高压电力电缆交流耐压试验应用研究

高压电力电缆交流耐压试验应用研究
发布时间：2022-12-01T07:54:17.509Z 来源：《中国建设信息化》2022年8月15期作者：刘娅
[导读] 在电力系统中，高压电力电缆具有输送容量大、电性能好、维护方便等优势，在电网中大量使用，也直接影响电网运行的安全。

刘娅
（深圳市输变电工程有限公司广东深圳 518000）
摘要：在电力系统中，高压电力电缆具有输送容量大、电性能好、维护方便等优势，在电网中大量使用，也直接影响电网运行的安全。

由于是在工频交流的环境下进行作业，因此在对电缆绝缘强度进行检测时，应考虑使用交流耐压试验的方式来进行鉴定，它是判定电缆能否投运，有效降低绝缘安全事故的关键。

在实际中，因为施工现场的电缆长度都相对较长，等效电容也比一般的电容要大，所以用来试验检测的设备体积也比较大，试验起来及其不方便，也往往就会出现试验变压器的电压达不到试验标准，但电流却超过试验设备的情况，影响试验的进行。

因此，文章针对高压电力电缆耐压试验技术展开探究。

关键词：高压；电力电缆；耐压试验；绝缘；
1工艺原理及流程
1.1工艺原理
在利用高压电力电缆交流耐压试验对电缆绝缘强度进行检测时，其主要是利用调频串联谐振原理来进行工作的。

在交流电源电压为380v条件下，可以将原先的变频源转换成电压与电频可调的电源，通过励磁变压器调整，将调整后电压送入到高压串联谐振回路中。

在经过励磁变压器调整后，电压会发生变化，相应的电路中电感抗与容抗也会发生改变。

通过调节电源的频率使感抗等于容抗，电路即达到谐振状态。

1.2 工艺流程
现场勘察、参数收集→电抗器、励磁变容量配置方案选择、谐振频率确定→各种设备电线安装→测量绝缘电阻→设备使用前调试，查找谐振点→开展升压试验测试→对所得试验结果进行判定→做好现场处理，交付使用。

1.3操作要点
（1）根据电缆的截面、长度、试验电压，计算符合容量的变频源、励磁变、电抗器的组合方式如串联或者并联。

电抗器、励磁变配置方案选择、谐振频率计算。

电容主要包括了被试电缆、补偿电容的和、电容分压器等几个模块。

在对电缆的电容量进行计算时，需要明确电缆长度以及其横截面积，而电感的大小可以根据电抗器铭牌上具体参数进行确定。

根据试验电压，通过公式计算出谐振频率，电抗器输出电流等。

（2）试验设备的连接。

根据试验方案要求将仪器设备连接好，并确保设备的外壳接地良好，保证各连接点接触良好；设备电源处于一个安全可靠的工作环境下，并且容量足够大；在选择高压引线时，应选用那些直径较大的软铜线，并且严格控制铜线的长度；与此同时设好安全围栏，并挂好标示牌。

（3）电抗器使用时，根据接线方式如并联或者串联使用，应放置在水平坚硬地面，防止加压过程中倾倒，变频源分压器等元件应控制接地端到地线组的长度，尽量确保其长度最短，这样能够有效降低互感所带来的影响，没有特殊要求，不能随意延长其长度。

为了降低电抗器漏磁所带来的影响，在布置接地线组与高压取样信号线时，应尽量保证两者处于并行放置的状态，所有布线不能出现分散的情况，并且需要将其置于远离电抗器的位置，这样就能够减少接地线组、高压取样信号线与电抗器之间相互穿梭的情况出现。

在选择高压设备安装位置时，应尽量缩短其与被试品之间的距离，并与其他的物体保持一个安全的距离。

同时要将励磁变压器安装在电抗器与变频源中间。

档试品的容量比较小，应使用高压引线来进行固定，以免分布电压电容出现巨大变化，降低试验电压稳定性。

（4）在对绝缘电阻进行测量时，应使用大量程欧姆表进行测量，一般检测量程为2500v兆欧。

测量完成后，需要对被试相进行放电处理，同时对外界环境的温度与湿度进行测量与记录。

2高压电力电缆试验注意事项
2.1 耐压试验前应确保电缆终端及电缆中间接头制作完成，且各段电缆外护套绝缘电阻、直流耐压试验合格，并均已连接良好，保证一点接地；
2.2试验前确保电缆终端与线路避雷器、GIS电缆仓主回路、PT或者架空线完全断开并且保持足够的安全距离；
2.3 确保电缆线路已无作业，人员已撤离，两边电缆终端，试验加压点现场的信息沟通，以便更好的、顺利的完成该项工作；
2.4 耐压开始前，分别测量每回电缆三相的绝缘电阻，以及电缆外护套绝缘（注：耐压时电缆外护套必须在短接接地状态），确定电缆绝缘电阻值和外护套绝缘正常，方可进行下一步（如发现绝缘电阻值明显偏小或为零，则要查明原因）；
2.5 检查接线正确无误后，清除现场所有非工作班人员，派工作班人员在围栏各个方向把守，并高声呼唱“加压”，然后接通电源进行耐压试验，耐压后，测量三相的绝缘电阻，确定耐压后电缆绝缘电阻值是否正常；
2.6 耐压过程中，应时刻注意电压表和电流表指针有没有不规则较大摆动，或加压，电流急剧增大，高压指示不变或者下降，这都视为电缆交流耐压不合格；
2.7 根据个人经验值，在电缆升压过程中或者升压到试验电压值十几分钟内，最容易发生击穿，故升压过程中，除了加压操作人员外，其余人员做好监护，并且盯紧加压电缆部位，采取看、听的方式观察加压过程，耐压过程全程应在操作控制台前，做好应急措施。

