电缆故障需要花钱并造成干扰,因此对电缆测试技术的巨大需求确保电缆和接头处于良好状态,并允许快速定位电缆故障。
虽然电源线在投入使用后有时会很快失效,但故障通常与长时间使用的电缆中的绝缘老化以及相关的电缆接头有关。由于许多电缆都在地下,因此识别,定位和修复故障是一项真正的挑战。
很明显,需要进行诊断测试,以提供有关电缆绝缘状况及其易发生故障的可靠信息。理论上,这种测试最好在电源频率下进行,以便尽可能准确地复制电缆的正常工作条件。
然而,在实践中,这种方法是有问题的。电缆向测试装置提供高容性负载,这意味着如果在工频下进行测试,则需要大量无功功率来为电缆充电。为了满足这一要求,测试装置必须体积大,重且昂贵。因此,不常用电缆的工频测试。
另一种选择是直流测试,使用通常在1或5kV下工作的绝缘测试装置。这样的测试装置小巧,方便且便宜,当它们用于进行适当持续时间(通常是一分钟)的测试时,它们提供了一种特别有用的测试形式,因为它是非破坏性的,并提供了一线的洞察力。电缆绝缘的条件。
然而,必须要说的是,在这些适度的电压下进行直流测试,同时提供有关严重故障存在或不存在的指导,在提供有关绝缘的一般退化和老化的信息方面不太有用。此外,这种形式的测试不会模拟电缆的正常工作条件,因此,当电缆以工频运行时,不会复制绝缘层中的应力分布。
在较高电压下检测绝缘故障可能需要进行高压测试,通常是电缆工作电压的两倍或三倍。然而,严重关注的是高压直流测试会不必要地损坏被测电缆。特别是,有证据支持这种形式的测试鼓励在XLPE电缆中开发水树的观点,这一问题在这种类型的早期电缆中尤其明显。
在生产或安装阶段,水树在绝缘层内以水蒸气的微小夹杂物开始,并长成树状结构。水树本身不会导致电缆立即失效,但危险的是水树可能继续发育,直到它变得导电,因此变成电树。这可能导致电气泄漏和电缆绝缘失效。
这些问题和关注导致了另一种电缆测试方法的发展-在极低频率(VLF)下使用交流电。通常,使用的频率是0.1Hz。在如此低的频率下,即使长电缆的容抗也相对较低,因此即使对于方便的小型测试装置,充电电流也是可控的。
由于测试是在交流电下进行的,因此电缆长时间不受单极施加电压的影响,这被广泛认为会促进水树的发展。
市售的VLF电缆测试装置可分为两类:使用正弦测试波形的测试波形和使用余弦矩形波形的测试波形。通常用于正弦技术测试的优点是它有助于与其他绝缘评估技术相结合,例如正切测量和局部放电(PD)诊断。