額定電壓220kV(Um=252kV)交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜雷電沖擊電壓試驗及隨后的工頻電壓試驗檢測

額定電壓220kV(Um=252kV)交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜雷電沖擊電壓試驗及隨后的工頻電壓試驗檢測

交聯(lián)聚乙烯（XLPE）絕緣電力電纜因其優(yōu)良的電氣性能、機械性能及耐熱性能，近年來被廣泛應(yīng)用于高壓及超高壓輸電系統(tǒng)中。在高電壓輸配電領(lǐng)域，為確保電纜的安全性與可靠性，雷電沖擊電壓試驗與工頻電壓試驗是必不可少的測試環(huán)節(jié)。本文將圍繞額定電壓為220kV（Um=252kV）的交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，對雷電沖擊電壓試驗及隨后的工頻電壓試驗檢測進行全面探討。

雷電沖擊電壓試驗的意義和要求

電力系統(tǒng)運行中，雷擊是電纜及相關(guān)設(shè)備面臨的主要外部威脅之一。雷電沖擊可能在瞬間對電力電纜構(gòu)成大量高幅值、高頻率的過電壓沖擊，從而損毀設(shè)備絕緣或?qū)е陆^緣系統(tǒng)長期劣化。因此，在電力電纜的設(shè)計和出廠測試中，開展雷電沖擊電壓試驗至關(guān)重要。

根據(jù)現(xiàn)行的國際電工委員會（IEC）以及國家標準，額定電壓220kV電纜系統(tǒng)，其雷電沖擊電壓試驗的標準測試電壓峰值為1050kV。這一數(shù)值基于工程設(shè)計中可能出現(xiàn)的最不利雷電沖擊強度，同時也為設(shè)備提供了安全裕量。在實施試驗時，要求承受該雷電沖擊電壓至少進行10次沖擊，分為正負極性各5次，且不得出現(xiàn)任何擊穿或局部放電現(xiàn)象。

雷電沖擊電壓試驗的實施流程

雷電沖擊電壓試驗通常采用沖擊電壓發(fā)生器作為試驗電源，按照以下步驟操作：

1. **試驗準備**：

在試驗開始前，需對220kV的XLPE電纜及其附件（如終端和接頭）實施全面檢查，保證絕緣表面無污垢、無機械損傷。同時，應(yīng)對各種接地點和屏蔽層進行正確連接，以防止電纜試驗期間的意外放電。

2. **沖擊電壓接入**：

將沖擊電壓發(fā)生器與被測電纜接入，確保沖擊電壓能夠按照標準波形（1.2/50μs）施加至電纜。同時，采用電容分壓器等精密測量裝置記錄電壓波形，以校驗沖擊電壓波形的準確性。

3. **連續(xù)沖擊**：

雷電沖擊分為正極性和負極性兩種，測試時需分別對電纜施加5次正極性和5次負極性沖擊。在這一過程中，嚴密監(jiān)控電纜絕緣性能，確保無擊穿、放電及異常軌跡顯示。

4. **結(jié)果評估**：

試驗結(jié)束后，對電纜和附件的外觀、表面和波形數(shù)據(jù)進行分析。如果在施加沖擊電壓的過程中，未出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象，且所有波形記錄均符合標準要求，則試驗視為通過。

隨后的工頻電壓試驗的重要性

雷電沖擊電壓試驗后，為進一步驗證XLPE電力電纜在長時間運行條件下的穩(wěn)定性和絕緣可靠性，需要進行工頻電壓試驗。此測試能模擬實際運行環(huán)境中的工頻電場，確保電纜在大負載或長時間承受高電壓時不會發(fā)生故障。此外，工頻電壓試驗也發(fā)揮了檢查雷電沖擊試驗后電纜絕緣是否遭受潛在損傷的關(guān)鍵作用。

工頻電壓試驗的實施流程

工頻電壓試驗的主要目標是驗證電纜在規(guī)定工頻電場條件下一定時間內(nèi)的絕緣性能。本試驗依據(jù)相關(guān)標準，測試電纜護套及絕緣層在額定電壓下是否滿足長期穩(wěn)定使用需求。

1. **試驗標準**：

在220kV的XLPE電力電纜系統(tǒng)中，工頻耐壓測試要求電纜承受260kV（1.2倍相電壓）的試驗電壓持續(xù)30分鐘。在正式進行試驗之前，應(yīng)在低電壓下對線路進行預(yù)加壓試驗，以確認線路接線正確，設(shè)備運行良好。

2. **逐步升壓**：

在試驗電源裝置的控制下，逐步將電壓從零升至260kV，過程中保持升壓的平穩(wěn)性，以減少對電纜沖擊。同時，監(jiān)控輸出波形，確保工頻電壓的波形畸變率符合行業(yè)標準規(guī)定。

3. **電壓維持**：

工頻電壓達到260kV后，需穩(wěn)定維持該電壓半小時。在此期間，監(jiān)測電纜電流、局部放電水平以及外部物理狀況。若有過高電流或局部放電異常現(xiàn)象，需立即斷開電源，并查找原因。

4. **檢測結(jié)果分析**：

試驗完成后，逐步降低電壓至零，并復(fù)核電纜施工和試驗記錄。在無局部擊穿、放電過高等異常現(xiàn)象情況下，工頻電壓試驗視為符合標準要求。

試驗的關(guān)鍵點和注意事項

在雷電沖擊和工頻電壓試驗中，有幾個關(guān)鍵點需要特別關(guān)注：

1. **高壓介質(zhì)質(zhì)量**：

施加電纜的高壓電場需要保持穩(wěn)定性，特別是在雷電沖擊試驗中，波形的標準化對于試驗結(jié)果至關(guān)重要。

2. **監(jiān)控與保護**：

在試驗過程中需設(shè)置多層保護裝置，如接地保護、限流保護以及過電流保護，防止設(shè)備因意外故障損毀。

3. **設(shè)備校準**：

測試設(shè)備在使用前應(yīng)進行嚴格校準，確保讀數(shù)的準確性和可靠性。

總結(jié)

交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜的雷電沖擊電壓試驗和隨后的工頻電壓試驗，是保障電纜能夠安全運行的重要環(huán)節(jié)。通過這兩種類型試驗，能有效驗證電纜的短時過電壓耐受以及長期穩(wěn)定運行能力。未來，隨著電力系統(tǒng)對可靠性要求的提高，同時結(jié)合智能化電力檢測設(shè)備的發(fā)展，這類試驗將進一步優(yōu)化，為電力系統(tǒng)的安全運行提供更強保障。