李柯,程偉
(國營長虹機械廠,廣西 桂林 541003)
因電場作用造成的絕緣體漏電是電纜故障中比較常見的故障現(xiàn)象,通過該現(xiàn)象,對其開展直流耐壓和交流耐壓兩種試驗,對于交流耐壓試驗,需要對引發(fā)電流泄露的三種電流,也就是電導、吸收以及電容充放電三種全部進行實驗,而直流耐壓試驗貫徹于電導電流全過程中,其余兩種只在試驗開始,下文重點分析直流耐壓問題。
所謂直流耐壓試驗,簡單來講,就是一種破壞性試驗,在開展直流耐壓試驗期間,會給設備帶來相應損害影響,通過這種方式對高壓狀態(tài)下設備能夠承受的最大電壓峰值進行測試,以此明確設備使用范圍和量程,為確保試驗效果的真實性和準確度,通常情況下,需要開展多次試驗來選擇他們的平均值來決定。
通常來講,電纜發(fā)生漏電后,電流量相對而言比較小,最大時在1 ~2A,在進行直流耐壓試驗時,其中所使用的設備容量非常小,因此,也就要求其質量輕盈,容量下的設備提供支持。相比交流耐壓試驗,需要提升的電纜電容電流量高達上百安倍,因此,使用的設備容量也相對比較高,從這方面來看,直流耐壓試驗應用空間非常廣泛,特別對試驗空間有限情況下,直流耐壓試驗具有一定的應用優(yōu)勢。
在進行直流耐壓試驗過程中,絕緣層電壓分布與電阻兩者呈正比,若絕緣出現(xiàn)局部缺陷情況下,就會導致絕緣電阻也會因此降低,使得為發(fā)生損壞部分形成試驗電壓,若所處電場強度超出承受范圍,沒有發(fā)生損壞的部位出現(xiàn)擊穿時,就會導致絕緣相對比較低的部位發(fā)生擊穿,嚴重情況直接導致全絕緣擊穿。對于交流耐壓試驗而言,因絕緣層電容量與電壓分布兩者不一致,呈反比,因此,不會發(fā)生連續(xù)性擊穿,但可能會導致局部絕緣出現(xiàn)永久性破壞影響,對于部分不發(fā)生貫穿性絕緣擊穿的,則可能造成絕緣性缺陷,從而對電纜保護性帶來相應影響。
在進行電纜維修過程中,采用直流耐壓試驗對其進行判斷,因直流電連接途徑具有直接性特征,通常情況下,都是采取一條直線直接貫穿,以此為依據,對泄露電流大小、電流變化對電纜運行影響進行相應的判斷和分析,這種方式能夠很好地確定電纜運行是否處于安全狀態(tài),相比交流耐壓試驗,因對電容電流方面的要求相對比較大,無法切實判斷電纜運行狀態(tài)。
若正在進行實驗的絕緣出現(xiàn)氣泡現(xiàn)象,借助直流電壓產生的作用影響,因電壓作用下,使得氣泡出現(xiàn)局部放電,因電場在其中的影響,使得氣泡中正負電荷呈現(xiàn)出一種反方向移動情況,并停留在氣泡壁上,在這樣的背景下,外電場會因氣泡壁作用,而降低其強度,同時,也在一定程度上起到對氣泡局部放電的抑制作用,從而減少發(fā)生放電的次數(shù),通過這種方式有效起到對電纜的保護作用。
從根本上來講,在進行電纜維修作用中,對電力設備絕緣強度進行鑒定的主要方法有兩種,一種為直流耐壓,另一種為交流耐壓,兩者在實際應用發(fā)揮的作用存在一定的差別之處,下文基于直流耐壓和交流耐壓的應用性質進行分析,探討電纜維修中直流耐壓的應用。
在進行電纜維修過程中,通過直流耐壓的方式對電氣設備進行相應試驗,要求一個人進行接線作業(yè),另一個人負責查對,確保接線不存在任何錯誤問題,才能正式開展試驗操作。在試驗過程中,所用的微安表若處于高壓接線狀態(tài)下,需要對其進行相應的屏蔽處理,在高壓引線中使用屏蔽線,對于試驗電纜需要使用屏蔽罩,如果試驗過程中沒有專門用于試驗的裝置情況下,對于試驗電容量相對比較小的被試驗物,需要對其加設濾波電容器。
對于半波整流裝置而言,其中需要特別注意的是,整流管最大使用電壓要控制在額定反峰值電壓的50%以內;若采用硅管用于倍壓整流情況,則需要注意的是硅管的極性問題。
