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35kV电缆耐压试验设备及试验项目标准规程

35kV电缆的耐压试验主要采用交流耐压试验,因为其频率与工频(50Hz)相同或接近,能最真实地模拟运行时的电压状况,是检验电缆绝缘性能最有效的方法。直流耐压试验已不推荐用于交联聚乙烯(XLPE)绝缘电缆,因为它容易在绝缘层中产生空间电荷,对绝缘有损害,且试验效果不佳。

以下是进行35kV电缆交流耐压试验的核心设备:

串联谐振交流耐压试验设备(常用)

工作原理:利用电抗器与被试电缆(容性负载)形成串联谐振,在试品上产生高电压,而电源只需提供系统损耗的有功功率,因此所需电源容量大大减小,设备体积和重量也得以优化。

系统组成:

变频电源:将工频电源转换为频率可调(通常30-300Hz)的电源,用以调节系统达到谐振状态。

激励变压器:将变频电源的输出电压升高,为谐振回路提供足够的能量。

电抗器:核心部件,其电感与电缆的电容在特定频率下发生谐振。通常为多节式,通过串并联组合来匹配不同长度电缆的电容。

电缆交流耐压试验设备

电容分压器:用于精确测量被试电缆上的高压值,并作为过压保护信号。

补偿电容器(可选):如果电缆电容量很小,导致所需电抗器电感量过大而难以实现时,用于补偿电容量。

工频耐压试验变压器(传统方法,较少用)

直接使用工频试验变压器产生高电压。对于35kV长电缆,由于其电容量大,需要试验变压器的容量非常大(可达数千kVA),导致设备异常笨重,现场使用极其不便,目前已基本被串联谐振装置取代。

0.1Hz超低频(VLF)耐压试验设备(可作为替代方法)

对于容量较小的35kV电缆或缺乏谐振设备时,可使用0.1Hz超低频耐压设备。其设备体积小、重量轻。

原理:使用0.1Hz的超低频正弦波电压进行测试,其对绝缘的损伤远小于直流,且设备容量要求远低于工频交流。

注意:其试验标准与工频交流不同,等效关系有具体规定。

总结: 目前现场对35kV电缆进行交流耐压试验,首选且最普遍的是串联谐振交流耐压试验装置。

试验项目

电缆的预防性试验或验收试验不仅仅包括耐压试验,而是一套组合试验。以下是35kV电缆(以最常见的XLPE电缆为例)的典型试验项目流程:

绝缘电阻测量

目的:初步检查电缆主绝缘和外护套的绝缘是否受潮或存在整体劣化。

设备:绝缘电阻测试仪(兆欧表),通常使用5000V电压档。

主绝缘交流耐压试验(核心项目)

目的:考核电缆主绝缘的强度,发现集中性缺陷(如制造或敷设中产生的尖端、气隙等),是鉴定电缆能否投运的关键试验。

设备:如上所述的串联谐振试验系统。

外护套耐压试验

目的:对于有金属护套、铠装并有外护套的电缆,检查其外护套的完整性,防止水分侵入金属护套。

设备:直流耐压试验器(通常10kV档)或兆欧表。

试验标准规程

主要依据中华人民共和国电力行业标准和国家标准。

GB 50150-2016 《电气装置安装工程 电气设备交接试验标准》

这是电缆安装完成后、投入运行前必须遵循的交接试验最高标准。

对35kV交联聚乙烯(XLPE)电缆的主要规定:

主绝缘交流耐压试验:

试验电压: 2U₀ (U₀为电缆导体对地或对金属屏蔽层之间的额定电压)。对于35kV电缆,U₀通常为21kV。因此试验电压为 2 × 21 = 52kV。

试验时间: 60分钟。

频率: 推荐使用20Hz~300Hz的交流电压。

绝缘电阻测量: 未明确规定阻值,但要求“绝缘电阻值可自行规定”。实践中,通常要求吸收比(R60s/R15s)大于1.3,或与同类电缆、以往数据比较无显著下降。数值一般不低于数千兆欧。

外护套直流耐压试验: 试验电压为10kV,持续时间为1分钟。

DL/T 596-2021 《电力设备预防性试验规程》

这是电缆在运行期间,定期进行预防性试验所依据的标准。

对35kV交联聚乙烯(XLPE)电缆的主要规定(以大修后试验为例):

主绝缘交流耐压试验: 与交接试验标准相同,即 2U₀, 60分钟。

绝缘电阻测量: 要求与历次数据比较不应有显著下降。

外护套直流耐压试验: 试验电压为6kV,持续时间为1分钟。(注意:预防性试验电压低于交接试验)

GB/T 12706.4-2020 《额定电压1kV(Um=1.2kV)到35kV(Um=40.5kV)挤包绝缘电力电缆及附件 第4部分:额定电压6kV(Um=7.2kV)到35kV(Um=40.5kV)电力电缆附件试验要求》

该标准更多涉及电缆和附件的型式试验,但其中的试验要求是制定现场试验规程的基础。