電纜基本性能測試技術(shù)
1、檢驗(yàn)方式
例行試驗(yàn):是制造廠對全部成品電纜進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。其目的是檢查產(chǎn)品質(zhì)量是否符合技術(shù)條件的要求,以便發(fā)現(xiàn)制造過程中的 偶然性的缺陷。它是非破壞性的實(shí)驗(yàn),如導(dǎo)線的直流電阻、絕緣電阻時(shí)間。和耐壓試驗(yàn)局部放電檢測等。
型式試驗(yàn):是制造廠家定期對產(chǎn)品進(jìn)行全面的性能檢驗(yàn),特別是對一種新產(chǎn)品在定型成批生產(chǎn)之前,或?qū)σ环N產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、材料和主要工藝有了變更而可能影響電纜的性能時(shí)進(jìn)行的試驗(yàn)。通過型式試驗(yàn):可檢驗(yàn)該產(chǎn)品能否滿足運(yùn)行的要求,并可與老產(chǎn)品進(jìn)行比較。如絕緣和護(hù)套的熱老化性能、
電力電纜長期穩(wěn)定性試驗(yàn)等。
驗(yàn)收試驗(yàn):是電纜安裝敷設(shè)后對電纜進(jìn)行的驗(yàn)收試驗(yàn),以便檢查安裝質(zhì)量,發(fā)現(xiàn)施工中可能生的損傷。如安裝后的耐壓試驗(yàn)等。
2.試驗(yàn)項(xiàng)目
2.1導(dǎo)線直流電阻的測試
電線電纜的導(dǎo)電線芯主要傳輸電能或電信號。導(dǎo)線的電阻是其電氣性能的主要指標(biāo),在交流電壓作用時(shí)線芯電阻由于集膚效應(yīng)、鄰近效應(yīng)面比直流電壓作用時(shí)大,但在電眼頻率為50Hz時(shí)兩者相差很小,現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定那個(gè)均只能要求檢測線芯的直流電阻或電阻率是否超過標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定的值,通過此項(xiàng)的檢查可以發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)工藝中的某些缺陷:如導(dǎo)線斷裂或其中部分單線斷裂;導(dǎo)線截面不符合標(biāo)準(zhǔn);產(chǎn)品的長度不正確等。對電力電纜,還可檢查其是否會(huì)影響電線電纜產(chǎn)品的運(yùn)行中允許載流量。
對導(dǎo)體直流電阻的測量有單臂直流電阻法和雙臂直流電橋法,后者的準(zhǔn)確度較前者高一些。測試步驟也較前者復(fù)雜。
2.2 絕緣電阻的測試
絕緣電阻式反映電線電纜產(chǎn)品絕緣特性的重要指標(biāo),它與該產(chǎn)品的耐電強(qiáng)度,介質(zhì)損耗,以及絕緣材料在工作狀態(tài)下的逐漸劣化等均有密切的關(guān)系。對于
通信電纜,線間絕緣電阻過低還會(huì)增大回路衰減、回路間的串音及在導(dǎo)電線芯上進(jìn)行遠(yuǎn)距離供電泄露等,因此都要求絕緣電阻應(yīng)高于規(guī)定值。
測定絕緣電阻可以發(fā)現(xiàn)工藝中的缺陷,如絕緣干燥不透或護(hù)套損傷受潮;絕緣受到污染和有導(dǎo)電雜質(zhì)混入;各種原因引起的絕緣層開裂等。在電線、電纜的運(yùn)行中,經(jīng)常要檢測絕緣電阻和泄漏電流,以此作為是否能夠繼續(xù)安全運(yùn)行的主要依據(jù)。
目前電線電纜絕緣電阻的測量,除了用歐姆計(jì)(搖表)外,常用的有檢流計(jì)比較法高阻計(jì)法(電壓——電流法)。
2.3電容及損耗因數(shù)的測量
電纜加上交流電壓,就有電流流過,當(dāng)電壓的幅值和頻率一定時(shí),電容電流的大小是正比于電纜的電容(Cx)。對于超
高壓電纜,這種電容的電流可能達(dá)到與額定電流可以相比的數(shù)值,成為限制電纜容量和傳輸距離的重要因素。因此電纜的電容也是電纜的主要的電性能參數(shù)之一。
在交流電場中,電纜中的絕緣體由于泄露電流和各種極化存在,會(huì)形成介質(zhì)損耗,以介質(zhì)損耗因數(shù)或損耗角正切值(TANδ)來表示,它不但浪費(fèi)電能,而且會(huì)使介質(zhì)(絕緣體)發(fā)熱,加速絕緣老化,因此TANδ也是電纜主要參數(shù)之一。
通過電容和損耗因數(shù)的測量可以發(fā)現(xiàn)絕緣受潮,絕緣層和屏蔽層脫落等各種絕緣劣化現(xiàn)象,因此無論在電纜制造或電纜運(yùn)行中都有進(jìn)行電容和TANδ的測量。
