35KV电力电缆试验项目

2020/3/5135KV电力电缆试验简介2020/3/52中国可再生能源学会风能专业委员会名誉主任施鹏飞:“中国政府承诺：2010年，我国风电装机总容量在全世界风电总量已经排名第一。2012年，风电已经超过核电，成为中国第三大电源。2015年，非石化能源消费比重提高到11.4%、非石化能源发电装机比重达到30%。2020年，非石化能源要占一次能源消费的15%，2050年，仅仅风电占一次能源消费的17%。这些约束性指标是中国制定其它各种能源规划的主要依据。以下为风机装机计划表。年份风电装机总容量2010年45GW(0.045亿千瓦）2013年321GW（0.321亿千瓦）2030年4亿千瓦2050年10亿千瓦国内风电政策2020/3/532020/3/53海上风电场2020/3/54风电场输电线路•滩海风电场输电线路是连接风电机组、变电所与电力网的一个传送电能的系统。•按传输媒介分为升压装置和电缆线路。•风机690V风机变35KV集电线路配电室主变变电站电力网2020/3/55电力电缆试验项目•电缆主绝缘的绝缘电阻测量•电缆主绝缘耐压试验•电缆外护套绝缘电阻测量•电缆外护套直流耐压试验•测量金属屏蔽层电阻和导体电阻比•检查电缆线路两端的相位•电缆线路参数测量（直流电阻、正序阻抗、零序阻抗测量、电容测量）2020/3/56主绝缘绝缘电阻测量•试验目的：–初步判断主绝缘是否受潮、老化，检查耐压试验后电缆主绝缘是否存在缺陷。–绝缘电阻下降表示绝缘受潮或发生老化、劣化，可能导致电缆击穿和烧毁。–只能有效地检测出整体受潮和贯穿性缺陷，对局部缺陷不敏感。•测量方法：–分别在每一相测量，非被试相及金属屏蔽（金属护套）、铠装层一起接地。–采用兆欧表，推荐大容量数字兆欧表（如：短路电流3mA）。–0.6/1kV电缆测量电压1000V–0.6/1kV以上电缆测量电压2500V–6/6kV以上电缆也可用5000V2020/3/57主绝缘绝缘电阻值要求电缆主绝缘绝缘电阻值参考标准序号电压等级(kV)电缆种类绝缘电阻(M)10.5聚氯乙烯绝缘3021聚氯乙烯绝缘4033聚氯乙烯绝缘5046聚氯乙烯绝缘6056～10交联聚乙烯绝缘10006=35交联聚乙烯绝缘25002020/3/58外护套绝缘电阻测量•试验目的：–检测电缆在敷设后或运行中外护套是否损伤或受潮。–外护套破损的原因有：敷设过程中受拉力过大或弯曲过度；敷设或运行中由于施工和交通运输等直接外力作用；终端/中间接头受内部应力、自然拉力、电动力作用；白蚁吞噬、化学物质腐蚀等。•测量方法：–三芯电缆三相共用外护套，只进行一次测量；单芯电缆分别在每一相测量，非被试相及金属线芯（导体）接地。–采用500V兆欧表，推荐大容量数字兆欧表（如：短路电流3mA）。–GB50150-2006、Q/CSG10007-2004要求外护套绝缘电阻值不低于0.5M/km。2020/3/59外护套直流耐压试验•试验目的：–检测电缆在敷设后或运行中外护套是否损伤或受潮。•试验电压：–交接试验－－直流10kV，持续时间1min–预防性试验－－直流5kV，持续时间1min•试验周期：–交接试验–3年•试验判据：–不发生击穿。2020/3/510外护套直流耐压试验•检测部位：–非金属护套与接头外护层（对外护层厚度2mm以上，表面涂有导电层者，基本上即对110kV及以上电压等级电缆进行）。–对于交叉互联系统，直流耐压试验在交叉互联系统的每一段上进行，试验时将电缆金属护层的交叉互联连接断开，被试段金属护层接直流试验电压，互联箱中另一侧的非被试段电缆金属护层接地，绝缘接头外护套、互联箱段间绝缘夹板、引线同轴电缆连同电缆外护层一起试验。高压直流发生器ABC交叉互联接地方式A相第一段外护层直流耐压试验原理接线图2020/3/511外护套直流耐压试验典型缺陷2020/3/512外护套直流耐压试验典型缺陷中间接头故障后图片同类型中间接头解体图片序号⑤：一起110kV电缆故障实例照片2020/3/513测量金属屏蔽层电阻和导体电阻比•试验目的：–测量金属屏蔽层电阻和导体电阻可以监视其受腐蚀变化情况，–测量电阻比可以消除温度对直流电阻测量的影响。•试验周期：–交接试验•试验方法：–用双臂电桥测量在相同温度下的金属屏蔽层和导体的直流电阻。•试验判据：–与投运前的测量数据相比较不应有较大的变化。当前者与后者之比与投运前相比增加时，表明屏蔽层的直流电阻增大，铜屏蔽层有可能被腐蚀；当该比值与投运前相比减少时，表明附件中的导体连接点的接触电阻有增大的可能。