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橡塑絕緣電力電纜過去在交接和預防性試驗中，與油浸紙絕緣電纜一樣都采用直流耐壓試驗。在1980年以前幾年，國外電力部門發現了直流耐壓試驗對橡塑絕緣是無效的且具有危害性。大電網會議通過深入廣泛的研究對XLPE電纜改用交流耐壓試驗達成共識，并頒發了《試驗導則》，在*范圍內廣泛推廣應用。我國在九十年代中期已開始并關注此問題，尤其是2001年至今，各省已陸續提出相應的試驗要求。綜觀其發展歷史過程簡述如下：

 

1980年前幾年 國外發現橡塑電纜做直流耐壓試驗存在問題。

1983～1989年 加拿大、德國、瑞典等國部分電力公司試驗改做交流耐壓試驗。

1988年起      德國部分電力公司試用0.1Hz超低頻交流耐壓試驗。

1989～1990年 美國陸續發表關于直流耐壓試驗存在的問題和原因分析方面的文章。

1994年        廣東省和華東中試所協同研究中壓電纜交流耐壓試驗電壓標準問題。

1995年        德國制定VDE DIN 0276 Part 1001 （May 1995）中壓橡塑電纜交接試驗工頻交流耐壓和0.1Hz耐壓試驗電壓標準。

1996年       美國電力研究所（EPRI）發布《中壓電力電纜0.1Hz現場試驗試行導則》（EPRI RP 3392-01/CEA 200-D-780A）（試驗電壓標準）

1997年       大電網會議（CIGRE）第21、09工作組發表《高壓擠包絕緣峻工驗收試驗導則》（30～300Hz及試驗電壓標準）。

1999年                        廣東制定中壓橡塑電纜交流試驗電壓標準暫行規定。

2000年左右    北京、廣東及其他地區對110、220kV XLPE電纜作交流耐壓試驗。

2002年2月    江蘇頒發《電力設備交接和預防性試驗規程》。

2002年2月    華北地區頒發《電力設備交接和預防性試驗規程》。

2003年3月    山東頒發《電力設備交接和預防性試驗規程》。

2003年6月~12月 安徽、浙江、湖北、福建、吉林起草《橡塑電纜交接和預防性試驗規程》。

2004年5月    南方電網公司頒發《電力設備預防性試驗規程》。

從以上歷史過程中可以看出，交流耐壓試驗是客觀的需要。經過國內外20年左右的研究和實踐，從理論基礎研究到現場試驗經驗的積累，技術上已趨于成熟。在我國的廣東、華北、江蘇、山東、安徽等地區和省份已有地方試驗規程并正式推廣應用。修訂發布全國電力行業統一標準也只是時間問題。為適應我國電力建設的快速發展，尤其是城、農網改造帶來交聯電纜的大量增加，

全國其它各省、自治區均在進行或準備進行相關規程的修訂工作。從技術方面來看，討論zui多的是試驗頻率，試驗電壓及加壓時間等參數。

由于電纜的電容量較大，采用傳統的工頻試驗變壓器很笨重、龐大，且大電流的工作電源在現場不易取得。因此一般都采用變頻串聯諧振試驗裝置。其輸入電源的容量能顯著降低，重量減輕，便于使用和運輸。初期多采用調感式串聯諧振設備（50Hz），但存在自動化程度差、噪音大等缺點。因此現在大都采用調頻式（30～300Hz）變頻串聯諧振試驗裝置，可以得到更高的品質因數（Q值），并具有自動調諧、多重保護、以及低噪音、靈活的組合方式（單件重量大為下降）等優點。

綜合國內外有關技術資料，選擇合適的試驗頻率范圍是個比較重要的問題。在這方面，有一些不同的觀點和提法。（見圖1）圖中不同的提法可分成4類：第1類為較寬頻率范圍30～300Hz、20～300Hz、1～300Hz；第2類為工頻范圍，45～65Hz、45～55Hz；第3類為接近工頻，35～75Hz；第4類為超低頻，0.1Hz。

 

 

 

 

 

 

圖1 試驗電壓頻率范圍的不同提法

為了便于進一步討論頻率范圍的選擇問題，現摘錄ISH’99倫敦會議有關論文中不同頻率和波形下的擊穿電壓研究結果列于圖2。

 

國內外有關絕緣擊穿的研究表明：橡塑電纜正常絕緣的樣品，其擊穿電壓都相當高，即使它們的平均擊穿電壓水平也顯著高于交接和預試試驗電壓。因為交接和預試電壓是用來發現絕緣缺陷的，不是用來鑒別正常絕緣的絕緣水平的。所以不能直接比較不同頻率下正常絕緣樣品的擊穿電壓，比較了也缺乏實用意義。

 

1、新電纜    2、針—板電極      3、電纜有機械“故障”    4、電纜有水樹枝

 

