不難發(fā)現(xiàn)電纜絕緣狀況的好壞與電纜的局部放電量有直接關(guān)系，一旦局部放電量超標(biāo)，極有可能存在影響電纜正常運(yùn)行的安全隱患，因此通過電纜局部放電量的準(zhǔn)確測量是最直接的判斷方法。國內(nèi)外專家學(xué)者以及IEEE國際大電網(wǎng)會(huì)議等機(jī)構(gòu)建議，局部放電試驗(yàn)是檢驗(yàn)XLPE電纜的絕緣狀態(tài)的最好方式。
電力電纜局部放電檢測技術(shù)包括直流耐壓法、交流耐壓法、超低頻法和振蕩波法。由于電纜等效電容值大，在現(xiàn)場條件下進(jìn)行局部放電檢測難度較大，常用方法包括了直流耐壓法和交流諧振耐壓法。
直流耐壓法用于測量電纜的局部放電信號(hào)，方法是通過采取高壓直流電壓來測量局放信號(hào)，施加的直流電壓會(huì)在電纜芯線與外皮之間累積空間電荷，累積的空間電荷與電纜正常運(yùn)行電壓疊加后會(huì)產(chǎn)生遠(yuǎn)高于額定電壓的過電壓，對(duì)電纜絕緣造成損傷，因此直流耐壓法近年來使用的越來越少，有些部門甚至禁止對(duì)電纜做直流耐壓測試。
下圖所示為串諧電路，當(dāng)電容值與電感值為一特殊數(shù)字時(shí)，該電路會(huì)發(fā)生串諧現(xiàn)象，此時(shí)電抗器上的電壓與電容器上的電壓數(shù)值相等、相位相反，并且電壓值遠(yuǎn)高于輸入電壓。電纜屬于電容性設(shè)備，所以能夠作為回路中的電容值，再通過調(diào)節(jié)電感L或電源的頻率，可上產(chǎn)生一個(gè)高電壓值U0。串聯(lián)諧振時(shí)，Q為品質(zhì)因素，Q=2πf L/R0 。
工頻串諧耐壓實(shí)驗(yàn)是利用調(diào)節(jié)電感值大小，與電纜電容形成串諧，可以模擬實(shí)際運(yùn)行情況，是測試XLPE電纜最合適的方法，既能夠掌握絕緣泄漏大小，也能真實(shí)反應(yīng)電纜的耐壓特性。變頻諧振試驗(yàn)的設(shè)備具有調(diào)諧方便、重量輕、易于移動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，因此在XLPE電力電纜的現(xiàn)場運(yùn)用的比較廣泛。
GB50150-2016《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)塑膠電纜在20Hz-300Hz交流耐壓試驗(yàn)電壓和時(shí)間如表所示。
| 額定電壓U/U0 | 試驗(yàn)電壓 | 時(shí)間（min） |
| 18/30kV以下 | 2U0 | 15（或60） |
| 21/35-64/110kV | 2U0 | 60 |
| 127/220kV | 1.7U0（或1.4U0） | 60 |
| 190/330kV | 1.7U0（或1.3U0） | 60 |
| 290/500kV | 1.7U0（或1.1U0） | 60 |
但如果試驗(yàn)電纜較長，幾公里乃至十幾公里的時(shí)候，就必須采用大功率或者更高電壓等級(jí)的設(shè)備，如發(fā)電機(jī)、試驗(yàn)變壓器、諧振腔、變頻電源控制箱、局部放電檢測儀等，耦合電容和高壓電纜連接。同時(shí)這些設(shè)備的吊裝、運(yùn)輸需要必須利用大型吊車和車輛，成倍增加了試驗(yàn)成本，且在很多現(xiàn)場緊湊的條件下無法使用。如圖所示，長電纜的現(xiàn)場試驗(yàn)圖。
交流耐壓試驗(yàn)現(xiàn)場圖
基于LCR的阻尼振蕩原理是振蕩波局部放電檢測技術(shù)的理論基石，在給電纜直流充電完成后，通過內(nèi)置的高壓電抗器以及實(shí)時(shí)固態(tài)開關(guān)與試品電纜產(chǎn)生阻尼振蕩電壓波，在試品上施加類似工頻的正弦電壓波，激發(fā)出缺陷處的局放信號(hào)進(jìn)行采集?；诿}沖電流法進(jìn)行局放檢測，對(duì)被測電纜無傷害，且檢測結(jié)果與工頻情況下非常接近。
耐壓試驗(yàn)都有一定的局限性，CIGRE SC21 WG21-09工作組指出采用工頻交流電壓或近似工頻的交流電壓(30-300Hz)進(jìn)行試驗(yàn)，證實(shí)比其他試驗(yàn)方法有效。采用局部放電試驗(yàn)與交流電壓試驗(yàn)相結(jié)合的方法可能更為有效，但試驗(yàn)方法尚在研究與開發(fā)中。
關(guān)注微信公眾號(hào)