高压电力电缆试验方法与检测技术探讨

发表时间:2021/5/14   来源:《中国电业》2021年2月第4期   作者:钱叶 胡旭辉
[导读] 高压电力电缆的所有构成部分均可能发生异常,进而导致区域内电缆发生故障
        钱叶  胡旭辉
        咸亨国际(杭州)电气科技研究院有限公司 浙江杭州
        中建五局华东建设有限公司

        摘要:高压电力电缆的所有构成部分均可能发生异常,进而导致区域内电缆发生故障。其中,高压电力电缆设备的绝缘劣化情况可通过局部放电检测的方式获得,当电缆绝缘发生劣化时会出现局部放电现象。
        关键词:高压电力电缆;试验方法;检测技术
        引言
        高压电力电缆在电力系统中应用广泛,关系到电气设备的使用寿命和使用安全,交流耐压试验是其安全运行的评估依据之一。电力电缆电压等级、型号及规格较多,交流耐压试验流程一致,但在实际试验中,往往受试验条件限制,要进行诸如电压35kV的中距离、规格较大的电缆交流耐压试验,因其电容电流大,要求高电压试验变压器的额定电流很大,而目前市场上达到这样要求的高电压试验变压器及调压器尚不够普遍,经常是电压达到了要求,电流不能满足条件且试验设备笨重,不便搬运,给现场试验带来了困难。
        1高压电力电缆故障危害
        电网以及供电企业的用电负荷都是在与日俱增的,电力电缆又在电网的供电、配电以及输电环节承担着较大的作用,一旦电力电缆发生了故障问题,那么最终必定会使得电力的运输受到极大的损坏。往往电力电缆出现故障问题之后,势必会影响到电力的正常运输,从而导致电力用户和供电企业遭受到极大损失。另外,电力电缆发生故障,还会增加判断电力故障位置,以及增加故障处理的工作量,这样难免会花费较大的人力物力。所以当电力电缆发生故障问题时,相关行业人士就应当及时的处理,不然问题将会被进一步的扩大,最后诱发极大的社会安全问题。
        2高压电力电缆试验方法
        2.1谐振电压试验
        谐振电压试验,最适合针对高压电力电缆不达标、不满足电压要求的试验,针对所出现问题的高压电力电缆,分析出较大电流的容量,以其出现的问题为研发前提,具有针对性地试验与探究,充分地满足不同试验电力电缆对电压的需求测试。其主要的核心就是对高压电力电缆系统电感量、试验频率的改变,确保高压电力电缆能够处于谐振的状态下,通过具体的试验操作,能够得出合理的依据信息,以此分析,得出最终的试验结果。而对此方法的应用,需要使用的器材比较多,自身的优势是体积小、有扎实的理论支持。因此,针对高压电力电缆的试验,需根据其实际情况综合分析,合理地选择最适合的方法。
        2.2振荡电压试验
        振荡电压试验应首先对需要试验的电力电缆进行充电,在充电达到试验电压的基本标准后,再利用放电间隙进行击穿操作,最后再通过电感线圈进行集中放电。实践中,该试验方法施加的电压可以达到千赫兹级别,因此受到多数电力检修部门的青睐。
        2.3巡检试验
        (1)红外测温。使用红外成像仪或红外热像仪进行电缆的线路温度检查,检查部位一般是电缆的终端、导体及外部金属的连接处等位置,其中也有很多的产热缺陷需要在设备投入运行的初期就进行有效的检测。红外测温法主要利用高压电缆的表面温度进行判断,缺陷部位的温度和正常部位的红外成像差别较大,可以很明显的分辨。电缆的导体或是金属屏蔽在同外部的金属进行连接时,如果温度差距在6k以上,就应当注意加强检测,若出现超过10K的缺陷,应当注意进行停电检查。终端的本体与同部位之间的温度超过2K时,要注意及时加强监测;在超过4k时,进行停电检测。
        (2)金属屏蔽接地电流测试。电缆在运行或敷设过程中产生了金属护套受损的情况,对高压电力电缆的影响主要有金属套产生多点接地现象、环流出现并产生损耗和发热、绝缘层的部分地点发热并快速老化、容易浸入水分及主绝缘老化,可以采用在线监测的装置或者钳形的电流表对电缆金属屏蔽接地电流进行检测,以完成绝缘与接地回路的完整性。


