涂建國
、產(chǎn)品簡介
為了滿足大容量、高電壓(超高電壓)電氣設(shè)備試驗需要,武漢華頂電力設(shè)備有限公司專門設(shè)計生產(chǎn)HDTP-50HZ工頻調(diào)感串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置,本升壓裝置采用串聯(lián)諧振原理,用可調(diào)電抗器與被試設(shè)備(容性)的電容或補償電容相匹配,形成諧振。這樣試驗電源只承擔(dān)有功分量,僅為被試所需容量的1/Q倍,試驗設(shè)備的容量和重量都大大減小。是較為理想的高電壓源。
二、主要特點
1.反擊過電壓和傳遞過電壓保護:本裝置以妥善的接線方式、完善的保 護環(huán)節(jié)和能量的逐級吸收,防止反擊過電壓和傳遞過電壓的侵害。經(jīng)過多年的現(xiàn)場實踐證明,試品在閃絡(luò)或擊穿時,可避免成套試驗裝置和在場試驗人員不受過電壓的侵害和威脅。同時也可避免被試品的故障點在閃絡(luò)或擊穿后不擴大損傷。
2.體積小,重量輕,安裝、搬運方便,接線簡單,非常適合現(xiàn)場使用人員的操作。
3.調(diào)感諧振裝置的主要功能有:
(1)電抗器鐵芯間隙遙測功能:
本裝置在電抗器上安裝了間隙傳感器,在控制臺上可直接讀出鐵芯的間隙,以指導(dǎo)操作,另外還安裝了間隙限位開關(guān)及指示。
(2)耐壓時間到自動降壓功能:
耐壓計時采用數(shù)顯計時器。且當(dāng)?shù)竭_耐壓時間時,系統(tǒng)會自動降壓
(3)零位合閘、零起升壓功能:
具有零位限位功能,如果調(diào)壓器不在零位,高壓輸出按鈕無法合上,保證系統(tǒng)是從零起升壓。
(4)過流保護功能:
系統(tǒng)裝有電磁式過流繼電器,此繼電器抗干擾能力強,動作迅速,避免試品不受過流的損傷。
(5)過壓及被試品閃絡(luò)保護功能:
本裝置裝用電子式過壓閃絡(luò)保護板,避免試品不受過壓和閃絡(luò)的侵害,且動作迅速。
(6)各試驗數(shù)據(jù)實時監(jiān)測功能:
可以對高壓側(cè)電壓電流和低壓側(cè)的電壓電流進行監(jiān)測,可以更直觀地了解試驗情況。
三、主要技術(shù)指標(biāo)
1.勵磁變壓器HDLB-80kVA/4/5/6kV 1臺
A:額定容量:80kVA;
B: 輸入電壓:400V,單相;
C:輸出電壓:4/5/6kV
D:結(jié) 構(gòu):干式;
2.操作臺HDCT-80kVA/380V 1臺
A:額定容量:80kVA;
B:輸入電壓:380V;
C: 輸出電壓:0~400V;
D: 保護功能:零位、過流、過壓及試品閃絡(luò)保護;;
3.可調(diào)電抗器 HDTB-k-200kVA/50kV 1臺
A:額定容量:200kVA
B:額定電壓:50kV;
C: 額定電流:4A;
D: 電感量:25~100H
E: 品質(zhì)因數(shù):Q≥40;
F: 結(jié) 構(gòu):干式可調(diào);
3.固定電抗器 HDTB-G-200kVA/50kV 3臺
A: 額定容量:200kVA
B: 額定電壓:50kV;
C: 額定電流:4A;
D: 電感量:25H*2臺/35H*1臺
E: 品質(zhì)因數(shù):Q≥40;
F: 結(jié) 構(gòu):干式可調(diào);
4.電容分壓器HDFCR-50kV 1臺
A:額定電壓:50kV;
B: 測量精度:交流有效值1.5級;
C: 介質(zhì)損耗:tgσ≤0.5%;
D: 分 壓 比:1000:1,分壓比誤差:≤1.0%;
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現(xiàn)場交流耐壓試驗是發(fā)現(xiàn)電纜運抵現(xiàn)場安裝后存在絕緣缺陷的有效手段。介紹了對220 kV電壓等級交聯(lián)聚乙烯電纜進行現(xiàn)場交流耐壓試驗時,影響交聯(lián)電纜絕緣的主要因素。闡述了現(xiàn)場進行交流耐壓試驗的必要性和有效性。同時對現(xiàn)場交流耐壓試驗的設(shè)備-調(diào)頻式串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置的原理和參數(shù)特性作一介紹。關(guān)鍵詞:交聯(lián)聚乙烯電纜;調(diào)頻式串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置;現(xiàn)場交流耐壓試驗隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展以及城網(wǎng)供電電壓等級的提高,交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜(XLPE)以其合理的工藝和結(jié)構(gòu),優(yōu)良的電氣性能和安全可靠的運行特點,在國內(nèi)外獲得越來越廣泛的使用。尤其在高壓輸電領(lǐng)域更取得了巨大的進展。與充油電纜相比,交聯(lián)電纜敷設(shè)安裝方便,運行維護簡單,不存在油的淌流問題。但是,近年來的運行和研究表明,交聯(lián)聚乙烯電纜的絕緣在運行中易產(chǎn)生樹枝化放電,造成絕緣老化破壞,嚴(yán)重地影響了交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜的使用壽命。因此,充分認(rèn)識交聯(lián)電纜的絕緣特性,及時有效地發(fā)現(xiàn)和預(yù)防絕緣中存在的某些缺陷,對保障設(shè)備乃至系統(tǒng)的安全運行具有十分重要的意義。闡述了影響交聯(lián)電纜絕緣的主要因素以及電纜的交接試驗原理,認(rèn)為在現(xiàn)場對交聯(lián)電纜實施交流耐壓試驗是必要和可行的。
