煤礦供電等單位用電力電纜直流耐壓及泄漏電流試驗(yàn)的方法
近年來(lái),許多煤礦對(duì)電力電纜的安全程度越來(lái)越重視,進(jìn)一步加強(qiáng)了對(duì)煤礦用電力電纜在敷設(shè)、使用前的預(yù)防性試驗(yàn),尤其是電纜的直流電壓及泄漏電流的測(cè)試。但由于各煤礦在檢測(cè)設(shè)備、試驗(yàn)方法以及對(duì)標(biāo)準(zhǔn)理解上的差異,往往同電纜制造廠(chǎng)家在電纜質(zhì)量的符合性方面發(fā)生一些爭(zhēng)執(zhí)。因此,掌握試驗(yàn)方法,排除試驗(yàn)中的影響因素,對(duì)正確開(kāi)展好煤礦用電力電纜的直流電壓和泄漏電流試驗(yàn)將會(huì)起到較好的作用。
一、直流耐壓試驗(yàn)及泄漏電流的測(cè)量
1、目的
煤礦用電力電纜由于其電容量很大,在敷設(shè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)時(shí),不可能采用大容量的工頻試驗(yàn)變壓器,故一般采用在直流電壓下測(cè)定其絕緣強(qiáng)度以替代工頻下的絕緣強(qiáng)度試驗(yàn)。但由于直流耐壓和交流耐壓擊穿機(jī)理不同,在進(jìn)行耐壓試驗(yàn)時(shí)所加的直流試驗(yàn)電壓要比工頻下的試驗(yàn)電壓高。
泄漏電流是指在高電壓下通過(guò)試品的電流。泄漏電流的試驗(yàn)與測(cè)量絕緣電阻 本質(zhì)上是相同的,所不同的是施加于試樣上的直流電壓比測(cè)量絕緣電阻時(shí)更高。這樣,一方面因泄漏電流較大而不需要放大器就可以直接用微安表來(lái)測(cè)定,測(cè)量結(jié)果的重復(fù)性較好。另一方面,若絕緣中存在某些缺陷點(diǎn)或弱點(diǎn),只有在較高的電場(chǎng)強(qiáng)度下才能暴露出來(lái)。因此,在較高的電壓下,測(cè)出泄漏電流的變化規(guī)律,可以從中判斷絕緣體內(nèi)是否存在缺陷,因此,在電力電纜中經(jīng)常將直流高壓試驗(yàn)同泄漏電流測(cè)試作為預(yù)防性試驗(yàn)的一個(gè)共同項(xiàng)目。
2、試驗(yàn)方法
電纜應(yīng)與直流高壓發(fā)生器微安表串聯(lián),當(dāng)電纜為單芯時(shí),導(dǎo)體接高壓端,金屬套或屏蔽接地;電纜為多芯時(shí),依次將一導(dǎo)體接高壓端,其他導(dǎo)體相互連接并與金屬套、屏蔽或鎧裝一起接地。在進(jìn)行直流高壓試驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行泄漏電流測(cè)量時(shí),要在高壓端串接一只微安表,這時(shí)微安表處于高電位,其測(cè)得的泄漏電流基本為電纜本身的泄漏值。而一般用于測(cè)量泄漏電流直流高壓裝置,在電源和地之間均串接一只微安表,并直接安裝在的控制面板上,這種接法有安全和方便使用的特點(diǎn),但高壓端(包括高壓引線(xiàn)、保護(hù)電阻和濾波電容器等)對(duì)地的泄漏電流也會(huì)流經(jīng)該微安表而造成誤差。因此,測(cè)量前必須先不接電纜,將電壓上升到測(cè)量值,這時(shí),微安表無(wú)讀數(shù),如有很小的讀數(shù)(與測(cè)量的泄漏電流比較),可記下讀數(shù)Ⅰ1然后再接上電纜測(cè)得電流Ⅰ2,則電纜得泄漏電流為:Ⅰ=Ⅰ2-Ⅰ1。如在不接電纜時(shí),微安表的讀數(shù)很大(接近測(cè)量的泄漏電流),則必須采取措施消除這部分漏電流。例如加強(qiáng)高壓端對(duì)地絕緣、高壓引線(xiàn)采用屏蔽線(xiàn),并把屏蔽接地等。
3、測(cè)試結(jié)果的判定
