電纜系統交流預鑒定試驗是電纜檢測中技術難度較高、試驗周期最長的試驗,試驗模擬陽光直射、直埋、穿管、隧道等多種電纜敷設條件,其目的是評估電纜系統在長期運行時的性能和可靠性,以確保其能夠正常運行和滿足設計的要求。
1、主要試驗儀器
試驗使用的設備主要為:工頻串聯諧振試驗裝置、熱循環試驗裝置和沖擊電壓發生器成套裝置。
2、試樣制備
使用制樣工具截取適當長度的電纜試樣,根據電纜的電壓等級不同,其長度有不同的要求。
額定電壓110kV預鑒定試驗應由最少20m長的全尺寸成品電纜包含每種類型附件至少一件的完整電纜系統上進行的電氣試驗組成。附件之間的自由電纜的長度應至少10m。
額定電壓220kV預鑒定試驗應由約100m長的成品電纜包含每種類型附件至少一件的完整電纜系統上進行的電氣試驗組成。附件之間的自由電纜的長度應至少10m。
額定電壓500kV預鑒定試驗應由約100m長的成品電纜包含每種類型附件至少一件的完整電纜系統上進行的電氣試驗組成。
3、試驗布置
電纜和附件需按制造商說明書規定的方法進行組裝,試驗布置應能代表實際安裝敷設的條件,例如剛性固定、撓性固定和過渡方式安裝、地下以及空氣中安裝。特別應當考慮附件熱機械性能的特殊情況。在系統回路的安裝和試驗期間環境條件可能會有變化,但按照標準我們可以認為環境條件的變化并無重要影響。
4、試驗過程
(1)熱循環電壓試驗
熱循環電壓試驗采用導體電流加熱的方式將試樣加熱到規定的溫度。試樣應加熱至導體溫度超過電纜正常運行的導體溫度0K~5K,例如電纜正常運行時導體溫度為90℃,則試驗中導體溫度應達到90℃~95℃。試驗過程中當環境溫度變化時,需要通過調節導體電流來調整導體的溫度。
電纜系統加熱至少8h,在每個加熱期內,導體溫度應保持在上述溫度范圍內至少2h。隨后自然冷卻至少16h,直到導體溫度冷卻至不高于30℃或冷卻至高于環境溫度10K以內,取兩者之中的較高值,此過程為1個加熱冷卻循環。
整個試驗期間內,應對電纜系統施加1.7Uo電壓(Uo為導體對地或金屬屏蔽之間的額定工頻電壓)。試驗需要進行8760h(即365天)。加熱冷卻循環至少進行180次。
(2)雷電沖擊電壓試驗
根據試驗樣品電壓等級的不同,在試驗系統中截取有效長度的電纜進行雷電沖擊電壓試驗,額定電壓110kV電纜樣品截取有效長度最少10m的一根或多根電纜,額定電壓220kV和500kV電纜試樣長度則為30m。
雷電沖擊電壓試驗前需要將電纜加熱至導體溫度超過電纜正常運行的導體溫度0K~5K,導體溫度應保持在上述溫度范圍內至少2h,然后立即進行試驗。對電纜施加規定電壓值的正負極性各10次的雷電電壓沖擊。
(3)電纜系統完成上述試驗后的檢驗
交流預鑒定試驗電纜和各個附件使用制樣工具進行解剖,以正常視力或經矯正但不放大的視力進行檢測,應無可能影響電纜系統運行的劣化跡象(如電氣品質下降、泄露、腐蝕或有害的收縮)。
對于額定電壓110kV和220kV電纜還應進行具有與外護套粘結的縱包金屬帶或縱包金屬箔的電纜組件的試驗。試驗在拉力試驗機上進行,用拉力試驗機的一個夾具夾住剝開一端的外護套或絕緣屏蔽層。再將剝開端的金屬箔向下翻轉后用另一個夾具夾住,以約180°角度從試片上剝離金屬箔,并連續剝離一段足夠長度以顯示粘結強度,記錄試驗力值。
5、試驗結果
按照試驗數據和檢查結果進行判定:
熱循環電壓試驗:應不發生擊穿。
雷電沖擊電壓試驗:試樣在規定電壓值施加的10次正極性和10次負極電壓沖擊后不發生擊穿。
金屬箔粘結強度:應由剝離力除以試樣寬度計算出剝離強度(N/mm)。至少應對5個試樣進行試驗,且剝離強度的最小值應不小于0.5N/mm。
6、試驗意義
電纜系統交流預鑒定試驗的意義在于通過對電纜系統進行一系列的試驗和評估,以確認其在長期運行狀態下的性能和可靠性。這些試驗可以幫助檢測潛在的問題、提前發現可能的故障點,避免電纜系統在運行過程中出現故障或事故,提高電纜系統的可靠性和安全性,為電纜系統的運行和維護提供參考和依據。
海檢檢測海洋電纜實驗室是以海底電纜、超高壓電力電纜、裝備電纜、特種電纜為主要檢測對象的產品實驗室,是以海洋電纜為特色的電纜檢測機構。可開展由海及陸、從低壓到高壓各類電纜的性能測試、型式試驗、預鑒定試驗等檢驗檢測服務,是目前北方地區建設水平高、檢測能力強的第三方電纜實驗室,也是國內少數具有超高壓電纜預鑒定試驗業績的國家中心級檢測機構。
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