一、烧穿的要求及方法
随着绝缘监督工作的加强,电缆在运行中发生的故障逐渐减少,而在预防性试验中发现的故障相对增多。试验击穿的故障点电阻一般都很高,多数属于高阻故障。据有关部门统计,预防性试验击穿的电缆故障中,90%以上是高阻故障,电缆运行中所发生的故障,高阻故障也占60%以上。然而,必须在低阻情况下才能用电桥法或音频感应法进行测量,所以要将高阻故障进行烧穿处理,使高阻变为低阻,以利测量。一般使用电桥法测量,要求故障电阻值不高于2kΩ,最高不超过100kΩ;使用低压脉冲反射法,要求故障电阻不大于100Ω;使用音频感应法,要求电阻不高于10Ω;使用声测法,故障电阻应在1kΩ左右。烧穿后故障点的电阻值应能满足不同测量仪器的要求。
电缆故障点烧穿的方法有交流烧穿和直流烧穿两种。交流烧穿时需要向故障电缆提供无功电流,所以烧穿设备的容量必须足够大。而且采用交流烧穿方法时,由于在工频交流电一个周期内烧穿电流要通过两个零点,此时绝缘恢复,故障电阻迅速增大,所以故障点容易被烧断。因此,当没有必要将故障点电阻烧到低达100Ω以下时,一般不使用交流烧穿法。
二、交流烧穿
交流烧穿的接线如图所示,图中刀闸开关K选250V、30A,熔丝RD按烧穿变压器B低压侧额定电流选择,R为水电阻,通常可利用容量较大的自来水槽,烧穿变压器根据表12-1进行选择。
表12-1 烧穿变压器的选择
故障电缆的直流击穿电压kV烧穿变压器的电压等级kV/V烧穿变压器的容量kV·A
10~4035/2205
10以下2×3/2205~7.5
若无表12-1所列变压器,可选用其他适用的变压器。例如,对于10kV电缆,其直流击穿电压为40kV,可选用35kV交流电压进行烧穿。待电缆的直流击穿电压降到10kV以下时再改用6kV变压器。
用音频感应法探测故障点时,在故障点电阻降到200Ω以下后,可用220V的交流电进行烧穿。这种接线只适用于在故障点电阻较小时使用。在烧穿过程中,电流逐渐增大,要特别注意电流不能增加太快,最后的最大电流一般不得超过30A。
三、直流烧穿
常用的烧穿方法是直流烧穿法,其接线与直流耐压试验接线相同(参见图9-5),所不同的是,因烧穿电流较大,无适当容量的限流水电阻,故不宜采用限流电阻。烧穿时所用的直流电压应采用负极性,因为正极性电压会使介质中的水离散,结果使故障点的绝缘电阻升高。
采用直流烧穿时,应先对故障电缆进行直流耐压检测,以确定其故障点的击穿电压值。一般对于运行中的电缆故障需进行此步检测,对于经直流耐压而被击穿的电缆,在已了解击穿电压的情况下就无需进行此步检测。直流烧穿时,若电流增加太快,也存在故障点易被烧断的问题。在烧穿过程中,故障点电阻的降低与稳定需要一个过程。如果在此过程中电流增加太快,将由于故障点面积太小,因热效应而导致故障通道熔断。所以,在烧穿时电流的增加不可太快,应力求平稳,一般以每次增加的电流为原电流的0.3~0.5倍为宜,而且应在每一个电流值上停留一段时间,一般可停留3~5分钟。只有这样,才能将故障点的固体绝缘物逐渐碳化,形成桥路,从而使过渡电阻值稳定地降下来。
必须指出,不要把故障点的电阻降得太低,因为随着故障电阻的降低,虽能给电桥法测量故障带来方便,但给声测定点带来了困难,因声测时故障点发出的能量随着接地电阻的降低而减小。
当试验设备较小时,常采用直流冲击法,其接线如图12-3所示。利用直流电源对电容器C充电,充到球隙G击穿时,电容器上的电荷经故障点放电,冲击电流将使碳化通道逐渐扩大,电阻降低。充电电容器C可取2~10μF,应能承受20~30kV电压。若无适合的充电电容,也可用被试电缆中完好线芯作为充电电容,但在此种情况下,所加直流高压最多不得超过该电缆的试验电压值。