電纜直流耐壓試驗存在的問題 (直流高壓發(fā)生器)
高壓試驗技術(shù)的一個通用原則:試品上所施加的試驗電壓場強(qiáng)必須模擬高壓電器的運行工況。高壓試驗得出的通過或不通過的結(jié)論要代表高壓電器中的薄弱點是否對今后的運行帶來危害。這就意味著試驗中的故障機(jī)理應(yīng)與電器運行中的機(jī)理有相同的物理過程。按照此原則,電纜進(jìn)行直流耐壓試驗的問題主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
2.1直流電壓下,電纜絕緣的電場分布取決于材料的體積電阻率,而交流電壓下的電場分布取決于各介質(zhì)的介電常數(shù),特別是在電纜終端頭、接頭盒等電纜附件中的直流電場強(qiáng)度的分布和交流電場強(qiáng)度的分布完全不同,而且直流電壓下絕緣老化的機(jī)理和交流電壓下的老化機(jī)理不相同。因此,直流耐壓試驗不能模擬電纜的運行工況。
2.2 電纜在直流電壓下會產(chǎn)生“記憶”效應(yīng),存儲積累單極性殘余電荷。一旦有了由于直流耐壓試驗引起的“記憶性”,需要很長時間才能將這種直流偏壓釋放。電纜如果在直流殘余電荷未完全釋放之前投入運行,直流偏壓便會疊加在工頻電壓峰值上,使得電纜上的電壓值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其額定電壓,從而有可能導(dǎo)致電纜絕緣擊穿。
2.3直流耐壓試驗時,會有電子注入到聚合物介質(zhì)內(nèi)部,形成空間電荷,使該處的電場強(qiáng)度降低,從而難于發(fā)生擊穿。電纜的半導(dǎo)體凸出處和污穢點等處容易產(chǎn)生空間電荷。但如果在試驗時電纜終端頭發(fā)生表面閃絡(luò)或電纜附件擊穿,會造成電纜芯線上產(chǎn)生波振蕩,在已積聚空間電荷的地點,由于振蕩電壓極性迅速改變?yōu)楫悩O性,使該處電場強(qiáng)度顯著增大,可能損壞絕緣,造成多點擊穿。
2.4電纜致命的一個弱點是絕緣內(nèi)易產(chǎn)生水樹枝,一旦產(chǎn)生水樹枝,在直流電壓下會迅速轉(zhuǎn)變?yōu)殡姌渲Γ⑿纬煞烹?,加速了絕緣劣化,以致于運行后在工頻電壓作用下形成擊穿。而單純的水樹枝在交流工作電壓下還能保持相當(dāng)?shù)哪蛪褐?,并能保持一段時間。
2.5實踐也表明,直流耐壓試驗不能有效發(fā)現(xiàn)交流電壓作用下的某些缺陷,如在電纜附件內(nèi),絕緣若有機(jī)械損傷或應(yīng)力錐放錯等缺陷。在交流電壓下絕緣易發(fā)生擊穿的地點,在直流電壓下往往不能擊穿。直流電壓下絕緣擊穿處往往發(fā)生在交流工作條件下絕緣平時不發(fā)生擊穿的地點。