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1、中华人民共和国国家标准电线电缆电性能试验方法局部放电试验Test methods for determining electrical properties of electric cables and wiresPartial discharge testGBT 3048.121994代替 GB 3048.121983国家技术监督局 1994-05-19 批准 1995-01-01 实施本标准等效采用 IEC 885-3(1988)整根挤包电缆局部放电试验。1 主题内容与适用范围本标准规定了局部放电的试验设备、试样制备、试验步骤及注意事项。本试验方法适用于测量不同长度挤包绝缘电力电缆的局部放
2、电，即在规定电压下和给定灵敏度下测量电缆的放电量或检验放电量是否超过规定值。电线电缆电性能试验的一般要求、定义及试验设备的定期校验要求规定在 GBT 3048.1 中。2 引用标准GBT 3048.1 电线电缆电性能试验方法 总则3 试验设备3.1 试验设备由千伏安容量满足被试电缆长度要求的高压电源，高压电压表，测量回路，放电量校正器， 双脉冲发生器等组成。如有必要，还包括终端阻抗或反射抑制器。试验设备所有部件的噪声水平应足够低，以得到所要求的灵敏度。试验电源的频率取接近正弦波形的工频交流 4961Hz。峰值与有效值之比等于2，误差7%。3.1.1 试验回路和仪器 试验回路包括试品，耦合电容器
3、和测量回路。测量回路由测量阻抗(测量仪器的输入阻抗和选定与电缆阻抗匹配的输入单元) ，连接导线和测量仪器等组成。测量仪器或检测器包括合适的放大器，示波器，另外可根据需要增加仪器指示局部放电的存在并测出视在电荷。3.1.2 双脉冲发生器 局部放电测试回路的特性需用双脉冲发生器进行校核，双脉冲应与工频同步，两个结对且相等的脉冲，其间隔时间，应从 0.2 到 100s 连续可调，脉冲的前沿(上升时间)应不超过 20ns，从 10%波头值到 10%波尾值的时间应不超过 150ns。3.1.3 终端阻抗(特性阻抗) 为了抑制电缆远端(远离检测器的电缆终端 )开路情况下的脉冲反射，可在远端连接终端阻抗，其
4、阻抗值应与电缆试样的特性阻抗值相等。3.1.4 反射抑制器 如试验时无终端阻抗，为了避免脉冲迭加的影响，可采用反射抑制器，即一种电子开关，在大多数情况下，能闭锁检测器的输入，隔断电缆远端开路情况下的反射脉冲，但是，当局部放电的部位处于远端或其附近时则有些正迭加就难以避免。3.2 确定试验回路的特性试验回路特性应在使用条件下加以确定。确定试验回路特性的常用试验线路见图1图 5。对电缆导体两端(以及屏蔽两端 )连结一起时也可应用类似的试验线路。3.2.1 叠加性能如果不采用终端阻抗，就必须测定测试回路对行波叠加的性能，按图 6 连接双脉冲发生器，并标绘出双脉冲曲线图(见图 6，图 7图 9)。这种
5、校核至少每年进行一次或在重要回路部件已修理调换过时要进行。3.2.2 终端阻抗采用终端阻抗(见图 4)时，它对于被试电缆的适用性应按第 8 章规定的方法加以证实。这种校核至少每年进行一次或提出要求时或重要的回路部件已修理调换过时要进行。3.2.3 反射抑制器使用反射抑制器的目的是要获得符合图 7 的 1 型双脉冲曲线图，按照图 10，反射抑制器的效能至少每年校核一次和有要求时或重要的回路部件已修理调换过时要进行。3.2.4 电量校准应用“电荷变换”校准法进行电量校准，在此方法中，校准器直接跨接在被试电缆一端的导体和金属屏蔽层之间，然后将预定的电荷注入试品，要求注入电荷量能在示波器上产生的脉冲高
6、度至少为 10mm。一般情况下，在高压试验变压器供电之前，应把校准器取下，并不允许再调整放大器的放大倍数，在下述两种情况下，则例外。a.校准器的电容能够在试验电压下工作并构成了试验回路之一部分。b.采用二次校准线路，此时，校准器不受高电压的影响，但是二次校准线路所产生的脉冲高度应事先针对一次校准线路所产生的脉冲高度进行核对。校准电量 qcal(pC)等于校准脉冲幅值 U (V)和校准器的电容 Ccal (pF)的乘积。即：qcalC calU (1)当校准时，测量仪器的标定系数 k 乘上仪器的读数，可得到输入仪器的放电量数值，k 值的稳定性应符合相应标准规定的要求。3.2.5 灵敏度a.试验回
7、路的灵敏度是指存在背景干扰条件下，仪器能检出的最小放电量 qmin(pC)，用下式表示：qmin2kh n (2)式中 k标定系数，计算得出，pC mm；hn背景干扰偏转值，mm。在示波器或微微库表上读出。即为了得到明确的检测结果，q min 在示波器上的显示高度至少为视在背景干扰高度 hn 的二倍，如果采用指示仪表，则 qmin 的读数也至少为噪声读数的二倍，但对于个别可明确识别为干扰脉冲者，则不计入背景干扰高度；b.灵敏度的具体数值选择按不同型式电缆产品标准确定。4 试样制备作为型式试验，在短电缆试样上进行；作为例行试验，在产品制造长度(长电缆试样)上进行。5 试验步骤试验回路的选择要根据