1 影響絕緣的主要因素
交聯(lián)電纜內(nèi)部存在的絕緣缺陷易產(chǎn)生樹枝化放電現(xiàn)象,其結(jié)果影響電纜的絕緣性能。樹枝化放電據(jù)其形態(tài)和生成機理不同主要分為電樹枝和水樹枝。
1.1 電樹枝
主要是由于絕緣內(nèi)部放電產(chǎn)生的細(xì)微開裂,形成細(xì)小的通道,其通道內(nèi)空,管壁上有放電產(chǎn)生的碳粒痕跡。分枝少而清晰,呈冬天的樹枝狀。電樹枝按產(chǎn)生的機理分為以下幾種類型:
1)由于機械應(yīng)力的破壞使交聯(lián)聚乙烯絕緣產(chǎn)生應(yīng)變造成氣隙和裂紋,引發(fā)電樹枝放電。機械應(yīng)力一方面是因為電力電纜生產(chǎn)、敷設(shè)運行中不可避免地彎曲、拉伸等外力產(chǎn)生應(yīng)力,另一方面是由于電纜在運行中電動力對絕緣產(chǎn)生的應(yīng)力。
2)氣隙放電造成電樹枝的發(fā)展?,F(xiàn)代的生產(chǎn)工藝盡管可以消除交聯(lián)電纜生產(chǎn)線中某些宏觀的氣隙,但仍有1~10μm或少量的20~30μm的氣隙形成的微觀多孔結(jié)構(gòu)。多孔結(jié)構(gòu)中的放電形式主要以電暈放電為主。通道中的放電所產(chǎn)生的氣體壓力增加,導(dǎo)致了樹枝的擴展和形狀的變化。
3)場致發(fā)射效應(yīng)導(dǎo)致樹枝性放電。在高電場作用下,電極發(fā)射的電子由于隧道效應(yīng)注入絕緣介質(zhì),電子在注入過程中獲得足夠的動能,使電子不斷地與介質(zhì)碰撞引起介質(zhì)破壞,導(dǎo)致樹枝放電。
4)缺陷。缺陷主要是導(dǎo)體屏蔽上的節(jié)疤和絕緣屏蔽中的毛刺以及絕緣內(nèi)的雜質(zhì)和空穴。這些缺陷使絕緣內(nèi)的電場集中,局部場強提高。引起場致發(fā)射,導(dǎo)致樹枝性放電。
1.2 水樹枝
主要是由于水分浸入交聯(lián)聚乙烯絕緣,在電場作用下形成樹枝狀物。水樹枝的特點是引發(fā)樹枝的空隙含有水分,且在較低的場強下發(fā)生。水樹枝的產(chǎn)生,將會使介質(zhì)損耗增加,絕緣電阻和擊穿電壓下降,電纜的壽命明顯縮短。目前國內(nèi)外對水樹枝的生長研究尚不完善。一般認(rèn)為,水樹枝的發(fā)展過程有以下幾種形式:
1)剩余應(yīng)變使水樹枝增長。當(dāng)電纜在外加電壓下,若絕緣中含有水分,導(dǎo)體附近的絕緣材料中剩余的應(yīng)變就會增加,而應(yīng)變較大的局部區(qū)域便會生成水樹枝。
2)電場下的化學(xué)作用發(fā)展了水樹枝。
3)電泳與擴散力的作用使水樹枝生長。介質(zhì)電泳可以認(rèn)為是不帶電荷的,但是已經(jīng)極化的粒子或分子在畸變的電場中運動,若絕緣中含有帶水分的雜質(zhì),這些雜質(zhì)會向?qū)щ娋€芯附近的高電場區(qū)聚集。這一區(qū)域的溫度相對偏高,水分因此而膨脹,形成較大的壓力,使間隙擴大,引起水樹枝的擴大和發(fā)展。
電樹枝往往在絕緣內(nèi)部產(chǎn)生細(xì)微開裂,形成細(xì)小的通攀枝花市工頻調(diào)感串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置品牌攀枝花市工頻調(diào)感串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置品牌道,并在放電通道的管壁上產(chǎn)生放電后的碳化顆粒。水樹枝的產(chǎn)生,將會使介質(zhì)損耗增加,絕緣電阻和擊穿電壓下降。因此,電纜中的電樹枝和水樹枝對電纜的電氣性能將會帶來嚴(yán)重的故障隱患。
2 電纜試驗
為了保證電纜安全可靠運行,有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)對電纜的各種試驗做了明確的規(guī)定。主要試驗項目包括:測量絕緣電阻、直流耐壓和泄漏電流。其中測量絕緣電阻主要是檢驗電纜絕緣是否老化、受潮以及耐壓試驗中暴露的絕緣缺陷。直流耐壓和泄漏電流試驗是同步進行的,其目的是發(fā)現(xiàn)絕緣中的缺陷。但是近年來國內(nèi)外的試驗和運行經(jīng)驗證明:直流耐壓試驗不能有效地發(fā)現(xiàn)交聯(lián)電纜中的絕緣缺陷,甚至造成電纜的絕緣隱患。德國Sechiswag公司在1978~1980年41個回路的10 kV電壓等級的XLPE電纜中,發(fā)生故障87次;瑞典的3 kV~24.5 kV電壓等級XLPE電纜投運超出9 000 km,發(fā)生故障107次,國內(nèi)也曾多次發(fā)生電纜事故,相當(dāng)數(shù)量的電纜故障是由于經(jīng)常性的直流耐壓試驗產(chǎn)生的負(fù)面效應(yīng)引起。因此,國內(nèi)外有關(guān)部門廣泛推薦采用交流耐壓取代傳統(tǒng)的直流耐壓。