屏蔽电缆超低频测试的指南 IEEE P400.2/D1

屏蔽电缆超低频测试的指南 IEEE P400.2/D1

超低频测试 　　 电树的形成及穿透时间由测试信号的频率及峰值决定，为使电树在测试时能完全穿透绝缘层，特制定最常用正弦波及余弦方波超低频测试信号波形测试电压值及测试时长标准。 　　 安装及验收测试电压标准依据普遍认可的数值确定，额定电压为15及35kV电缆的测试电压值为3Uo。为使施加在电缆上的平均场强与额定电压值更高的电缆的测试电压值相近，额定电压为5 kV及8 kV电缆的测试电压可高于3Uo。维护中，测试电压值一般为验收电压测试值的80%。如增加测试周期，可将测试电压再降低20%，请参考[14,15,16]的内容，3U0 的测试电压值依据[14, 15] 及CENELEC HD 620 1996确定。 　　 表3列出35 kV及以下铠装电力电缆超低频正弦波及余弦方波[7, 14, 15]耐压测试电压值，但超低频测试法也适用于更高电压等级的电缆，[17, 18]中的内容表明，当正弦波及余弦方波测试信号以有效值为单位时，要获得相同的电树生长速率，仍推荐使用相同值电压。 　　 老化XLPE电缆的击穿电压数据表明超低频正弦波的极大值等于超低频余弦方波的有效值[19, 20]，由此可见，似乎超低频正弦波与超低频余弦方波的等效特性与电缆的击穿机理有关。故表3的超低频正弦波电压数值即可作为有效值也可为峰值。获得更多数据后，在新版标准中可望指明测试电压值为有效值或者为峰值。如将该值作为峰值，则建议将测试时间延长一倍。正弦波的有效值等于0.717峰值。

表3：铠装电力电缆正弦波及余弦方波测试电压值 超低频 Hz正弦波及余弦方波测试电压值1 电缆电压相对相 安装测试2相对地 验收测试2相对地 维护测试3相对地 kVrms有效值 kVrms有效值 kVrms有效值 kVrms有效值 5 12 14 10 8 16 18 14 15 25 28 22 25 38 44 33 35 55 62 47

1 做正弦波超低频测试时，表中的测试电压值即可为有效值也可为峰值，参考前述。如将该值作为峰值，则建议将测试时间延长一倍 　　 2 推荐测试时间为15-60分钟，具体测试时间可由电缆生产厂家及用户依据测试理念、系统类型、绝缘状况、测试频度及测试方法确定，同时可参考测试数据库或[7]节内容。如测试中断，恢复测试时应将计时器重新设置为初始值。0.1Hz 超低频电压测试推荐电压保持时间为15分钟[7]。如测试频率低于0.1Hz，则建议延长电压保持时间。 　　 3 推荐电压保持时间为15分钟[7]。 　　 超低频测试使用频率为0.01-1Hz频段的交流信号。市场上销售的仪器多数使用0.1Hz，频率在0.0001 Hz - 1 Hz之间的仪器市场上也有售。当电缆系统的感性负荷超过了0.1Hz测试仪器的测量极限，可使用其它频率的测试仪器。测试仪器的内阻会限制充电电流及测试电压的升高，在这种情况下，可采用降低测试频率延长充电时间的方法或使用内阻更小（功率更大）的电源对电缆充电。如已知电缆长度，选择初始测试电压及测试时长时可参考测试数据库或[7, 16]节的内容。 　　 进行超低频测试时，通常使用正弦波或余弦方波。虽然也使用其它波形，但目前还未制定相关测试电压标准。 　　 测试注意事项 　　 · 测试前相关人员应获取被测电缆路径图，以便熟悉线路的相关情况，如断点（终端）的位置，接头位置、电缆走向及型号等。 　　 · 进行耐压试验时如电缆击穿，则需对故障定位。 　　 · 如电缆绝缘严重老化，诊断试验完成前电缆既有可能被击穿。 　　 · 无论超低频测试中断或完成，都应立即将被测电缆接地。 正弦波超低频测试 测试用仪器 超低频测试仪器产生完全正弦波用于测试电缆及容性负载，参看附图B。测试仪器应有足够的功率以保证在测试的所有周期中对电缆系统充放电。 方法 将超低频测试仪与被测电缆或电缆系统连接，将测试电压值升高至表3指定值。如电缆或电缆系统通过超低频电压测试，则将电压回调为零。对电缆或电缆系统及测试仪器放电后将电缆或电缆系统接地。 如测试过程中电缆击穿，则测试电压会迅速下降。此时应关断测试仪器并对测试仪器及电缆放电然后将电缆接地。要形成故障点的击穿，击穿点的局部电场强度必高于绝缘强度而产生局部放电。局部场强由施加于电缆的测试电压、缺陷结构及空间电荷产生。如在推荐的测试时长内局部放电通道在初始放电之后发展为击穿通道则电缆即被击穿，击穿发生后可使用故障定位仪对故障定位。可对电缆进行预防性维护测试，经过储运的电缆也应进行测试。发现故障可将其修复或更换故障段电缆。修复后电缆如通过测试，则可将其投入运行。 优点 　　 · 极性的连续变化可减小危险的空间电荷在电缆绝缘层积聚的可能性。 　　 · 交流测试电压值约为相对地电压的3倍的交流测试仪器的体积重量及功率比直流测试仪器要大许多。 　　 · 超低频测试法可用于挤出式、层压式或混合式绝缘电缆 　　 · 正弦波超低频测试法易于发现电缆的绝缘缺陷 　　 · 可使用有损耗因数、泄漏电流、谐波损失电流及电介质光谱分析功能的超低频 测试仪诊断性测试绝缘老化程度不同的电缆。 　　 · 可用于电缆诊断测试的局部免放电超低频高压发生器市面有售，测试方法参考5.5至 5.7内容. 　　 · 在15-60分钟的耐压测试中，带有超低频和局放功能的系统能监测电缆的损耗因数和/或局部放电。