2023擠包絕緣高壓直流電纜系統(tǒng)預(yù)鑒定試驗(yàn)方法

IIII目 次前 言 III范圍 1規(guī)范性引用文件 1術(shù)語和定義 1試驗(yàn)條件 2試驗(yàn)要求 4附錄A 8附錄B 錯(cuò)誤！未定義書簽。PAGEPAGE4擠包絕緣高壓直流電纜系統(tǒng)預(yù)鑒定試驗(yàn)方法范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了160kV~550kV擠包絕緣直流電纜系統(tǒng)預(yù)鑒定試驗(yàn)的試驗(yàn)條件、技術(shù)要求、試驗(yàn)結(jié)果評判、試驗(yàn)中斷與恢復(fù)等。本標(biāo)準(zhǔn)適用于交聯(lián)聚乙烯（XLPE）擠包絕緣直流陸地電纜系統(tǒng)，其它擠包絕緣材料、直流海底電纜系統(tǒng)可參照執(zhí)行。規(guī)范性引用文件GB/T3048.13 13部分：沖擊電壓試驗(yàn)GB/T31489.1 額定電壓500kV及以下直流輸電用擠包絕緣電力電纜系統(tǒng)第1部分：試驗(yàn)方法和要求IEC62895 額定電壓320kV及以下高壓直流輸電用擠包絕緣直流陸地電纜及附件：試驗(yàn)方法和要求[Highvoltagedirectcurrent(HVDC)powertransmission—Cableswithextrudedinsulationandtheiraccessoriesforratedvoltagesupto320kVforlandapplications—Testmethodsandrequirements]CIGRETB496額定電壓500kV及以下擠包絕緣直流電纜系統(tǒng)試驗(yàn)方法[RecommendationsfortestingDCextrudedcablesystemsforpowertransmissionataratedvoltageupto500kV]IEEEStd1732550kV及以下擠包絕緣高壓直流電纜空間電荷測量方法[Recommendedpracticeforspacechargemeasurementsonhighvoltagedirectcurrentextrudedcablesforratedvoltagesupto550kV]術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1預(yù)鑒定試驗(yàn)prequalificationtest注1：預(yù)鑒定試驗(yàn)只需進(jìn)行一次，除非該電纜系統(tǒng)的材料、制造工藝、電應(yīng)力設(shè)計(jì)水平有實(shí)質(zhì)性的改變。注實(shí)質(zhì)性改變”供包括試驗(yàn)驗(yàn)證的詳細(xì)例證。3.2DL/TXXX—2019試驗(yàn)回路testloop所有試驗(yàn)對象（包括電纜和附件）同時(shí)試驗(yàn)組成的串聯(lián)回路。3.3模擬回路referencecableloop作為參考回路，用于控制調(diào)節(jié)電纜線芯電流和電纜外護(hù)套溫度。3.4溫度控制系統(tǒng)Temperaturecontrolsystem3.5電纜絕緣層溫度梯度temperaturegradientofcableinsulation3.6空間電荷測量spacechargemeasurement利用脈沖電聲法（PEA）或其它方法進(jìn)行擠包絕緣電纜絕緣層中空間電荷分布的測量。3.7全尺寸電纜full-sizecable與工程現(xiàn)場安裝具有相同結(jié)構(gòu)和額定電壓的電纜，以區(qū)別于開發(fā)試驗(yàn)所用的模型電纜（樣品）。