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电力电缆试验:直流耐压试验优于交流耐压试验的原因与电容值计算公式

时间:2023-06-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:可按以下公式计算电缆电容值8.为什么对长电缆线路进行直流耐压试验时,试验设备所需的容量小?因此,对于一些大容量的试品,如长电缆等,常用直流耐压试验代替交流耐压试验。电容电流会限制电缆的传输容量和长度。通过电容的测量,也可检查电缆的质量和工艺。将单臂电桥与标准电容器CN及电缆相连接,使CN及电缆组成电桥的两臂,电桥内阻RA和RB构成另外的两臂。

电力电缆试验:直流耐压试验优于交流耐压试验的原因与电容值计算公式

1.黏性浸渍纸绝缘电缆由于受位差的限制,后被不滴流电缆取代。为什么“位差”会限制黏性浸渍纸绝缘电缆?

答:工作时电缆中油容易流动,当电缆两端敷设位差较大时,低端往往因积油而产生很大的静压力,使得电缆终端或铅(铝)包被胀裂,造成漏油,而高端由于油的流失造成绝缘纸变干,使其绝缘性能下降,以致造成绝缘击穿。

2.聚氯乙烯绝缘电力电缆简称PVC电缆,是热固性材料。何谓“热固性材料”?

答:热固性材料就是一旦生产出来成形后,它的形状就不能通过加热来改变,加热不能使其具有流动性、重新赋形的一种材料。

3.乙丙橡胶电缆低烟无卤。何谓“低烟无卤”?

答:低烟无卤是指胶料中不含卤素(F、Cl、Br、At),不含铅镉铬汞等污染环境的物质,它燃烧时不会发出有毒烟雾

4.何谓“自容式充油电缆”?

答:即是利用补充浸渍原理消除绝缘层中形成的气隙以提高工作场强的一种电力电缆

5.在测量电缆线路绝缘电阻时,当电缆线路感应电压超过兆欧表输出电压时,应选用电压等级输出更高的兆欧表。为什么?

答:因为要抵消感应电压。若输出电压小的话,就不够抵消感应电压。

6.何谓“电池”?

答:原电池是利用两个电极的差异,产生电势差,从而使电子流动,产生电流,又称非蓄电池,是电化学电池的一种。其电化学反应不能逆转,即只能将化学能转换为电能。简单地说,就是不能重新储存电力,与蓄电池相对。

橡塑电缆的金属层、铠装层及其涂层用的材料有铜、铅、铁、锌和铝等。当电缆的外护套内衬层进水后,这些金属的电极电位分别为+0.334V、-0.122V、-0.44V、-0.76V和-1.33V。当橡塑电缆的外护套破损并进水后,由于地下水是电解质,在铠装层的镀锌钢带上会产生对地-0.76V的电位。如内衬层也破损进水后,在镀锌钢带与铜屏蔽层之间形成原电池,会产生0.334-(-0.76)≈1.1V的电位差,当进水很多时,测到的电位差会变小。在原电池中,铜为“正”极,镀锌钢带为“负”极。

7.何谓直流高压发生器输出电压的“脉动因数”?

图8-1 脉动电压波形

脉动电压波形如图8-1所示。U为负极性电压,被定为正方向。Umax直流电压的最大值,Umin为直流电压的最小值,Ud为直流电压的平均值。

8.为什么对长电缆线路进行直流耐压试验时,试验设备所需的容量小?

答:当试品电容量较大时,如用交流高压进行耐压试验,则会有很大的电容电流,故要求试验变压器有较大的容量;当用直流电源进行耐压试验时,可避免电容电流,只需供给绝缘以泄漏电流,而泄漏电流很小,是微安级,所以可以减小试验设备的容量。因此,对于一些大容量的试品,如长电缆等,常用直流耐压试验代替交流耐压试验。

9.在直流电压的作用下,介质损耗小,高电压下对良好绝缘的损伤小。为什么?

