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影响电缆局放大小主要是什么原因?

一、分析电缆产生局放的原因
 1.局部放电的定义
  绝缘体中只有局部区域发生放电,而没有贯穿施加电压的整个导体之间,这种现象称之为局部放电。
  2.产生局部放电的基本原因是电缆绝缘中存在弱点(如气隙、杂质等),当这些局部区域弱点中的电场强度达到一定值时,该区域就会发生放电。这些微弱的放电能量产生的不良效应,日积月累,最后也能导致整个电缆绝缘的击穿,造成断电事故,这种情况举不胜举。因此目前,动车高压电缆必须进行局放试验。
  局部放电是一种很微小的放电,它以放电电荷量的形式体现出来,单位为微微库仑:即pC。根据现行国家标准规定,对于高铁专用电网27.5kV 的交联电缆,在37.5kV的工频试验电压下,电缆的局部放电量不能超过15pC。在局部放电试验系统中,这么小的放电量,要在37.5kV的试验电压下测量,其测量难度可想而知,这既要提高检测仪器的灵敏度,又要提高系统的抗干扰能力,才能测到微小的放电量。
  二、影响试验系统的干扰问题
  1.选址方面
  由于车间现场有多个生产台位,不同台位同时生产,每辆动车生产所使用的电动设备、试验设备很多,所产生的干扰类别也不同,所以尽量在远离这些干扰源的地方选址进行局放检测。最好选用一个单独的、封闭的车间来试验。
  2.接地方面
  对于局放系统的接地,要求是单独接地,不能和工厂的配电网,车间的接地网连接在一起。工厂锅炉、风机、变频设备等高噪音、高干扰的电器设备很多,这些设备的零线、地线、外壳接地等经常混接,造成车间的地网上有太多的电磁干扰。如果局放系统的接地与之接在一起,干扰将很容易地通过地线进入测量系统。因此,局放测量系统都必须有自己的、单独的接地系统,要求接地电阻小于1Ω,或小于工厂配电间的接地电阻。这一接地系统一般采用35~50平方紫铜棒或镀锌圆钢1~3根构成,根据不同地区的土质及地下水位的情况,深入地下10~20米。我们用¢50的镀锌圆钢打了4根,打入地下18米深,测得接地电阻0.6Ω。除了接地电阻满足要求外,还需要用2米长PVC管套在接地极的地表端,隔离地表的电磁干扰。地表1~2米范围内各种接地电磁干扰特别大。接地极引入室内的过程中,也要注意接地体不能与墙面、地面等物体接触,要用绝缘支架等绝缘固定好。
  大地是不良导体,它能传输各种干扰,传输能力随天气的变化而改变,在天气比较潮湿的日子里,大地的导电性能好一些,其传输能力强一些,即干扰大一些。相反,在天气干燥的时候,由大地传入的干扰就要小得多。为了解决这个问题,把所有的局放测试设备均座落在一个绝缘地坪上,除了专用的接地棒之外,系统设备没有其它任何与外界大地相连接的通路。系统内部各设备的接地也必须遵循单点接地的原则,不能有循环的接地线。
  在进行动车高压电缆局放试验时,由于动车车外壳通过轨道和厂房钢结构连接在一起,为防止循环接地,测试时需将电缆接地线和动车接地分开。
  3.空间方面
  随着现代化的进程,广播、无线通讯系统日益发达,各种无线电信号四通八达,因此来自空间的干扰,也是非常严重的。另外,被测试的电缆本身就是一个电感线圈形状的天线,十分容易接收干扰信号,因此,局放测试若在屏蔽室内完成,效果会更好些。局放测试的屏蔽室,可以采用2~3mm的钢板无缝焊接而成。实际使用中,由于穿线电缆管的存在,最终的屏蔽效果会有所降低。
  4.电源方面
  任何局放测试系统,均需使用动力电源。工厂各种用电设备很多,导致电压波动、谐波等干扰情况十分严重。
  首先,整个局放系统的供电要求最好有一个独立的供电系统,设置一个独立的10 kV/380V或(35kV/380V)的变压器,专为电缆局放试验使用,避免其它用电设备的干扰。从配电站到试验区,用一根专用的屏蔽电缆连接起来。
  在电源方面我们做了以下工作。
  整个局放系统的供电用一个独立的供电系统,即直接从公司的东风泵高压分站引进6kV电源,在东风泵高压分站的南侧新上了一座250KVA,6.3/0.4KV的箱变,专为电缆局放试验使用,避免其它用电设备的干扰。在箱变中加了一台电容补偿柜,主要抑制电网谐波。
  从箱变到局放试验间,用一根长度为280米,50m2的380V专用屏蔽芯电缆连接起来电缆通过埋地敷设方式到达试验间,此低压电缆长度至少150米,电缆较长可以减小电网电压的波动、谐波干扰等问题。根据此段电缆长度要求,我们选定了箱变位置,定在东风泵高压分站的南侧,箱变与试验间距离200米左右。
  三、结束语
  通过以上选址、单独接地、空间屏蔽、电源滤波等四个方面的努力,最终实现了系统的背景噪音符合试验标准的要求,满足了高速动车专用27.5kV高压电缆的局放测试要求。
  实际测得数据,短电缆(约2米)局放背景<1pC,长电缆(约20多米)局放背景7-8pC,电缆试验值均小于15PC规范值要求,电缆局放试验通过。

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