3.8空間電荷測量電纜段spacechargemeasurmentsection在進(jìn)行預(yù)鑒定試驗(yàn)的電纜段中，一段剝除電纜鎧裝護(hù)套、裝有空間電荷測量裝置并進(jìn)行絕緣層溫度差控制的電纜。試驗(yàn)條件試驗(yàn)對象100m（每種類型至少一種，其絕緣設(shè)計(jì)應(yīng)滿足工程實(shí)際應(yīng)用需要。預(yù)鑒定試驗(yàn)前應(yīng)進(jìn)行機(jī)械預(yù)處理。預(yù)鑒定試驗(yàn)的典型試驗(yàn)回路包含的試驗(yàn)對象見圖1。10m附件試驗(yàn)對象間5m空間電荷設(shè)備試驗(yàn)對象接頭試驗(yàn)對象接頭空間電荷測量段，最少15m附件試驗(yàn)對象間的電纜，最少5m0.5m含在附件試驗(yàn)對象中試驗(yàn)對象終端試驗(yàn)對象終端1試驗(yàn)回路內(nèi)試驗(yàn)對象布置電纜設(shè)計(jì)熱參數(shù)電纜導(dǎo)體最高運(yùn)行溫度Tc,max：由電纜供貨商申明。電纜絕緣層內(nèi)最大溫差ΔTmax：由用戶與供貨商共同商定。電纜絕緣層溫差控制方法試樣電壓參數(shù)試樣電壓參數(shù)見表11試驗(yàn)電壓參數(shù)試驗(yàn)電壓說明U0電纜系統(tǒng)設(shè)計(jì)的導(dǎo)體與屏蔽之間的額定直流電壓。UT型式試驗(yàn)和例行試驗(yàn)中的直流試驗(yàn)電壓，推薦UT=1.85U0。UTP1預(yù)鑒定試驗(yàn)（負(fù)荷循環(huán)電壓試驗(yàn)）、型式試驗(yàn)（極性反轉(zhuǎn)試驗(yàn)）和安裝后試驗(yàn)中的直流試驗(yàn)電壓，推薦UTP1=1.45U0。UTP2預(yù)鑒定試驗(yàn)中極性反轉(zhuǎn)試驗(yàn)的直流試驗(yàn)電壓，推薦UTP2=1.25U0。UP1當(dāng)雷電沖擊電壓與實(shí)際直流電壓極性相反時(shí)，電纜系統(tǒng)可能經(jīng)受的雷電沖擊電壓最大絕對峰值的1.15倍（見圖2）UP2,Sa當(dāng)操作沖擊電壓與實(shí)際直流電壓極性相同時(shí)，電纜系統(tǒng)可能經(jīng)受的操作沖擊電壓最大絕對峰值的1.15倍（見圖2）UP2,Oa當(dāng)操作沖擊電壓與實(shí)際直流電壓極性相反時(shí)，電纜系統(tǒng)可能經(jīng)受的操作沖擊電壓最大絕對峰值的1.15倍（見圖2）直流試驗(yàn)電壓的紋波系數(shù)不應(yīng)超過3%。*由于直流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)決定了同極性沖擊受避雷器保護(hù)以及反極性沖擊受換流器的保護(hù)，因此UP2,S不一定等于UP2,o。DL/TXXX—20192操作沖擊和雷電沖擊試驗(yàn)電壓示意圖負(fù)荷循環(huán)（LC）負(fù)荷循環(huán)包括加熱過程和冷卻過程。24h8h16h2h，導(dǎo)體溫度應(yīng)不低Tc,max，且絕緣層內(nèi)溫差應(yīng)不小于ΔTmax（30℃）。高負(fù)荷（HL）高負(fù)荷包括一個(gè)連續(xù)加熱階段。在加熱階段的前8個(gè)小時(shí)內(nèi)，導(dǎo)體溫度應(yīng)不低于Tc,max，且絕緣層內(nèi)溫差不小于ΔTmax，直到高負(fù)荷試驗(yàn)結(jié)束。注：當(dāng)初始8h內(nèi)不能達(dá)到規(guī)定溫度，應(yīng)增加加熱時(shí)間。增加的加熱時(shí)間不計(jì)入高負(fù)荷試驗(yàn)周期。