8、双脉冲图看电缆试样属于短电缆情况(第 5.1 条) 还是长电缆情况(第 5.2第 5.4 条)。试验回路必须无放电以达到所需灵敏度。标准不必在高压施加时做。5.1 短电缆长度(包括型式试验 )a.要求短电缆可认为与集中电容相似，对短电缆长度上的限制取决于所用的试验回路，其实际数值可用第 7 章规定的双脉冲曲线图来决定，并定义为 lk。一般选用图 1，2 和 3 的试验线路。注：当电缆两端连接在一起时，长度直至 2lk 也属于短电缆。b.灵敏度检验校准器应并联于试样远离测试仪器的一端，由注入校准电量 qcal 和对应测出的偏转值数 a2，可计算出标定系数 k2(pCmm)和灵敏度 qmin(pC
9、)。k2q cala 2 (3)qmin2k 2hn其中 hn 为背景干扰偏转值(mm)。c.试验步骤只需在试样的一端进行测量，用测得的偏转值 A(mm)计算出放电量 q(pC)即qk 2A (4)试验电压在产品标准中规定。5.2 不接终端阻抗的长电缆试验a.要求电缆长度超过 lk 时，仍有可能不用终端阻抗来进行试验，条件是计入迭加和衰减现象，这时双脉冲曲线图或为 1 型曲线见图 7，或为 2 型和 3 型曲线见图 8 和 9，但此处样品长度 l 应小于 2l1 或大于 2l2。如果样品长度范围为 2l1l 2l 2，则要用其他试验回路或按第 5.3 和 5.4 条规定试验。一般采用的试验回路
10、如图 1，2，3 和 5 所示。b.灵敏度检验按图 1，2，3 或 5，校正器应先后并联连接到电缆的每一端，第一步接到远端，第二步接到近端，以上二种情况，校准器的校准电量和放大器的放大倍数，均不应变动，分别记录下面数值。a1：校准器接在近端所测得的偏转值，mm；a2：校准器接在远端所测得的偏转值，mm。由 a1 和校准电量 qcal 计算出标定系数 k1(pCmm)：k1q cala 1 (5)由 a1 和 a2 计算出衰减修正系数 F：当 a2a 1 时 F1当 a2a 1 时 灵敏度 qmin2k 1hnF (pC)c.试验步骤将耦合电容器的高压端轮流接到电缆的每一端测出二个偏转值 A1
11、和 A2，用测得较高的数值 Amax 来计算放电量 q(pC)：qk 1AmaxF (6)测量 Amax 的试验电压在产品标准中规定。只有当双脉冲图是 1 型(图 7)，且 a2a 1 时，测一个电缆两端连在一起时的 A(mm)就足够了，放电量：qk 1A (7)5.3 接终端阻抗的长电缆试验a.要求为消除长度大于 lk 的电缆中脉冲的叠加误差，如图 4 所示，可采用终端阻抗进行试验。这种方法可用于所有检测装置和所有电缆长度上进行测量，条件是阻抗 ZW 应符合第 8 章规定的要求，此时校准只需要确定衰减的影响，阻抗对被试电缆的适用性按第 8 章规定的方法验证。b.灵敏度检验按照图 4，校准器应
12、先后并联连接到电缆的每一端，第一步接到远端，第二步接到近端，以上二种情况，校准器的校准电量和放大器的放大倍数，均不应变动，分别记录下面数值：a1：校准器接在近端所测得的偏转值，mm，若下面 c ii 条满足则此点就可不测量。a2：校准器接在远端所测得的偏转值，mm。由 a2 和校准电量计算出标定系数 k2(pCmm)和灵敏度 qmin(pC)：k2q cala 2 (8)qmin2k 2hnc.试验步骤i 为尽量精确得出局部放电量，耦合电容器的高压端应轮流连接到电缆两端进行测量，用测得的两个偏转值 A1 和 A2 来计算放电量 q(pC)：(9)ii 在放电量不超过规定值得到充分满足的情况下，
13、可把耦合电容器高压端仅与电缆一端连接做试验。此时校准脉冲仅在接终端阻抗的电缆远端注入(a 2)，若已知标定系数 k2(pCmm)，偏转值 A1(mm)，可计算放电量 q(pC)：qk 2A1 (10)测量 A1，A 2 的试验电压在产品标准中规定。5.4 采用反射抑制器的长电缆试验反射抑制器的连接见图 5。a.要求使用了反射抑制器时，双脉冲曲线图应符合第一种曲线，见图 7。b.灵敏度的检验与第 5.2.b 条相同。c.试验步骤与第 5.2.c 条相同。5.5 施加电压的步骤无论是形式试验或例行试验，试验电压应加在导电线芯和金属屏蔽之间，电缆的试验电压由产品标准规定，进行局部放电测量时，电压应平稳地升高到 1.2 倍试验电压，但时间不得超过 1min，此后，缓慢地下降到规定的试验电压，此时即可测量局部放电量，其合格指标应在产品标准中规定。6 注意事项电缆终端的局部放电影响电缆本体局部放电测量精确度时，可采取任何适合方法加以消除。 图 1 输入元件 ZA 与耦合电容器 Ck 串联图