在進行高壓測量過程中,采用微安表儀器設備是需要配備相應的保護裝置,所使用的保護電容器應具備絕緣良好的性能優(yōu)勢,嚴禁出現(xiàn)漏洞情況。在正式進行電纜維修直流耐壓試驗過程中,其中,導電回路應與保護電阻兩者相連接,完成試驗后,要經過電阻進行放電,必要情況下,周邊相鄰設備也需要進行相應的放電或者是預先短接。在進行避雷器電導電流試驗過程中,需要采用高壓進行測量,對于可能分相進行的設備,應采取分相的方式進行,這樣做的目的在于方便對各項試驗結果進行相應判斷。
因直流電壓、交流電壓在絕緣層上的分布具有一定的不同之處,兩者分別采用電導和電容反比進行分布,主要目的在于反映各處電容可能發(fā)生過電壓的情況,不同之處就在于直流電壓對個別部位進行反映;除此之外,兩者在電壓方面也存在不同的要求?;诖?,在進行交流和直流兩者的耐壓試驗過程中,不能相互替換。從某種角度來講,在進行直流耐壓試驗過程中,其應用的空間相對比較廣,特別是對某些實驗設備空間有限的試驗而言,可以通過采用直流耐壓完成試驗。
在進行直流耐壓試驗過程中,其中,絕緣層電壓分布于電阻兩者呈正比,這主要在于若絕緣中存在局部缺陷情況下,就會使得絕緣電阻值因此降低,之后就會在沒有發(fā)生缺陷損壞部分形成試驗電壓。若試驗過程中,電場強度處于過高狀態(tài)下,沒有發(fā)生缺陷損壞的部分出現(xiàn)擊穿情況時,就會導致絕緣比較低的位置出現(xiàn)擊穿情況,嚴重情況下,就會出現(xiàn)全方位絕緣擊穿情況。對于交流耐壓試驗而言,可能會造成絕緣部位發(fā)生永久性破壞情況,對于某些部位不一定發(fā)生貫穿性絕緣擊穿的情況下,也可能會因交流耐壓試驗而形成絕緣性缺陷,以上情況也就會對電纜保護性能帶來相應影響。
若正在進行試驗的絕緣中出現(xiàn)氣泡,借助直流電壓產生的作用,以此實現(xiàn)作用后,就會使得氣泡局部性放電,這也就減少了發(fā)生放電的次數(shù),以此起到對電纜的保護作用。在交流耐壓試驗過程中,可能會發(fā)生熱擊穿現(xiàn)象,但通過運用直流耐壓試驗,就能夠很好地避免該現(xiàn)象發(fā)生?;谝陨希訅簳r間與擊穿電壓兩者之間產生的影響相對比較小,但在實際試驗過程中,基本上每個半波都會出現(xiàn)局部性放電情況?;谶@樣的影響狀況下,其中,絕緣材料、油制品等溫度都會出現(xiàn)上升現(xiàn)象,從而導致其發(fā)生分解、變質等問題,降低電纜本身的絕緣性能,同時,也進一步擴大化局部性缺陷情況,通過以上形成一種惡性循環(huán)問題,熱擊穿現(xiàn)象也輕而易舉的發(fā)生。以上足以看出,在進行交流耐壓試驗過程中,因擊穿電壓與加壓時間兩者存在一定的關聯(lián)性,若以此從時間、加壓這兩個因素進行分析,通過采用直流電壓能夠起到對電纜的保護作用,同時,也能進一步強化電纜的使用率以及使用安全性。另外,對于絕緣體的考驗而言,直流耐壓與交流耐壓兩者進行比較,前者不如后者在試驗上的真實性和實際性,而這也就使得最終獲取的實驗結果缺乏相應的準確度,這也是對直流耐壓試驗結果帶來一定影響的重要性因素。
在進行交流耐壓試驗過程中,每半波都會出現(xiàn)局部放電情況,這種情況會在一定程度上促使油、有機絕緣材料的逐步分解、老化以及變質,從而降低其絕緣性能,局部性缺陷也會因此擴大化發(fā)展。在這個過程中,交流耐壓因受到介質損耗帶來的影響,很容易出現(xiàn)熱擊穿現(xiàn)象,從而導致絕緣溫度不斷上升,這也就說明擊穿電壓與加壓時間存在很大的關聯(lián)性,相比交流耐壓試驗,直流耐壓試壓在絕緣上的考驗要弱于交流耐壓試驗,與實際更為接近,同時,在試驗結果上也不如交流耐壓試驗準確。
綜上所述,從根本上來講,開展耐壓試驗,是基于電纜絕緣強度進行的,試驗的作用就是通過對設備絕緣狀況進行相應分析,以此起到對電纜運行安起到保護性作用。從整體上來看,直流耐壓試驗在設備便攜,形成伏安特性曲線等方面具有一定優(yōu)勢,但在電壓電容、實驗結果準確度等不如交流耐壓試驗,因此,這就需要在實際試驗中盡可能地揚長避點,更好地開展電纜維修作業(yè)。