直流高壓試驗(yàn)時(shí),電纜在施加相應(yīng)規(guī)定的試驗(yàn)電壓和持續(xù)時(shí)間內(nèi),無(wú)任何閃絡(luò)放電,或者試驗(yàn)回路電流不隨時(shí)間而增大,則可認(rèn)為電纜通過(guò)耐受直流電壓試驗(yàn),如果在試驗(yàn)期間內(nèi)出現(xiàn)電流急劇增加,甚而直流高壓發(fā)生器的線(xiàn)路開(kāi)關(guān)跳閘,或試樣不可能再次耐受所規(guī)定的試驗(yàn)電壓,則可認(rèn)為電纜已擊穿。對(duì)泄漏電流表要求的電纜,則在規(guī)定的電壓下,其泄漏電流值應(yīng)不大于標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的值,在讀取泄漏電流時(shí)應(yīng)在規(guī)定的電壓下停留一定的時(shí)間,以避免充電電流對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。應(yīng)注意的幾點(diǎn)是:
(1)微安電流表指針擺動(dòng)??赡苁怯捎陔娫床▌?dòng)、整流后電流電壓的脈動(dòng)系數(shù)比較大以及測(cè)試回路及電纜有充放電過(guò)程。當(dāng)擺動(dòng)幅度不大又難以消除時(shí),可以讀取其平均值作為測(cè)量結(jié)果。
(2)微安表指針突然出現(xiàn)不規(guī)則的很大沖擊。可能是由于電纜產(chǎn)生間斷性放電引起的。
(3)微安表讀數(shù)隨時(shí)間不斷增大,說(shuō)明電纜的絕緣性能下降。
(4)多芯電纜的泄漏電流應(yīng)相對(duì)平衡。若有個(gè)別相的泄漏電流比其他相大許多,說(shuō)明電纜的個(gè)別相已損傷。
二、影響泄漏電流正確讀數(shù)的因素
1、電纜終端的影響
電纜終端頭表面的潔凈,對(duì)正確測(cè)量泄漏電流至關(guān)重要。試驗(yàn)前,必須按要求正確制作終端頭,小心剝除絕緣線(xiàn)芯外的所有護(hù)層,并將絕緣線(xiàn)芯盡可能分開(kāi),但不能將絕緣線(xiàn)芯彎曲過(guò)烈,以免損傷絕緣。這樣可以避免試驗(yàn)時(shí)可能造成的端部放電或擊穿現(xiàn)象。
電纜終端表面應(yīng)擦拭干凈,避免表面殘留油污、灰塵、水珠等導(dǎo)電雜質(zhì),以減少泄漏電流并防止沿其表面的閃絡(luò)放電。對(duì)于10kV及以上的變聯(lián)電纜,應(yīng)仔細(xì)剝除絕緣線(xiàn)芯的外屏蔽層,剝除長(zhǎng)度0.25~0.30 m,以保證不發(fā)生沿其表面的閃絡(luò)放電。
有條件的單位,可以采用油杯型終端,以絕緣強(qiáng)度較高的介質(zhì)作為媒體(如絕緣油、去離子水、氟厘昂F113等),從而提高了電纜頭絕緣的沿面放電強(qiáng)度以及線(xiàn)芯、屏蔽層周?chē)慕^緣強(qiáng)度,使整個(gè)終端在試驗(yàn)電壓下不發(fā)生表面的閃絡(luò)放電,基本消除了表面的泄漏電流。采用油杯型終端尤其對(duì)在環(huán)境濕度較高的條件下進(jìn)行泄漏電流的正確測(cè)量會(huì)起到的效果。
2、溫度的影響
溫度對(duì)絕緣電阻的影響很大,溫度升高,絕緣電阻會(huì)急劇下降。同理,泄漏電流就會(huì)大幅上升。對(duì)于不同的絕緣材料,其絕緣電阻對(duì)溫度的敏感性也是不同的。通常煤礦用電力電纜的絕緣材料為聚氯乙烯塑料或交聯(lián)聚乙烯塑料,在環(huán)境溫度較高的條件下,聚氯乙烯的絕緣電阻下降非常明顯,這樣,泄漏電流值也是顯著上升。而交聯(lián)聚乙烯絕緣電阻隨溫度的變化則較為平穩(wěn)。
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