3针对高压电力电缆试验中存在问题的有效解决对策
3.1高压电力电缆采用交流耐压试验
在对橡塑电缆进行试验检测时，应优先考虑使用20～300HZ交流来进行耐压试验[5]。

串联谐振耐压试验符合此规定要求，此种试验方法可以应用到试验电压较高的被试验品中，同时解决了试验变压器的高电压和大电流的问题。

谐振耐压试验可以有效的解决高压电力电缆试验中的滑闪问题，因为谐振耐压试验的方法主要是，通过改变试验系统的电容量以及试验的频率，从而使得电力回路处于一种谐振状态，谐振状态可以使得电压试验的回路不至于出现短路混乱的状态。

除此之外，谐振耐压试验，还具备体积小、重量轻，理论成熟的优点，具备优点也有缺点，缺点是所使用的仪器较多，接线较复杂，并且所得结果也不能直接决定电缆质量是否达到电力工程要求，但是此
缺点并不会影响谐振耐压试验的实际效果，所以在解决电力电缆试验问题时，优先采用谐振耐压试验加以处理。

3.2高压电力电缆局放试验
电缆交流耐压试验所得结果只能粗略反映电缆的耐击穿特性，以及电缆处于一个什么样的状态，可以为电缆绝缘老化维护提供一定的数据支持。

耐压试验的方法不完全能提供,对电缆进行局放测试，传感器使用时固定于电缆本体或接头表面，利用电感耦合原理采集一个沿着电缆传递的局部放电信号。

其具有敏感的方向性，能够通过局放信号脉冲波形的极性判别局放源的位置，对电缆缺陷进行初步定位。

采用高频脉冲电流法，能够实时连续地对运行中电缆设备内部的绝缘状态进行检测。

3.3电缆震振荡波试验
电缆在制作过程中参入金属小颗粒、杂质气泡等介质，或在安装过程中制作接头工艺不良，会存在着局部放电，局放能量很小，短期内不会影响电缆的绝缘强度，但长期下去会缓慢损坏绝缘，积累下去最终导致绝缘击穿故障停电。

利用振荡波电压试验的方法进行试验时，其工作原理是将电缆等值电容与电线感线圈串联起来，通过两者串联谐振原理，让电缆缺陷处出现局部放电信号，然后利用高频耦合器找到该信号位置，确定电缆的故障位置。

跟交流耐压试验法相比，振荡波试验所施加的电压是非常小的，而且持续时间比较短，因此所带来的伤害是非常小的，是一种很好的试验方法。

3.4红外测温检测
在使用红外热像仪之前，先进行内部温度校准，一般热像系统初始温度量程应控制在10k-20k范围内，温宽保持最小即可，然后等图像趋于平静后就可以开始检测。

一般先远距离用红外热像仪对电缆接头、电缆终端部位等进行检测，在发现故障位置后，对异常部位进行精确测温，并辅以数值测温手段。

一般将被检测电气设备辐射率控制在0.9左右即可，最后比较同组三相电缆间的温差，寻找其原因。

电流致热型缺陷需同类比较算出相对温差，电压致热型缺陷需同类比较温差，判断缺陷。

观察发热点是否有发黑等现象。

4 结束语
综上所述，相较于传统的工频试验变压器，变频谐振试验设备具有更为复杂的原理。

在试验的过程中，不但要充分了解谐振试验设备的相关参数，如变频源、励磁变的额定容量、接线方式，电抗器的电流、阻抗等参数，更要了解被试品电缆的截面积、长度，试验电压等级等参数，这样才能配足够容量的串联谐振设备，避免电压升不到试验电压，或者加压过程中，电流过大等问题。

除了串联谐振耐压，电缆局放、振荡波试验，红外测温等试验方法配合电缆耐压，更能发现电缆绝缘老化，制作工艺不良等非当即贯穿性绝缘击穿等故障，这样才能更好的把电缆故障消除在萌芽中，保障电缆的无瑕疵投入运行，保障电网的安全稳定运行。

参考文献
[1]马蛟.变频谐振法在交流耐压试验中的应用[J].电子元器件与信息技术,2020(07)
[2]王趁录.110kV高压电缆现场交流耐压试验方法探究[J].电力安全技术,2017(04)
[3]岳磊,邓天宇.高压电力电缆试验方法与检测技术探讨[J].通信电源技术,2019(12)。