零負(fù)荷（ZL）不加熱。極性反轉(zhuǎn)（PR）24h324h負(fù)荷循2min。疊加沖擊電壓試驗(yàn)（S/IMP）Tc,max，且絕緣層內(nèi)溫差應(yīng)不小于ΔTmax10h，并保持U0（相應(yīng)極性）10h，保持直流電壓，在試驗(yàn)對象上疊加沖擊電壓，連續(xù)10U010h，保持直流電壓，在102minCIGRETB496的規(guī)定。技術(shù)要求認(rèn)可范圍電纜系統(tǒng)通過預(yù)鑒定試驗(yàn)的制造商可作為其他電纜系統(tǒng)的合格供應(yīng)商，應(yīng)滿足以下條件：a）U010%；b）U0下電纜導(dǎo)體屏蔽與絕緣屏蔽處的拉普拉斯電場強(qiáng)度不大于被試電纜系統(tǒng)；Tcond,max不大于被試電纜系統(tǒng)；絕緣層最大溫差ΔTmax不大于被試電纜系統(tǒng)；LCCVSC系統(tǒng)，反之不適用；預(yù)鑒定試驗(yàn)合格的非鎧裝電纜同樣適用于鎧裝電纜，反之亦然；纜系統(tǒng)未發(fā)生熱機(jī)械變化。預(yù)鑒定試驗(yàn)程序基本試驗(yàn)程序如下：長期電壓試驗(yàn)；疊加沖擊電壓試驗(yàn)；空間電荷測量試驗(yàn)（擴(kuò)展式），由供需雙方協(xié)商；d）檢查。長期電壓試驗(yàn)DL/TXXX—2019360LCCVSC23U0為電纜系統(tǒng)設(shè)計(jì)的導(dǎo)體與屏蔽之間的額定直流電壓。表2電網(wǎng)換相換流器LCC系統(tǒng)中的擠包絕緣直流電纜系統(tǒng)試驗(yàn)項(xiàng)目LCLCLC+PRHLHLZLLCLCLC+PR循環(huán)次數(shù)3030204040120303020電壓+-+--+-1.45U01.45U01.25U01.45U01.45U01.45U01.45U01.45U01.25U0注：LC=負(fù)荷循環(huán)，HL=高負(fù)荷，PR=極性反轉(zhuǎn)，ZL=零負(fù)荷表3電壓源換流器VSC系統(tǒng)中的擠包絕緣直流電纜系統(tǒng)試驗(yàn)項(xiàng)目LCLCHLHLZLLCLC循環(huán)次數(shù)404040401204040電壓+-+--+-1.45U01.45U01.45U01.45U01.45U01.45U01.45U0注：LC=負(fù)荷循環(huán)，HL=高負(fù)荷，ZL=零負(fù)荷試驗(yàn)條件見4.5。24h，負(fù)荷循環(huán)不停止。試驗(yàn)期間應(yīng)不發(fā)生擊穿。疊加沖擊電壓試驗(yàn)4.1030m。a）U01.2U010次；b）U01.2U010次；供需雙方商定需進(jìn)行直流疊加雷電沖擊電壓試驗(yàn)時(shí)，所有試樣應(yīng)能經(jīng)受：a）U02.1U010次；b）U02.1U010次；應(yīng)能耐受沖擊電壓試驗(yàn)，試驗(yàn)期間不發(fā)生擊穿。5.5空間電荷測量試驗(yàn)電纜導(dǎo)體溫度和絕緣層溫度差應(yīng)達(dá)到預(yù)定值，并保持不少于2h?？臻g電荷測量試驗(yàn)程序應(yīng)按表4執(zhí)行。表4擠包絕緣直流電纜空間電荷測量程序試驗(yàn)項(xiàng)目ZLZLHLHLLCLC循環(huán)次數(shù)111111加壓時(shí)間≥8h≥8h≥8h≥8h≥24h≥24h電壓+U0-U0+U0-U0+U0-U0注：ZL=零負(fù)荷，TD=最大溫度差試驗(yàn)，LC=負(fù)荷循環(huán)，各試驗(yàn)項(xiàng)目間電纜應(yīng)短路24h。