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谐振耐压试验的原理和方法
2021-09-14

XLPE 电缆的结构及特性


交联聚乙烯(XLPE)是固体绝缘的一种。将交联剂添加于聚乙烯(PE)之中,然后挤出成形并通过化学或物理的方法交联形成交联聚乙烯。虽然在电气方面具有良好的性能,但在材料性能方面,聚乙烯绝缘是热塑性材料,具有一定的热可塑性,并且由于聚乙烯特殊的呈直链状的分子结构当电缆中电流较大时,聚乙烯绝缘就出现一定程度的熔融变形。而交联聚乙烯通过聚乙烯分子之间的交联形成新的网状结构,明显提高了聚乙烯的耐热抗变形性能、防老化与机械性能。


交联聚乙烯电力电缆同时具有很高的电气性能和良好的耐热性,传输容量大,结构轻便,易于弯曲,附件接头简单,安装敷设方便,不受高度落差的限制,特别是没有漏油和引起火灾的危险,因此得到日益广泛的应用。


三芯结构的电力电缆多应用于 35k V 及以下等级的电网,单芯结构的电力电缆则多应用于 66k V 及以上等级的电网。图 2.1 为单芯及三芯交联聚乙烯电缆的典型结构图。


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6-35k V交联聚乙烯电力电缆与其他电缆结构相比,最主要的区别是增加了内外半导电屏蔽层和铜带(丝)金属屏蔽层。内外半导电屏蔽层均采用加炭黑的交联聚乙烯材料,厚度一般为 1~2mm,铜带(丝)的作用是为电缆接地故障电流形成回路并提供稳定的 10 地电位。导体截面为 240mm2及以下的电缆,一般为铜带屏蔽结构,导体截面大于 240mm2的电缆,则采用铜丝屏蔽结构。


串联谐振试验设备


与35k V 及以下电压等级相比,66k V 及以上交联聚乙烯电力电缆铠装层不是钢带,而是采用波纹铝(铜、铅、不锈钢)护套,同时起到很好的防水作用,外护层一般采用PVC 材料,在其外层涂有一层导电石墨,其作用是把石墨层作为接地端,能方便地对外护套进行耐压试验。


XLPE 电缆交流耐压试验


(1)试验原理及接线


交流耐压试验系统的连接如图 2.2 所示,交流耐压试验系统共分为以下四个部分:控制操作系统、交流高压产生系统、交流高压测量系统、保护电阻。


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保护电阻 R,其主要作用是防止被试电缆在耐压试验过程中闪络击穿时,因电流过大损坏高压试验设备和测量系统。根据交流信号的形状、频率及产生原理的不同,控制操作系统及交流高压产生系统有多种形式的线路和不同的试验设备,如:超低频(0.1Hz)交流系统、50Hz频交流系统,30~300Hz 变频交流系统等。


目前开发的超低频试验设备的最大输出电压相对较小,适用的电压等级有限,无法用于高压电缆试验。而且目前的工频串联谐振试验设备均是靠调节电抗器电感来进行调谐,大容量的高压电抗器通过机械装置调节磁路中的气隙长度来改变电抗值,其变化值有一定范围,所带的容性负载也相应有一定的范围;而且质量大,可移动性差,电感与 电容匹配不易,适合于试验室中应用,不适合在现场进行试验。所以一般采用变频串联谐振试验方法。如图 2.3 所示,高压串联谐振主回路与调频调压回路两大部分构成了变频串联谐振试验回路,整体工作原理如下:


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