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电力电缆直流耐压及泄漏电流试验的方法

电力电缆直流耐压及泄漏电流试验的方法


近年来,许多煤矿对电力电缆的程度越来越重视,进一步加强了对煤矿用电力电缆在敷设、使用前的预防性试验,尤其是电缆的直流电压及泄漏电流的测试。但由于各煤矿在检测设备、试验方法以及对标准理解上的差异,往往同电缆制造厂家在电缆质量的符合性方面发生一些争执。因此,掌握试验方法,排除试验中的影响因素,对正确开展好煤矿用电力电缆的直流电压和泄漏电流试验将会起到较好的作用。

一、直流耐压试验及泄漏电流的测量

1、目的

        煤矿用电力电缆由于其电容量很大,在敷设现场进行预防性试验时,不可能采用大容量的工频试验变压器,故一般采用在直流电压下测定其绝缘强度以替代工频下的绝缘强度试验。但由于直流耐压和交流耐压击穿机理不同,在进行耐压试验时所加的直流试验电压要比工频下的试验电压高。

        泄漏电流是指在高电压下通过试品的电流。泄漏电流的试验与测量绝缘电阻 本质上是相同的,所不同的是施加于试样上的直流电压比测量绝缘电阻时更高。这样,一方面因泄漏电流较大而不需要放大器就可以直接用微安表来测定,测量结果的重复性较好。另一方面,若绝缘中存在某些缺陷点或弱点,只有在较高的电场强度下才能暴露出来。因此,在较高的电压下,测出泄漏电流的变化规律,可以从中判断绝缘体内是否存在缺陷,因此,在电力电缆中经常将直流高压试验同泄漏电流测试作为预防性试验的一个共同项目。

2、试验方法

        电缆应与直流高压发生器微安表串联,当电缆为单芯时,导体接高压端,金属套或屏蔽接地;电缆为多芯时,依次将一导体接高压端,其他导体相互连接并与金属套、屏蔽或铠装一起接地。在进行直流高压试验同时进行泄漏电流测量时,zui好要在高压端串接一只微安表,这时微安表处于高电位,其测得的泄漏电流基本为电缆本身的泄漏值。而一般用于测量泄漏电流直流高压装置,在电源和地之间均串接一只微安表,并直接安装在的控制面板上,这种接法有和方便使用的特点,但高压端(包括高压引线、保护电阻和滤波电容器等)对地的泄漏电流也会流经该微安表而造成误差。因此,测量前必须先不接电缆,将电压上升到测量值,这时,微安表zui好无读数,如有很小的读数(与测量的泄漏电流比较),可记下读数Ⅰ1然后再接上电缆测得电流Ⅰ2,则电缆得泄漏电流为:Ⅰ=Ⅰ2-Ⅰ1。如在不接电缆时,微安表的读数很大(接近测量的泄漏电流),则必须采取措施消除这部分漏电流。例如加强高压端对地绝缘、高压引线采用屏蔽线,并把屏蔽接地等。


3、测试结果的判定

        直流高压试验时,电缆在施加相应规定的试验电压和持续时间内,无任何闪络放电,或者试验回路电流不随时间而增大,则可认为电缆通过耐受直流电压试验,如果在试验期间内出现电流急剧增加,甚而直流高压发生器的线路开关跳闸,或试样不可能再次耐受所规定的试验电压,则可认为电缆已击穿。对泄漏电流表要求的电缆,则在规定的电压下,其泄漏电流值应不大于标准所规定的值,在读取泄漏电流时应在规定的电压下停留一定的时间,以避免充电电流对测量结果的影响。应注意的几点是:

1)微安电流表指针摆动。可能是由于电源波动、整流后电流电压的脉动系数比较大以及测试回路及电缆有充放电过程。当摆动幅度不大又难以消除时,可以读取其平均值作为测量结果。

2)微安表指针突然出现不规则的很大冲击。可能是由于电缆产生间断性放电引起的。

3)微安表读数随时间不断增大,说明电缆的绝缘性能下降。

4)多芯电缆的泄漏电流应相对平衡。若有个别相的泄漏电流比其他相大许多,说明电缆的个别相已损伤。

二、影响泄漏电流正确读数的因素

1、电缆终端的影响

        电缆终端头表面的洁净,对正确测量泄漏电流至关重要。试验前,必须按要求正确制作终端头,小心剥除绝缘线芯外的所有护层,并将绝缘线芯尽可能分开,但不能将绝缘线芯弯曲过烈,以免损伤绝缘。这样可以避免试验时可能造成的端部放电或击穿现象。

        电缆终端表面应擦拭干净,避免表面残留油污、灰尘、水珠等导电杂质,以减少泄漏电流并防止沿其表面的闪络放电。对于10kV及以上的变联电缆,应仔细剥除绝缘线芯的外屏蔽层,剥除长度0.25~0.30 m,以保证不发生沿其表面的闪络放电。

        有条件的单位,可以采用油杯型终端,以绝缘强度较高的介质作为媒体(如绝缘油、去离子水、氟厘昂F113等),从而提高了电缆头绝缘的沿面放电强度以及线芯、屏蔽层周围的绝缘强度,使整个终端在试验电压下不发生表面的闪络放电,基本消除了表面的泄漏电流。采用油杯型终端尤其对在环境湿度较高的条件下进行泄漏电流的正确测量会起到好的效果。

2、温度的影响

        温度对绝缘电阻的影响很大,温度升高,绝缘电阻会急剧下降。同理,泄漏电流就会大幅上升。对于不同的绝缘材料,其绝缘电阻对温度的敏感性也是不同的。通常煤矿用电力电缆的绝缘材料为聚氯乙烯塑料或交联聚乙烯塑料,在环境温度较高的条件下,聚氯乙烯的绝缘电阻下降非常明显,这样,泄漏电流值也是显著上升。而交联聚乙烯绝缘电阻随温度的变化则较为平稳。


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