答:电介质在直流电压下损耗小是因为电介质在直流电压的作用下只有电导损耗。而在交流电压的作用下,电介质除了电导损耗外,还有周期性极化引起的极化损耗。所以同样条件下,电介质在交流电压下的损耗大于直流电压下的损耗。直流高压对被试品绝缘的损伤较小是因为当直流电压较高以至在气隙中发生局部放电后,放电产生的电荷所感应的反电场将使气隙里的场强减弱,从而抑制了气隙内的局部放电过程。如果是交流耐压试验,由于电压不断改变方向,当气隙发生放电后,每个半波里都要发生局部放电,这种放电往往会促使有机绝缘材料的分解,老化变质,降低其绝缘性能,使局部缺陷逐渐扩大。因而直流耐压试验在一定程度上还带有非破坏性试验的性质。

10.在直流电压的作用下,电缆绝缘中的电压分布与电缆芯和铅皮间的温差有关。为什么?

答:电缆芯与铅皮间的电压分布取决于绝缘电阻。电缆绝缘电阻同其他高压电器一样,随温度上升而减小,随温度下降而升高;泄漏电流随温度上升而增大,随温度降低而减小。因此电缆芯与铅皮的温差对电压分布的影响很大。

11.电缆直流击穿电压与作用时间关系不大,为什么?

答:电缆在直流电压的作用下,因为容积电荷的作用,绝缘内所含气隙不会有长时间的游离,所以电缆直流击穿电压与作用时间的关系较小。

12.说说电力电缆的相位与颜色的对应关系。

答:黄(A相)、绿(B相)、红(C相)。

13.电缆故障一般可分为哪几类?

答:(1)接地故障;

(2)短路故障(也叫并联故障);(www.xing528.com)

(3)断线故障(也叫串联故障或开路故障);

(4)闪络性故障;

(5)混合性故障。

14.为何要用电容电桥测电缆开路(断线)?

答:电容电桥也叫西林电桥,它是交流电桥的一种。当电缆呈断路性质时,直流电桥量臂未能构成直流通路,所以,采用电阻电桥法无法测量出故障距离,只有用电容电桥法测量。

15.何谓“电缆的电容”?

答:电缆本身便是一个标准的圆柱形电容器,导电线芯和接地的金属屏蔽层(或金属护套)构成了电容器的两个极。电容电流会限制电缆的传输容量和长度。通过电容的测量,也可检查电缆的质量和工艺。所以电容亦是电缆较重要的电气参数。

16.测量电缆电容值的方法?

答:测量电缆电容值的方法主要有交流充电法和交流电桥法,也可应用QF1-A型电缆探伤仪测量。

图8-2是用交流充电法测量电缆电容值的接线图。用该方法测量电缆的原理是:对电缆施加交流电压而不通过负荷电流,测出电压数值和电容电流值。

图8-2 交流充电法测量电缆电容值接线图

可按以下公式计算出电缆电容值

式中:ω——交流电角频率,ω=2πf,f=50Hz;

  I——毫安表电流值读数,mA;

  U——电压表电压值读数,V。

交流电桥法测量电缆电容值的接线如图8-3所示。将单臂电桥与标准电容器CN及电缆相连接,使CN及电缆组成电桥的两臂,电桥内阻RA和RB构成另外的两臂。调节电桥内阻RA、RB,当电桥达到平衡时,读取RA、RB的数值。

可按以下公式计算电缆电容值

式中:CN——标准电容器的电容值,μF;

  RA、RB——电桥电阻臂读数,Ω。

图8-3 交流电桥法测量电缆电容值接线图

交流电桥法适用于测量较长电缆线路的电容值,测量时必须要有标准电容器。

17.为何可用电缆电容量的大小来判断故障点?

答:电缆运行中,芯线之间、芯线对地都存在电容。该电容是均匀分布的,电容量与电缆长度呈线性比例关系。

18.高压电缆是否都不能做直流耐压试验?

答:不是。仅有橡塑绝缘电力电缆不能做直流耐压试验。橡塑绝缘电力电缆是塑料绝缘电缆和橡皮绝缘电缆的总称。塑料绝缘电缆包括聚氯乙烯绝缘、聚乙烯绝缘和交联聚乙烯绝缘电力电缆;橡皮绝缘电缆包括乙丙橡皮绝缘电力电缆等。

19.橡塑电缆的机械损伤能用直流耐压试验发现?

答:不能。在电缆附件内,像刀痕、应力锥安放错误等,即使在很高的直流电压下也不能有效地发现缺陷。

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