KVTL-7000kVA/350kV电缆局部放电试验系统

一. 使用环境：

    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：既pC。根据现行国家标准规定，对于26/35kV的交联电缆，在45kV的工频试验电压下，电缆的局部放电量不能超过5 pC 。在出厂的局部放电试验系统中，5pC的放电量，等同于50mV的脉冲放电，要在45000V的试验电压、1μF的试品电容下，脉冲降至50μV，其测量难度可想而知，这既要提高检测仪器的灵敏度,检测到这种微小的放电，又要提高系统的抗干扰能力，排除外界原因，找到电缆缺陷。为此，我们从以下三个干扰可能到来的方面进行了大量细致的工作。

• 接地方面:

    对于局放系统的接地,我们要求是单独接地,不能和工厂的配电网,车间的接地网连接在一起。在我们国内的电缆厂里,有许多大功率的用电设备,如交联机、挤塑机、拉丝机、框绞机等等,它们大多采用大功率的交、直流马达,调节导通角的可控硅等高噪音、高干扰的电器设备,这些设备的零线、地线、外壳接地等经常含混不清，造成车间的地网上有太多的干扰。如果我们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，我们的局放测量系统都必须有自己的、单独的接地系统，这一接地系统一般采用直径25—50毫米的紫铜棒，1—3根构成，根据不同的土质及地下水位的情况，深入地下10—20米，接地电阻要求小于1Ω，或小于工厂配电间的接地电阻。
    众所周之，大地是不良导体，但它也可以传输各种干扰，但其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，我们所有的局放测试设备均座落在一个绝缘材料隔离的地坪上，除了专用的接地棒之外，系统设备没有其它任何与车间大地相连接的通路。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。

    在进行半成品试验时，由于大多数厂家均采用铁制电缆盘，而半成品又没有外护套，因此进行半成品试验时，为防止循环接地，需将电缆盘垫起来，以减少接地回路引入的干扰。

• 空间方面:

    随着信息化的进程,我们的广播、电视通讯系统日益发达,各种无线电信号铺天盖地，均可产生很大的空间干扰。在工厂各车间的大功率变频电源、大功率可控硅电源，再加上工厂车间内行车运行的火花,电焊机工作的火花,因此，在电缆厂的车间内，来自空间的干扰,也是非常严重的，而且被测试的电缆盘本身就是一个电感线圈形状的天线，十分容易接收干扰。因此，局放测试工作若没有屏蔽室来排除这些来自空间的干扰，是无法进行局放测试的。
    局放测试的屏蔽室，一般采用2—3mm的钢板无缝焊接而成，要求在屏蔽室做好之后，未开电缆管的情况下，对10kHz—1MHz的干扰信号有60—120dB以上的衰减。
    实际使用中，由于穿线电缆管的存在，最终的衰减性能可能会有所降低，会出现手机在屏蔽室内可以接收信号的情况，这是由于手机的工作频率在800MHz左右，只要屏蔽室有很小的缝隙（如电线管、门缝隙等）就可以让手机信号通过，但由于800MHz已大大超出了局放测量频率，因此，对局放测量影响不大。大家可用收音机的中波对屏蔽室的衰减效果进行简单的测试，一般在开门情况下，进入屏蔽室两米后，就收不到收音机的中波信号了，这就是为什么有的厂家可以开门做局放测试的原因，而对收音机的调频信号，则基本没有衰减作用。
    上面讲到的两点，均属于局放测试系统的前期准备工程，只要在施工过程中注意满足各项衰减、屏蔽、接地、隔离方面的指标，基本可排除上述两方面的干扰。

• 电源方面：

    任何局放测试系统，均需使用工厂的动力电源，而电缆厂大功率的设备很多，电源干扰情况也十分严重，因此我们在电源方面花的精力也最多。
    首先，整个局放系统的供电要求有一个独立的供电电源，即直接从工厂的10kV（或35kV）进线，在工厂配电站设置一个单独的10 kV/380V或（35kV/380V）的降低变压器，与工厂其它的用电设备区分开来。
    从配电站到试区，用一根长度在200米左右的专用电缆连接起来。这根电缆采用3芯分相铜带屏蔽，再加1芯电焊机线作为中线，外面再加装钢带铠装，与分相铜带屏蔽构成电屏蔽和磁屏蔽。

    进入试区之后，电源首先进入双屏蔽隔离变压器，在这个隔离变压器的原边线圈和副边线圈之间，分别设有两层静电屏蔽层，以隔离来自电源的高频干扰。
    隔离变压器之后的第二道防干扰措施是低压滤波器，它采用双π型回路对电源干扰进行滤波。
    系统最后是高压滤波器，由三级电感和三级电容组成，主要滤去高压电抗器产生的局放干扰。同时，最后一级电容又兼作局放信号耦合电容器使用，试验需要的局放、定位、电压、峰标、击穿信号均从耦合电容器上耦合而得。
    通过以上单独接地、空间屏蔽、电源滤波等三个方面的努力，最终才能实现系统的背景噪音小于2pC的目标，满足交联电缆的局放测试要求。

二. 技术指标：

1. 输出电压：350kV/135kV/67kV
2. 品质因素Ｑ（设计值）: /40
3. 电压测量误差：≤±3％；
4. 局部放电量测量误差：≤±5%；
5. 定位精度: ≤±2.5米或≤±1%电缆长度；
6. 系统设备空载运行局放水平:PD≤5pC（100%额定电压下）；
7. 总谐波畸变:小于额定值的0.5％
8. 负载周期:在50％额定负载下，最长运行时间为?1 小时
9. 温度范围:0℃—40℃
10. 最高海拔:≤1000米

三. 技术配置：

1. 控制台KVTC-210
    系统的所有控制功能均由控制台来实现，其主要功能如下：

1. 励磁电压表,?高压电压表,高压电流表,铁芯间隙指示表；
2. 高压合分、电压调节、谐振调整、高压抽头转换、定时耐压等功能；
3. 电压测量精度：±3%;
4. 联锁保护功能,ARC击穿保护功能；
5. 零压启动、自动/手动回零。

2. 感应电动调压器 KVGS-210/0.38（内装低压滤波器一台）
    KVGS型调压器在本系统中给励磁变压器提供从零起至额定值的可变交流输入电压，具有电压波形畸变小，功率损耗低，效率高等优点，并具有电动调节，零电压输出，上下限位，零电位启动等功能。其技术参数如下：

额定输入	380V	210kVA	553A	50Hz
额定输出	0-420V	210kVA	500A	50Hz

冷却方式：油浸式

3. 励磁变压器KVJLB-210/0.38
    励磁变压器为串联谐振回路提供激励电压，并将试验回路与电源回路隔离开来，其技术参数如下：

1. 输出电压：15kV/5kV/3kV
2. 内附15kV/5.0kV/3.0kV电动无放电转换开关。
3. 型式：油浸变压器
4. 冷却方式：油浸冷却

4. 谐振电抗器KVDK-7000/350
    KVTF-7000/350型谐振电抗器在本系统中作为主机，由它与负载电容构成串联谐振回路,当电抗器的感抗与电缆的容抗相匹配时,达到谐振状态，产生系统高电压输出。电抗器设计采用优质硅钢片，精密滚珠丝杆传动，具有损耗低、品质因数高、局放量小等优点。其技术参数如下：

1. 冷却方式：油浸自冷
2. 内附?350kV/135kV/67kV电动无放电转换开关；
3. 电抗器具有自耦升压功能，可满足短段电缆试品试验要求。