高壓電纜耐壓試驗原理匯總！

　　高壓電纜局放測試的背景

　　高壓電纜的應用情況：

　　交聯(lián)聚乙烯電纜因其具有電性能高、輸送容量大、重量輕、運行維護方便等優(yōu)點，我國大部分地區(qū)的高壓電纜線路全部使用了該類型的高壓電纜。

　　高壓電纜的故障：

　　高壓電纜故障的主要原因在于產品質量和施工質量，其中電纜附件占故障總量的90%，薄弱環(huán)節(jié)表現(xiàn)在電纜終端頭和中間接頭，主要由于設計不良、材料選擇不當、安裝制作工藝不良三個方面的原因造成。

　　高壓電纜局放測試的必要性：

　　《GB 50150-2006電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》要求新竣工的電纜需要進行耐壓試驗，高壓電纜交流耐壓等效電路如下圖，用C1、C2、C3組合模擬被試電纜的各個絕緣部件，在試驗過程中C1、C2、C3同時承受高電壓的考驗。

　　交流耐壓試驗技術存在不足，體現(xiàn)在如下兩個方面：

　　◆交流耐壓試驗只關注電纜整體能否完整承受試驗電壓的考驗，其判斷標準為電纜是否通過了交流耐壓試驗，缺少電纜在試驗過程中可能出現(xiàn)的局部損傷和破壞的監(jiān)測手段。

　　◆如電纜內部存在局部放電,但是電纜依然有可能能夠通過交流耐壓試驗，內部有缺陷的電纜帶病運行，電纜安全運行存在風險。

　　因此檢測高壓電纜在耐壓過程中的局放信號。

　　高壓電纜局放測試的原理

　　在電纜耐壓試驗過程中，采用如下測試回路，就可利用脈沖電流法監(jiān)測電纜局部放電情況，測試原理如下圖。Cx為被試驗電纜，Ck為耦合電容器，在Cx、Ck的端部分別接入檢測阻抗Zm1、Zm2。Z為高頻阻波器，抑制電源中的干擾信號進入局放測試回路，阻止局放信號進入電源系統(tǒng)。

　　一旦被試電纜發(fā)生局部放電，耦合電容Ck瞬時對Cx充電，形成高頻的脈沖電流波形，脈沖電流波形達到納秒級別，其頻譜高達百兆以上，脈沖電流的幅值大小、發(fā)生的頻度反映電纜內部局部放電的嚴重程度。

　　利用局放監(jiān)測系統(tǒng)在耐壓過程可嚴密監(jiān)視局放信號隨電壓和時間變化的趨勢，掌握電纜缺陷嚴重程度的變化。

　　高壓電纜局部放電的嚴重程度通過其局部放電量來反映，要測試局放量需要對測試系統(tǒng)進行校準。

　　在被試驗電纜Cx注入標準局放信號Qo以模擬被試對象發(fā)生了局部放電，當標準局放信號注入時，檢測阻抗Zm1、Zm2輸出信號，測試系統(tǒng)M獲取局放信號的幅值大小、相位分布特征、頻譜特性等信息。

　　局放測試時參照校準信息就可以計算出局放量的大小，對電纜局部放電的嚴重程度、局放類型評估，作出正確的判斷。

　　交流耐壓試驗電源處理：

　　高壓電纜交流耐壓采用的是變頻諧振裝置產生試驗電源，變頻柜是裝置的核心部件，變頻柜通過晶閘管的整流和逆變獲取試驗所需的頻率，在電源變換過程中引入了大量的高頻脈沖電流成份。

　　變頻諧振系統(tǒng)輸出的電源不能直接作為電纜局放試驗的電源直接施加于被試對象進行局部放電測試，需要采取有效措施對試驗電源進行預處理，通過設置串聯(lián)電抗、防暈導線、均壓環(huán)進行對試驗電源質量進行改善，其電氣原理如下圖所示。

　　電纜終端局放測試回路：

　　電纜終端的局放測試回路如下圖，當被試電纜內部發(fā)生了局部放電時，耦合電容瞬時對電纜終端充電，形成高頻的脈沖充電電流波形，脈沖電流的幅值、發(fā)生的頻度反映了電纜內部局部放電的嚴重程度，通道1、通道2兩個傳感器將局放信號傳送至局放診斷系統(tǒng)進行分析處理。

　　在電纜的中間接頭，測試原理如圖所示，一側電纜的鎧裝與電纜導體之間存在電容Ca，另一側電纜的導體與鎧裝之間存在電容Cb，如果在電纜的中間接頭發(fā)生局部放電，那么形成兩個電容C1和C2，此時Ca和Cb就會通過導體向C1和C2充放電，從而形成局放電流回路，在兩側電纜屏蔽層橋接一個高頻低阻的電容臂C0和高頻電流傳感器，就可以檢測到局放的脈沖電流信號。