圖2 交聯聚乙烯（XLPE）電纜樣品在不同頻率和電壓波形下的擊穿電壓

 

交接和預防性試驗屬于工業性試驗性質。由于工業性試驗條件不可能很嚴格，影響因素較多，在判斷試驗結果時，允許有一定的偏差。

 

（1）第1類較寬頻率范圍

大電網會議第21、09工作組發布的《試驗導則》，建議頻率范圍為30～300Hz。但實際上更低一些頻率也具有較好的等效性。IEC 60840和IEC 62067標準草案（2001年和2000年）就規定可采用20～300Hz。

國外有些廠家設計串聯諧振用電抗器，在特殊情況下也有采用zui低頻率為25Hz或20Hz的。當然，頻率愈低，被試電纜的長度（電容量）可增大。但是電抗器鐵心因此放大，使重量增加。個別資料為1～300Hz，這說明實際應用中頻率下限有可能取得更低，例如小于20Hz甚至到0.1Hz也是可行的。進一步表明在此頻率范圍內，絕緣內部各介質的電壓分布及介質特性仍基本相同。

工作頻率超過300Hz是否適當？有資料報導說，隨頻率增高，串諧電抗器及勵磁變壓器的損耗降低，但是要考慮被試品電容介質的極化發熱問題，因此頻率高于300Hz是不可取的。

（2）第2類為工頻范圍

上工業頻率主要指50Hz和60Hz兩種，故IEC標準規定對高壓絕緣的工業試驗頻率范圍為45～65Hz，在我國額定工頻為50Hz。GB/T16927.1-1997規定工頻試驗頻率范圍為45～55Hz。

認為工頻電力電纜的試驗電壓也必須是工頻，這是趨于比較保守的觀點。針對此問題應該著重說明交接和預防性試驗的目的在于發現絕緣缺陷。而且其試驗電壓標準的判定原則就是根據發現缺陷的能力來定的。在不同的頻率下只要絕緣內部介質電壓分布相同，又有基本相同的檢出絕緣故障的能力，就能達到試驗的目的。因此即使選用比工頻范圍更寬的頻率也是可以接受的。

（3）第3類為接近工頻頻率，35～75Hz

國外曾對正常XLPE（交聯聚乙烯）絕緣電纜樣品，在不同頻率下進行擊穿試驗。結果表明在頻率為35～75Hz時擊穿電壓均落在可置信度95%之內。因此有觀點贊成試驗電壓頻率選在35～75Hz。也較為靠近運行電壓頻率50Hz。值得注意的是，上述測試結果是對正常絕緣做的擊穿試驗。而交接和預防性試驗所采用的試驗電壓值是偏低的，它只能擊穿有缺陷的絕緣弱點（機械損傷、水樹枝、終端頭或接頭盒應力錐施工或用料錯誤，等等），*不足以擊穿電纜本體的正常絕緣?？梢妰煞N試驗的目的和工作機理均不相同。似乎沒有必要將正常絕緣35～75Hz的擊穿特性“延伸”應用到檢測絕緣缺陷方面。

（4）大電網會議CIGRE第21、09工作組由10個國家資深的電纜專家組成。在90年代中期為了選擇適當的交流耐壓試驗的頻率范圍，做了大量、仔細的基礎研究工作。得出頻率在30～300Hz范圍內，橡塑電纜內部幾種典型絕緣缺陷的擊穿特性沒有明顯差別。這應該是可信的，也得到普遍采用。分析形成這種在不同頻率下良好的擊穿特性，主要原因是優良的同軸絕緣結構，單一的絕緣介質，材質相對純潔，電場分布合理、規則。因此，在不同頻率下結構內部電壓分布相同，形成寬頻率范圍試驗的條件。

（5）此外，另一個研究報告（圖2），也提供了相似的結論。它比較了正常和有缺陷XLPE電纜樣品在50Hz和250Hz兩種頻率下的擊穿特性統計值。表明在這兩種頻率下，有缺陷的電纜的擊穿特性沒有明顯的差別。同時也比較了0.1Hz，振蕩波電壓與50Hz的試驗結果。

有幾個報導稱，振蕩波電壓法不夠有效，不宜采用。

0.1Hz超低頻率試驗具有認可的等效性，但目前0.1Hz試驗設備的輸出電壓僅能滿足中壓電纜（3～35kV）的試驗要求。國內0.1Hz的試驗設備還有待進一步開發、完善。

（1）中壓部分（3～35kV）

l   CIGRE SC21科技委員會推薦論文21-05號，1990年：

交流試驗電壓2U₀～3U₀是適當的，能得出可靠的試驗結果。

l   德國工業標準：VDE DIN 0276 Part 1001，1995

工頻交流電壓，2U₀，45～65Hz，30min

（2）高壓部分（60～500kV）