介紹
多年的實際經(jīng)驗表明,塑料絕緣電力電纜的故障主要是由外護(hù)套的破損引起的。這是因為,電纜外護(hù)套破損后大地中的水能夠自由進(jìn)入電纜內(nèi)部,引起腐蝕和老化。隨著水滲入的越來越多,電纜故障的幾率也越來越大。
對于通信電纜來說,進(jìn)入的水會顯著降低信號傳輸?shù)馁|(zhì)量,這在*這個以高質(zhì)量高速度數(shù)據(jù)傳輸著稱的時代里,是根本不可接受的。
對于沒有進(jìn)行分段防水保護(hù)的電纜來說,水的影響更大。因為水會沿著電纜線路流動,并通過電纜接頭進(jìn)入導(dǎo)體部分,造成電纜損壞,嚴(yán)重的甚至可能引起大面積的停電事故。
在接下來的一系列文章中,將會介紹不同的電纜外護(hù)套測試、預(yù)定位和*定位方法。
為什么要進(jìn)行電纜保護(hù)層測試
一個完好的、沒有任何故障的電纜系統(tǒng)應(yīng)該滿足以下條件:
?按規(guī)定的質(zhì)量要求傳輸數(shù)據(jù)或能量;
?在導(dǎo)體之間和導(dǎo)體和保護(hù)層之間有良好的絕緣電阻;
為了達(dá)到以上要求,首當(dāng)其沖要檢查的*是電纜外護(hù)套,它通常由聚乙烯材料制成。而實際情況表明,對于中壓電纜,大多數(shù)故障都是由外護(hù)套破損引起的。因此通過電纜外護(hù)套測試的結(jié)果可以簡單推斷出整條電纜的運行情況。
另外電纜外護(hù)套測試也是其它一些電纜測試的基礎(chǔ),因為那些測試都需要在電纜正常運行的情況下進(jìn)行。如果在進(jìn)行其它測試之前不進(jìn)行外護(hù)套檢測,那么它們的結(jié)果*是不準(zhǔn)確的。即使測試通過,電纜內(nèi)部的水也會導(dǎo)致電纜質(zhì)量快速下降。
Fig1外護(hù)套故障的電纜
通過電纜外護(hù)套完整性測試的結(jié)果人們可以判斷電纜運行的狀態(tài)。一般情況下只需要測量電纜護(hù)層和大地之間的絕緣電阻*能夠判斷是否發(fā)生故障。對于施工較頻繁的地段,一旦測量結(jié)果不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求或相比于其它結(jié)果有所降低,*要立即檢查故障原因,并排除故障,以防發(fā)生重大事故。
如果外護(hù)套的故障與電纜絕緣層無關(guān),那么這種故障引起電力系統(tǒng)停電或電纜安裝問題的幾率很小。隨著時間的推移可能幾個月或幾年后才會引起嚴(yán)重事故。
如果電纜的外護(hù)層被尖銳的石頭或沖擊損壞,那么護(hù)層部分*會向電纜中心凹陷,壓迫電纜內(nèi)部絕緣層變形。絕緣層變形會導(dǎo)致絕緣效果下降,從而產(chǎn)生局部放電源,進(jìn)而對整個電纜的絕緣狀況產(chǎn)生影響。
電纜外護(hù)套測試儀器
測試電纜的外護(hù)套需要用到高壓發(fā)生器,一般電壓能夠達(dá)到20kV*可以滿足測試需求了。通常的絕緣電阻測試儀不能完成這類測試,其一是因為絕緣電阻測試儀不能產(chǎn)生這么高的電壓,另外絕緣電阻測試儀沒有電流測試功能,通常儀器產(chǎn)生的1kV電壓是不能揭示出電纜外護(hù)套故障的!所以需要使用特殊的儀器設(shè)備進(jìn)行試驗。
在測試過程中,測試電壓要持續(xù)加載在被測物體上10分鐘。儀器需要有過電流保護(hù)功能或電流功率調(diào)節(jié)功能,以防在測試中絕緣層突然擊穿產(chǎn)生較大電流損壞設(shè)備和電纜半導(dǎo)體層。
另一方面,測試儀器的輸出功率要足夠大。因為在測量長度較長的電纜時會出現(xiàn)漏電流,如果此時的電流大于儀器的輸出功率,將會引起儀器過載并自動斷電。大功率保證了在高電壓大電流情況下儀器的正常運行。
一些儀器能夠提供幾百毫安的大電流進(jìn)行測試,這些儀器通常由外接電源供電。另一些電流較小的,可以通過內(nèi)置充電電池供電。對于用戶來說,便攜式可充電測試儀可以大大提高測試效率,并減少測試時間。但是能夠提供大電流測試的儀器(大于100mA)也有一些優(yōu)點,比如它們具有故障電纜預(yù)定位和*定位的功能。
電纜測試電壓
電纜外護(hù)套測試需要遵照以下標(biāo)準(zhǔn):IEEE, IEC 60229, VDE 0276 part 620 and 623. HD 60602 and 60603。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定測試電壓如下:
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電纜外護(hù)套測試電壓 |
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測試電壓 |
測試等級 |
測試時間 |
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6到36kV電纜 |
PVC - 3kV PE - 5kV |
沒有準(zhǔn)確規(guī)定 |
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36到150kV電纜 |
5kV |
1分鐘 |
用戶自定義標(biāo)準(zhǔn)
一些電力機(jī)構(gòu)通過多年的實踐,已經(jīng)自己制定出了一套完整的電纜外護(hù)套測試標(biāo)準(zhǔn),此時按照制定出的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗*能夠滿足使用要求了。
下表是某電力公司的測試結(jié)果,測試時間為10分鐘。
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電纜長度(米) |
PVC泄漏電流(mA) |
PE泄漏電流(mA) |
|
50 |
0.04 |
0.001 |
|
100 |
0.08 |
0.002 |
|
250 |
0.2 |
0.005 |
|
500 |
0.4 |
0.01 |
|
750 |
0.6 |
0.015 |
|
1000 |
0.8 |
0.02 |
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2000 |
1.6 |
0.04 |
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5000 |
4 |
0.1 |
這里需要說明的是,電纜的漏電流會隨著使用時間的增加和接頭數(shù)量的增加而增加。上表中的所有數(shù)據(jù)都是從新安裝的電纜上得出的(標(biāo)準(zhǔn)每500米一個接頭)。對于使用時間較長的電纜,必須考慮其對電流的影響。
電纜外護(hù)套測試的實際目的是測試電纜與大地之間的電阻,因此在測試過程中不允許電纜接頭接觸大地。
測試電壓和絕緣情況根據(jù)電纜材料的不同有所不同,但應(yīng)根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇。通常情況下是在電纜護(hù)套和大地之間加載3-5kV電壓,測量電流的大小。在一些情況下電壓也可以達(dá)到10kV,比如對于高壓電纜來說外護(hù)套較厚,5kV的電壓不能滿足測試需要,因而選擇更高的測試電壓。