電纜絕緣空間電荷穩(wěn)態(tài)分布下的電場畸變率不大于20%，電場畸變率計(jì)算方法參考附錄B。判。5.6試驗(yàn)結(jié)束后檢查1試驗(yàn)結(jié)果評判、試驗(yàn)中斷與恢復(fù)試驗(yàn)結(jié)果判斷預(yù)鑒定試驗(yàn)中電纜系統(tǒng)不擊穿，并通過5.5.4試驗(yàn)結(jié)束后檢查，則判定該電纜系統(tǒng)通過預(yù)鑒定試驗(yàn)。試驗(yàn)中斷與恢復(fù)如果一個(gè)或多個(gè)電纜附件不能滿足要求，在更換后預(yù)鑒定試驗(yàn)可以在剩余的電纜和附件系統(tǒng)上進(jìn)因試驗(yàn)電源或其他試驗(yàn)設(shè)備外部原因引起的試驗(yàn)中斷，試驗(yàn)可以恢復(fù)繼續(xù)進(jìn)行。如果中斷時(shí)間小于30分鐘，預(yù)定的負(fù)荷循環(huán)試驗(yàn)可以恢復(fù)進(jìn)行。如果中斷超過30分鐘，預(yù)定的負(fù)荷循環(huán)試驗(yàn)應(yīng)重新開始。DL/TXXX—2019附錄A（規(guī)范性附錄）適用范圍試驗(yàn)設(shè)備溫度控制系統(tǒng)設(shè)備溫度控制系統(tǒng)包括以下組件。加熱系統(tǒng)：采用直流或交流電流對導(dǎo)體進(jìn)行加熱，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)回路和模擬回路中絕緣層內(nèi)側(cè)（線芯側(cè)）加熱的設(shè)備。冷卻系統(tǒng)：可實(shí)現(xiàn)電纜外護(hù)套強(qiáng)迫制冷功能的設(shè)備?？刂茊卧和ㄟ^對試驗(yàn)回路和模擬回路中電纜絕緣層內(nèi)側(cè)加熱和外側(cè)冷卻溫度的控制，實(shí)現(xiàn)設(shè)置的溫度梯度分布?？臻g電荷測量設(shè)備空間電荷測量設(shè)備主要包含以下組件。直流高壓源：用于對電纜絕緣層施加極化電場；檢測激勵源：根據(jù)空間電荷-電信號轉(zhuǎn)化的原理，采用不同的激勵源，其中電聲脈沖法（PEA）為電脈沖、壓力波法（PWP，LIPP）為壓力脈沖，熱階躍法（TSM）為熱階躍源；信號檢測模塊：用于對表征空間電荷分布的電信號的放大、濾波和采樣；數(shù)據(jù)處理模塊溫度條件交聯(lián)聚乙烯（XLPE）絕緣電纜在如下溫度范圍進(jìn)行試驗(yàn)，其它擠包絕緣材料以供應(yīng)商或與用戶協(xié)商確定：Tcond,max90℃；20~70℃；電纜絕緣層溫差ΔTmax由供應(yīng)商申明；20~130℃1℃。測量步驟空間電荷測量步驟如下：通過調(diào)節(jié)控制模擬回路中電纜導(dǎo)體電流和電纜外護(hù)套溫度，使電纜導(dǎo)體溫度和絕緣層溫差達(dá)到預(yù)定值；以模擬回路為參考，調(diào)節(jié)控制試驗(yàn)回路中導(dǎo)體電流溫度和電纜外護(hù)套溫度，使電纜導(dǎo)體溫度、2h。對預(yù)鑒定長期電壓試驗(yàn)后的電纜施加直流電壓采集電纜絕緣內(nèi)的空間電荷信號?？臻g電荷測量1h采集一次數(shù)據(jù)。應(yīng)測試不同工況下空間電荷分布。若需要觀察電纜絕緣在不同工況下短路過程中空間電荷分布，應(yīng)按照測試系統(tǒng)的要求先進(jìn)行短1h采集一次空間電荷信號。空間電荷分布的標(biāo)定與數(shù)據(jù)處理方法空間電荷信號的數(shù)據(jù)處理方法，應(yīng)按照測試系統(tǒng)中空間電荷的原理和系統(tǒng)規(guī)劃進(jìn)行。試驗(yàn)結(jié)果電場畸變率E按下式計(jì)