2020/3/514检查电缆线路两端的相位•试验目的：–新建线路投入运行前和运行中的线路连接方式变动后，核对其两端的相位和相序，防止相位错误造成事故。•试验周期：–交接试验•试验方法：–兆欧表法–指示灯法2020/3/515电缆线路参数测量•试验目的：–电缆线路直流电阻、正序阻抗、零序阻抗测量、电容测量作为新建线路投入运行前和运行中的线路连接方式变动后，有关计算（如系统短路电流、继电保护整定值等）的实际依据。•试验周期：–交接试验•试验方法：–同架空线路测量。•补充说明：–因为电缆的正序电容和零序电容相同，故通常只用导体与金属屏蔽间的电容表示。2020/3/516•电缆线路的电容很大，常规的工频耐压设备无法满足其容量要求。•传统的方法是对电缆线路进行直流耐压。实践证明这种方法对油纸绝缘的电缆是合适的,但对高电压等级的橡塑绝缘电缆是低效而且有害的。•随着技术的发展,大家都在不断地开发和寻求合理可行的技术手段解决这个问题,付诸于实践,逐步积累经验,并提供给IEC和CIGRE(国际大电网会议)等权威的国际机构，不断地修订和发展相关的标准。•目前己有的对电缆线路竣工试验的手段主要有直流耐压、0.1Hz耐压、振荡波试验、工频谐振以及变频谐振耐压等几种方法。橡塑绝缘电力电缆主绝缘耐压试验2020/3/517直流耐压试验的局限性•由于在绝缘层中交、直流电压的电场分布不同，导致击穿不一致性，即：•电缆的某些部位，如电缆接头在交流情况下存在的某些缺陷，在直流耐压时却不会击穿，造成交流电压下会导致击穿的缺陷直流耐压下发现不了，而某些在交流电压下不会导致击穿的地方，在直流高压试验时却会击穿。即一方面缺陷捡出率低，另一方面容易造成不应出现的击穿。•电缆及附件在直流耐压下会在两极间形成空间电荷，导致运行中击穿或滑闪。2020/3/518直流耐压试验的局限性•直流耐压所需的设备容量很小,因此传统上电缆线路的现场耐压试验均采用直流耐压，直流耐压在油纸绝缘电缆上的应用是成功的。•直流电场下场强的分布按介质的电阻系数成正比分布，直流试验时油纸电缆纸绝缘相较于油承受较高的试验电压，容易检测出纸绝缘中存在的局部空隙缺陷。•交流电场下场强按介电常数成反比分布，橡塑绝缘是整体型的绝缘，交联聚乙烯绝缘介电常数为2.1－2.3，且一般不受温度变化的影响，因此交流电压下电场分布比较稳定。•橡塑绝缘电缆绝缘电阻系数分布不均匀，且受稳定和场强的影响较大，直流电场的分布取决于绝缘本身及所含杂质的多少、分布的不均匀性以及附加的其它介质，电场分布不同于理想圆柱体绝缘结构。2020/3/519橡塑绝缘电力电缆主绝缘交流耐压试验－－串联谐振耐压试验回路原理)(..CLeccXXjRUjXU＋CLXXeeccUjQRUXjU...RXRXQLc2020/3/520交流耐压试验设备－－调感式串联谐振耐压试验装置2020/3/521交流耐压试验设备－－调频式串联谐振耐压试验装置LCf212020/3/522交流耐压试验设备－－调频式串联谐振耐压试验装置2020/3/523交流耐压试验设备－－调频式串联谐振耐压试验装置2020/3/524交流耐压试验设备－－0.1HZ耐压试验装置2020/3/525交流耐压试验设备－－0.1HZ耐压试验装置2020/3/526交流耐压试验设备－－0.1HZ耐压试验装置MSVLF-80/1.1超低频试验装置接合了现代数字变频先进技术，采用微机控制，升压、降压、测量、保护完全自动化。由于全电子化，所以体积小重量轻、大屏幕液晶显示，清晰直观、且能显示输出波形、打印试验报告。具有如下特点：1、额定电压小于或等于50kV的超低频采用单联结构（一台升压器）；大于50kV的超低频采用串联结构（两台升压器串联），使整体重量大大减轻，带载能力增强，而且两台升压器可单独作低电压等级的超低频使用。2、电流、电压、波形数据均直接从高压侧采样获得，所以数据准确。3、具有过压保护功能，当输出超过所设定的限压值时，仪器将停机保护，动作时间小于20ms。2020/3/527交流耐压试验设备－－0.1HZ耐压试验装置4、具有过流保护功能：设计为高低压双重保护，高压侧可按设定值进行精确停机保护；低压侧的电流超过额定电流时将进行停机保护，动作时间都小于20ms。5、高压输出保护电阻设计在升压体内，所以外面不需另接保护电阻。6、由于采用了高低压闭环负反馈控制电路，所以输出无容升效应。