）交交联联聚聚乙乙烯烯电电缆缆在在运运行行中中，在在主主绝绝缘缘交交联联聚聚乙乙烯烯中中逐逐步步形形成成水水树树枝枝、电电树树枝枝，这这种种树树枝枝化化老老化化过过程程，伴伴随随着着整整流流效效应应。由由于于有有整整流流效效应应的的存存在在，致致使使在在直直流流耐耐压压试试验验过过