        3高压电力电缆检测技术
        3.1直闪法
        直闪法,在高压电力电缆常击穿故障中应用的最多。引发高压电力电缆故障的原因比较多,有可能使其自身的质量不合格,也有可能对其施工安装操作不规范所引起的等。而其发生击穿故障,就是使电力电缆的电阻值增大,一旦发生了闪络后,就会使电力电缆在短时间内,释放出大量的电流脉冲波,从而引发电力电缆与故障点形成了反射的效应。对此,需要相关检修人员,能够对电力电缆上预设的端口进行测试,能够得到准确的电磁波信息数据,再针对其波形反射时间的合理判断,找到其发生故障的具体位置。对直闪法的应用,既能够全面提升检测工作效率,有确保电力电缆的检测精度。
        3.2谐振耐压试验
        谐振耐压试验当中的电压谐振也被称作为串联谐振,此种试验方法可以应用到试验电压较高的被试验品中,同时试验变压器的额定电压不能满足试验电压的基本要求,但是电流的容量却可以满足,此时便可以采用谐振耐压试验。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,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,可以采用谐振耐压试验加以处理。
        3.3脉冲检测法
        针对高压电力电缆的脉冲检测法主要包括低压脉冲检测法与二次脉冲检测法,两者的具体应用如下:
        第一,低压脉冲检测法。该方法通常适用于开路故障及低阻故障。工作机理主要为:针对于存在故障问题的高压电力电缆,由检修人员在其本身增设一个低压脉冲信号,这一信号在移动过程中会与高压电力电缆的实际故障点相遇;一旦两者相遇,高压电力电缆本身的电气参数会产生异常的变化,将直接导致脉冲信号反射或是折射;基于此,检修人员可利用专业仪器记录脉冲发射及接收之间的时间差,并依照这一参数计算出故障点的具体位置。
        第二,二次脉冲检测法。与低压脉冲检测法适用于开路及低阻故障相比,二次脉冲检测法广泛应用于高压电力电缆的闪络性故障以及部分高阻故障。二次脉冲检测技术的核心是高压发生器冲击闪络技术。该技术能够实现在故障点起弧及灭弧的一瞬间,立即触发原有的低压脉冲。检修人员依照两次低压脉冲的波形,可以推断出高压电力电缆发生故障的具体位置。
        3.4电桥检测技术
        电桥检测技术操作相对便捷,因此在高压电力电缆的故障检测中较为常用。操作中,专业人员将出现问题的电缆与另一条正常性能的电缆进行连接,连接方式同样为短接方式,同时再在电力电缆的起始处连接单臂电桥前路。基于此,测量正常电缆相的电阻与出现故障问题的电缆相故障点前后的电阻值之比,再参考电缆的长度,对故障点的实际距离进行计算,最终得出故障的具体位置。该方法依靠简便性得到了较为广泛的应用,但是由于其尚且不能实现对闪络故障的精准检测,因此受到了一定应用限制。
        结语
        高压电力电缆结构复杂、环节众多,要实现电缆安全运行、电力稳定运输,还需相关部门严格把控电缆各部分的故障情况,及时检修与维修,为国家现代化建设提供可靠的电力运输保障。
        参考文献
        [1]鲍志伟.高压电力电缆试验方法与检测技术分析[J].通信电源技术,2019,36(9):141-142.
        [2]黄令忠.高压电力电缆试验方法与检测技术分析[J].电工技术,2019(8):80-82.
        [3]魏力强,齐锦涛,张学伟,谷丽娜,李雪松.电力电缆试验方法及检测技术分析[J].河北电力技术,2018,37(4):27-31,44.
        [4]林俊锋.高压电力电缆故障分析及试验方法[J].通讯世界,2017(24):182-183.
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