對高壓電纜,Cx和TANδ的測量都在其工作條件下,即工頻高壓下進(jìn)行的,通常使用的都是高壓西林電橋,今年來也有開始使用電流比變壓器電橋。
2.4 絕緣強(qiáng)度試驗(yàn)
電線電纜的絕緣強(qiáng)度是指絕緣結(jié)構(gòu)和絕緣材料承受電場作用而不發(fā)生擊穿破壞的能力,為了檢查電線電纜產(chǎn)品質(zhì)量,保證產(chǎn)品能安全運(yùn)行,所有絕緣類型的電線電纜一般都要進(jìn)行絕緣強(qiáng)度試驗(yàn)。絕緣強(qiáng)度試驗(yàn)可分為耐壓試驗(yàn)和擊穿試驗(yàn)。
耐電壓實(shí)驗(yàn)是在一定條件下對試品施加一定的電壓,在經(jīng)歷一定時(shí)間后,以是否發(fā)生擊穿作為判斷試品是否合格的標(biāo)準(zhǔn)。時(shí)間的電壓一般高于該試品的額定工作電壓,具體電壓值和耐壓時(shí)間,產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中均有規(guī)定,通過耐壓試驗(yàn)可以考驗(yàn)產(chǎn)品在工作電壓下運(yùn)行的可靠性和發(fā)現(xiàn)絕緣中的嚴(yán)重缺陷,也可發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)工藝的一些缺點(diǎn),如:絕緣有嚴(yán)重外部損傷,導(dǎo)體上有使電場急劇畸變的嚴(yán)重缺陷;絕緣在生產(chǎn)中有穿透性缺陷或大的導(dǎo)電雜質(zhì)等。
擊穿試驗(yàn)是在一定的試驗(yàn)條件下,升高電壓直到試品發(fā)生擊穿為止,測量擊穿場強(qiáng)或擊穿電壓。通過擊穿試驗(yàn)可以考核電纜承受電壓的能力與工作電壓之間的安全裕度。擊穿場強(qiáng)時(shí)電纜設(shè)計(jì)中的重要參數(shù)之一。
電纜在運(yùn)行中一般承受的是交流電壓,但在直流輸電系統(tǒng)中及某些特殊場合也有承受直流電壓的,對于高電壓電纜還可能要遭受大氣電壓(雷電)和操作過電壓的襲擊。因此,按實(shí)驗(yàn)電壓波形的不同,可以分為1.交流(工頻)電壓、2.直流電壓、3沖擊電壓三種絕緣強(qiáng)度試驗(yàn)。
2.5 局部放電測量
對于充油電纜基本上沒有局部發(fā)電;油紙電纜即使有局部放電,通常也是很微弱的如幾個(gè)PC,因此這些電纜在出廠試驗(yàn)中可以不測局部放電。對于擠塑電纜,不但產(chǎn)生局部放電的可能性大,而且局部放電對塑料、橡皮的破壞也比較嚴(yán)重,隨著電壓等級的提高,工作場強(qiáng)的提高,這問題就顯得更加嚴(yán)重,因此對高壓擠塑電纜,在出廠試驗(yàn)中都要做局部放電測量。
局部放電的測量方法很多,可以根據(jù)放電產(chǎn)生的瞬時(shí)電荷交換,測量放電脈沖(電測法);也可根據(jù)放電時(shí)產(chǎn)生的超聲波,測量其電壓(聲測法);還可根據(jù)放電產(chǎn)生的光,測量光的強(qiáng)度(光測法)。對于電纜基本上都是采用電測法。
2.6 老化及穩(wěn)定性試驗(yàn)
老化試驗(yàn)即是在應(yīng)力(機(jī)械、電、熱)作用下,能否保持性能穩(wěn)定的穩(wěn)定性試驗(yàn)。
2.6.1 熱老化試驗(yàn)
簡單的熱老化試驗(yàn)是考驗(yàn)試品在熱的作用下發(fā)生老化的特性,把試品放在高于額定工作溫度溫度一定值的環(huán)境中,經(jīng)歷規(guī)定時(shí)間后,測量某些敏感性能在老化前后的變化來評定老化特性。也可以用提高溫度加速試品老化,再加上受潮、振動(dòng)、電場等熱、機(jī)、電等應(yīng)力組成一個(gè)老化周期,每個(gè)老化周期之后,測定某些選定的敏感性能參數(shù)。直到該性能下降到表認(rèn)壽命之值。這樣在較高的溫度T下,得到較短的壽命L(試樣加熱的時(shí)間)。
2.6.2 熱穩(wěn)定試驗(yàn)
熱穩(wěn)定性試驗(yàn)是電纜通過電流加熱的同時(shí)還承受一定的電壓,在經(jīng)歷一定周期加熱之后,測定某些敏感的性能參數(shù)來評定絕緣的穩(wěn)定性。
絕緣穩(wěn)定性試驗(yàn)分為長期的穩(wěn)定性試驗(yàn)或短期的加速老化試驗(yàn)兩種。
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