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直流耐压试验对交联聚乙烯电缆影响分析

信息来源:发布时间:2017-08-09阅读:948

      由于电缆线路的电容很大,若采用工频电压试验,必须有大容量的工频试验变压器,现场很难实现,所以传统的耐压试验方法是采用直流耐压试验。

      因为电缆的绝缘电阻很大(一般在10GΩ以上),所以在作直流耐压是充电电流极小,具备试验设备容量小、重量轻、可移动性好等优,但直流耐压试验方法对于交联聚乙烯电缆,无论从理论还是实践上却存在很多缺点。主要体现在:

      (1)试验等效性差:高压试验技术的一个通用原则是试品上施加的试验电压场强应模拟高压电器的运行工况。

      高压试验得出的通过的结论要代表高压电器中薄弱点是否对今后的运行带来危害。这就意味着试验中的故障机理应与电缆运行中的机理应该相同的物理过程。针对不同缺陷,直流耐压的击穿电压的分散性非常大,从2.6~4.3倍不等。因此无法做为判断电缆绝缘好坏的依据。

      (2)直流和交流下的电场分布不同:直流电压下,电场度是按照电阻率分布的,而交联聚乙烯电缆绝缘层中的材料含有很多成分,其电阻率的分布是不均匀的,同时电阻率受温度等因素影响比较大,所以在直流电压下,交联聚乙烯电缆绝缘层中的分布电场是不均匀的,这就可能在直流试验过程中出现绝缘层有的地方电场很强,有点地方电场比较弱的情况,导致局部绝缘击穿,在运行中引起事故。

      (3)放电难以完全:交联聚乙烯电缆在直流电压下会产生“记忆”效应,存储积累单极性残余电荷,一旦有了由于直流耐压试验引起的“记忆性”,需要很长的时间才能将这种直流电压释放,电缆如果在直流残余电荷未完全释放之前投入运行,直流电压便会叠加在工频电压峰值上,使得电缆上的电压值远远高于其额定电压,从而导致电缆绝缘击穿。

直流耐压试验对交联聚乙烯电缆影响分析

      (4)会造成击穿的连锁反应:直流耐压时,会有电子注入到聚合物质内部,形成空间电荷,使该处的电场强度降低,从而易于发生击穿,交联聚乙烯电缆的半导体凸出处和污秽点等处容易产生空间电荷。
但如果在试验时电缆终端头发生表面闪络或电缆附件击穿,会造成电缆芯线上产生波振荡,在已积聚空间电荷的地点,由于振荡电压极性迅速改变为异极性,使该处电场强度显著增大,可能损坏绝缘,造成多点击穿。

      (5)对水树枝的发展影响巨大:交联聚乙烯电缆致命的一个弱点是绝缘易产生水树枝,一旦产生水树枝,在直流电压下会迅速转变为电树枝,并形成放电,加速了绝缘老化,以致于运行后在工频电压下形成击穿。而单纯的水树枝在交流工作电压下还能保持相当的耐压值,并能保持异端时间。

(6)积累效应影响:直流耐压试验有一定的积累效应,能加速绝缘老化,且试验时易发生闪落或击穿。实践也表明,直流耐压试验不能有效发现交流电压作用下的某些缺陷,如果电缆附件内,绝缘若有机械损伤等缺陷,在交流电压下绝缘最易发现击穿的地点,在直流耐压下往往不能击穿,直流电压下绝缘击穿处往往发生在交流工作条件下绝缘平时不能发生击穿的地点。

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