屏蔽電纜超低頻測試的指南 IEEE P400.2/D1

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超低頻測試

　　
電樹的形成及穿透時間由測試信號的頻率及峰值決定，為使電樹在測試時能完全穿透絕緣層，特制定最常用正弦波及余弦方波超低頻測試信號波形測試電壓值及測試時長標準。

　　
安裝及驗收測試電壓標準依據普遍認可的數值確定，額定電壓為15及35kV電纜的測試電壓值為3Uo。為使施加在電纜上的平均場強與額定電壓值更高的電纜的測試電壓值相近，額定電壓為5 kV及8 kV電纜的測試電壓可高于3Uo。維護中，測試電壓值一般為驗收電壓測試值的80%。如增加測試周期，可將測試電壓再降低20%，請參考[14,15,16]的內容，3U0 的測試電壓值依據[14, 15] 及CENELEC HD 620 1996確定。

　　
表3列出35 kV及以下鎧裝電力電纜超低頻正弦波及余弦方波[7, 14, 15]耐壓測試電壓值，但超低頻測試法也適用于更高電壓等級的電纜，[17, 18]中的內容表明，當正弦波及余弦方波測試信號以有效值為單位時，要獲得相同的電樹生長速率，仍推薦使用相同值電壓。

　　
老化XLPE電纜的擊穿電壓數據表明超低頻正弦波的極大值等于超低頻余弦方波的有效值[19, 20]，由此可見，似乎超低頻正弦波與超低頻余弦方波的等效特性與電纜的擊穿機理有關。故表3的超低頻正弦波電壓數值即可作為有效值也可為峰值。獲得更多數據后，在新版標準中可望指明測試電壓值為有效值或者為峰值。如將該值作為峰值，則建議將測試時間延長一倍。正弦波的有效值等于0.717峰值。

表3：鎧裝電力電纜正弦波及余弦方波測試電壓值
超低頻 Hz正弦波及余弦方波測試電壓值1
電纜電壓相對相	安裝測試2相對地	驗收測試2相對地	維護測試3相對地
kVrms有效值	kVrms有效值	kVrms有效值	kVrms有效值
5	12	14	10
8	16	18	14
15	25	28	22
25	38	44	33
35	55	62	47

　　
1 做正弦波超低頻測試時，表中的測試電壓值即可為有效值也可為峰值，參考前述。如將該值作為峰值，則建議將測試時間延長一倍

　　
2 推薦測試時間為15-60分鐘，具體測試時間可由電纜生產廠家及用戶依據測試理念、系統類型、絕緣狀況、測試頻度及測試方法確定，同時可參考測試數據庫或[7]節內容。如測試中斷，恢復測試時應將計時器重新設置為初始值。0.1Hz 超低頻電壓測試推薦電壓保持時間為15分鐘[7]。如測試頻率低于0.1Hz，則建議延長電壓保持時間。

　　
3 推薦電壓保持時間為15分鐘[7]。

　　
超低頻測試使用頻率為0.01-1Hz頻段的交流信號。市場上銷售的儀器多數使用0.1Hz，頻率在0.0001 Hz - 1 Hz之間的儀器市場上也有售。當電纜系統的感性負荷超過了0.1Hz測試儀器的測量極限，可使用其它頻率的測試儀器。測試儀器的內阻會限制充電電流及測試電壓的升高，在這種情況下，可采用降低測試頻率延長充電時間的方法或使用內阻更小（功率更大）的電源對電纜充電。如已知電纜長度，選擇初始測試電壓及測試時長時可參考測試數據庫或[7, 16]節的內容。

　　
進行超低頻測試時，通常使用正弦波或余弦方波。雖然也使用其它波形，但目前還未制定相關測試電壓標準。

　　
測試注意事項

　　
· 測試前相關人員應獲取被測電纜路徑圖，以便熟悉線路的相關情況，如斷點（終端）的位置，接頭位置、電纜走向及型號等。

　　
· 進行耐壓試驗時如電纜擊穿，則需對故障定位。

　　
· 如電纜絕緣嚴重老化，診斷試驗完成前電纜既有可能被擊穿。

　　
· 無論超低頻測試中斷或完成，都應立即將被測電纜接地。

正弦波超低頻測試
測試用儀器

超低頻測試儀器產生完全正弦波用于測試電纜及容性負載，參看附圖B。測試儀器應有足夠的功率以保證在測試的所有周期中對電纜系統充放電。
方法

將超低頻測試儀與被測電纜或電纜系統連接，將測試電壓值升高至表3指定值。如電纜或電纜系統通過超低頻電壓測試，則將電壓回調為零。對電纜或電纜系統及測試儀器放電后將電纜或電纜系統接地。

如測試過程中電纜擊穿，則測試電壓會迅速下降。此時應關斷測試儀器并對測試儀器及電纜放電然后將電纜接地。要形成故障點的擊穿，擊穿點的局部電場強度必高于絕緣強度而產生局部放電。局部場強由施加于電纜的測試電壓、缺陷結構及空間電荷產生。如在推薦的測試時長內局部放電通道在初始放電之后發展為擊穿通道則電纜即被擊穿，擊穿發生后可使用故障定位儀對故障定位。可對電纜進行預防性維護測試，經過儲運的電纜也應進行測試。發現故障可將其修復或更換故障段電纜。修復后電纜如通過測試，則可將其投入運行。
優點

　　
· 極性的連續變化可減小危險的空間電荷在電纜絕緣層積聚的可能性。

　　
· 交流測試電壓值約為相對地電壓的3倍的交流測試儀器的體積重量及功率比直流測試儀器要大許多。

　　
· 超低頻測試法可用于擠出式、層壓式或混合式絕緣電纜

　　
· 正弦波超低頻測試法易于發現電纜的絕緣缺陷

　　
· 可使用有損耗因數、泄漏電流、諧波損失電流及電介質光譜分析功能的超低頻測試儀診斷性測試絕緣老化程度不同的電纜。

　　
· 可用于電纜診斷測試的局部免放電超低頻高壓發生器市面有售，測試方法參考5.5至 5.7內容.

　　
· 在15-60分鐘的耐壓測試中，帶有超低頻和局放功能的系統能監測電纜的損耗因數和/或局部放電。

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