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用沟通电压进行高压XLPE绝缘电缆线路的现场实验

2017-10-03 00:45分类:电工考证知识 阅读:

 

数千米长的电缆线路具有大电容,例如十 km长的1十 kV交联聚乙烯(XLPE)绝缘电缆,按其截面积的纷歧样,电容可达2~3 μF。假定在体系的频率(50 Hz)下用沟通电压进行现场实验,就需求很大的无功功率。如上所述的电缆,在160 kV(2.5 u0)下进行沟通电压实验,则或许需求高达20 MVA的实验功率。惯例的沟通电压实验设备(作业频率50 Hz)的缺点在于其单位实验功率的分量较大,达十0~200 N/kVA,实验设备的运送很不经济,并且需求在现场供应恰当大的电源。
  尽人皆知,油浸纸绝缘电力电缆的现场实验通常都选用直流电压。实验时可以一同丈量走漏电流,由走漏电流的改动或许走漏电流与实验电压的联络,可用以差异绝缘状况。数十年对油浸纸绝缘电力电缆选用直流耐压实验的实习,已证实其作为现场守时防止性实验项目能得出满意的实验作用,这也即是充油和压气电缆用直流电压进行现场实验的理由。这个实验办法也相同用于高压XLPE绝缘电缆,它如同是仅有可行的办法。

1 XLPE绝缘电缆线路用直流耐压实验的缺点

  高压XLPE电缆线路的作业实验标明,现场选用直流耐压实验不能有用地检出有缺点的XLPE绝缘电缆及附件。各国作业履历发现经过直流耐压实验的XLPE绝缘电缆及附件在投入作业后有击穿缺点发作。
  为此,CIGRE WG21-09作业组(高压挤包绝缘电缆实验)于1984年向国际各国电缆制作商和电力公司查询,并组织进行仿照构造样品实验,进一步供认高压XLPE绝缘电缆选用直流耐压实验是不恰当的,其存在以下显着的缺点:
  a)直流电压下绝缘电场散布与沟通电压下电场散布纷歧样,前者按电阻率散布,然后者按介电系数散布,分外在电缆终端和接头号高压电缆附件中,直流电场强度的散布与沟通电场强度散布彻底纷歧样。这通常构成沟通作业电压下有缺点部位在直流耐压的现场实验时不会击穿而被检出,或许在沟通作业电压下绝不会发作疑问的部位,而在直流耐压现场实验时发作击穿。
  b)XLPE本身的固有场强高,要用很高的直流实验电压乃至严峻损害电缆才干检出。例如,20 kV XLPE电缆绝缘的50%处有金属顶级,作用却在十 U0的直流电压下才干使其击穿。再者,在接头内有金属顶级或密封电缆头周围有严峻的缺点,即运用12 U0~16 U0直流电压实验也不或许检出。
  c)因为XLPE的高绝缘电阻和相应的空间电荷效应,尚不能扫除在直流电压下会构成XLPE电缆绝缘非成心的预先损害。直流耐压实验时构成的空间电荷,可构成电缆在投入沟通作业电压作业时击穿,或附件界面因堆集电荷而沿界面滑闪。

2 调频串联谐振设备实例

  传统的直流电压实验存在着严峻缺点,有必要寻求新的较为有用的实验办法。十分天然的、契合绝缘机理的倾向,是选用沟通电压实验办法,要害是要开发新式的沟通电压实验设备。这篇文章将具体介绍由西门子柏林电力电缆厂等研发的8 MVA,160 kV调频串联谐振实验设备。
2.1 移动式
  调频串联谐振设备方案的首要意图是实验安全、简练和活络,悉数实验设备均设备在低底架的大货车上。最重的组件是电抗器,重156.8 kN。车辆总分量约400 kN。
2.2 实验电压联接线
  电源电压经OHL门架的野外终端和变压器的输出端或气体绝缘开关(GIS)而馈电至用户的电缆线路。通常联接到实验设备的电抗器,包含可接至野外套管或实验电缆的刺进式浇注树脂绝缘管。内部绝缘为SF6,以便可以活络、安全和单调地设备。
2.3 野外套管
  野外套管的野外有些有防水硅橡胶裙边,并模铸在耐压的增强玻璃纤维塑料支持管上。野外套管的内部,导体是用交联聚乙烯绝缘并用硅橡胶电容式应力锥来操控场强。附加的内部绝缘为SF6。这种构造使设备比照简略,此外,实验也不会受气候的影响。
  野外套管装在电抗器上,用柔软的铜导线接至被试电缆线路的野外密封终端。假定该铜导线很长或沿着弯曲的路径,则应选用绝缘子来支持。
2.4GIS馈电的实验电缆
  假定被试电缆和体系端接在GIS(气体绝缘开关设备)内,则电源馈电线可接至为实验而分外设备的联接器壳体,壳体规范契合IEC 859恳求。
  两头都有密封终端的实验电缆绕在电缆盘(设备在车上)上,并且可摆开至70 m长。用电子器材操控电缆盘的传动组织使敷设实验电缆时抵达活络并且支持健旺。用实验电缆可接至现场GIS邻近的任何本地。
  实验电缆的密封终端,与野外套管相同都是充以SF6气体,保证设备作业简练和安全。2.5 初级电源的联接电缆
  在大大都运用场合,实验电源均从用户的体系获取。依据被试电缆的长度和电容,视在功率或许需求达200 kVA。可是,在很多的实验场合下,或许只是需求电源视在功率小于50 kVA。为此,运送车还有装在电缆盘上的联接电缆,长度200 m。
  在所接入的电源负荷较大的场合或许馈电方位远离共用电源体系时,本移动式大容量调频串联谐振设备还增加有可活络移动的发电机。
2.6 绝缘气体源的环境安全
  运送车上有SF6气体充气站,供应所需的SF6气体以及充气至密封终端的真空和压力体系,并供应可排气和再充气5 MPa的压力容器。
2.7 在运送车上起吊作业
  野外终端或实验电缆密封终端设备至电抗器需求质量达十0 kg的起重机。起重机也设备在拖车上。这么,在用户的现场就可直接进行作业而不受别的任何辅佐设备的绑缚。
  在开端设备的时分,通常不或许与用户的电网相联接。因而,起重机由直流电动机液压驱动,直流电动机由拖车上的蓄电池供电。这么,进行实验的预备作业不会有任何延误。
2.8 设备操控和用户操作室
  运送车是按成套移动式调频串联设备而方案的,适用于野外运用。因而,也装有宽广的查验间。其内包含电子器材操控设备,核算机操控的联机设备以及包容操作和查询人员的满意空间。用户能在各种气候条件下从实习验,并且便于实验时做记载或实验悉数结束后当即编写实验陈说。

3 作业履历

  本实验设备自研发成功后,已用于1十 kV XLPE绝缘电缆线路的现场实验,并获得开端有用作业履历。
  自从1996年以来,已在高压电缆线路进行沟通电压实验。大概80%的实验联接是经由野外密封终端而进行的,约20%则是经由GIS开关设备进行。在已实验的电缆线路中,长度最长的约3.8 km,最高实验电压为160 kV,仅运用实验设备最大功率的50%。这意味着还可以实验更长的电缆线路。

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