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中华人民共和国国家标准UDC677.73：621.317GB3048.12-83ElectricwiresandcablesTestmethodsforpartialdischargemeasurements返回1适用范围本试验方法适用于测量35kV及以下电缆的局部放电，即在规定电压下和规定灵敏度下测量电缆的放电量。2试验设备2.1根据电缆的长度来选择试验设备，试验设备可由下列部分组成：2.1.1高压变压器容量能满足被试电缆的长度要求。2.1.2测量高压的电压表测量误差应不超过±2%。2.1.3局部放电测试装置由试验线路、示波器(如需要的话，可加指示仪表)和合适的放大器所组成，以指示有否局部放电及检测各个放电脉冲。2.1.4放电量标准器接入一次线路的放电量标准器，由方波发生器串联一电容器组成，校准脉冲的上升时间应小于0.1μs，衰减时间至少为1ms，校准器的耦合电容器的电容Ccal应小于试样电容Ca的十分之一。2.1.5双脉冲发生器局部放电测试装置的特点，需用双脉冲发生器进行校核，双脉冲应与工频同步，二个伴随而相等的脉冲，其间隔时间，应从0.2到100μs连续可调，脉冲的前沿(上升时间)应不大于20μs，从10%波头值到波尾的时间应不大于50ns。2.1.6终端阻抗(特性阻抗)为了抑制电缆远端开始情况下脉冲反射，可在远端连接终端阻抗，其阻抗值应与试样的特性阻抗相符。2.1.7反射抑制器如试验时不采用终端阻抗，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，在多数情况下，所隔断电缆远端开路情况下的冲脉反射，但是，当局部放电的部位处于远端或其附近时则有些迭加是难以避免的。2.2测试装置的特性：确定测试装置特性的常用的试验线路见图1，2，3，4和5。2.2.1迭加性能如果不采用终端阻抗，就必须测定测试装置的迭加性能，按图6连接双脉冲发生器，并标绘出双脉冲曲线图(见附录A和图7，8和9)校核至少每年进行一次。2.2.2终端阻抗采用终端阻抗，对于被试电缆的适用性，在附录B中加以说明，这种校核至少每年进行一次和有要求时进行(见图4)。2.2.3反射抑制器使用反射抑制器的目的是要获得符合图7和1型双脉冲曲线图，按照图10，反射抑制器的效至至少每年校核一次和有要求时进行。2.2.4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电线芯和金属屏蔽层之间，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度至少为10mm。一般情况下，在电源变压器供电之前，应把校准器取下，并不允许再调整放大器的放大倍数，在下述二种情况，则例外。a.校准器的电容能够在试验电压等级下工作和构成了一交校准线路；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。2.2.5灵敏度2.2.5.1试验设备中所有部件的噪声电平应尽量低，以保证灵敏度要求。2.2.5.2测试装置的灵敏度是指存在噪声背景条件下，仪器能检出的最小放电量qmin(pC)，用下式表示：式中：K--标定系数，计算得出，pC/mm；hn--干扰背景的偏转直，mm。为了得到明确的检测结果，qmin在示波器上的显示高度至少为视在噪声高度hn的二倍，如果采用指示仪表，则qmin的读数也至烽不噪声读数的二倍，但对于个别可明确识别为干扰脉冲者，则不计入噪声高度。2.2.5.3作为例行试验，灵敏度的要求，对聚乙烯(PE)、交联聚乙烯(XLPC)、乙丙橡皮(EPR)、丁基橡胶(BR)为20pC或以下：对聚氯乙烯(PVC)为40pC或以下。作为型式试验，灵敏度的要求对所有材料为5pC或以下。3试样制备型式试验取短段电缆试样，例行试验取制造长度的电缆试样。根据电缆长短选择试验线路。4试验步骤4.1短电缆试验4.1.1要求短电缆可考虑与集中电容相似，电缆长度的限制取决于所用的试验装置是否适用，实际长度可用双脉冲曲线图来决定，这在附录A中给以说明，并给于定义为lk。一般选用图1，2和3的试验线路。4.1.2灵敏度检验校准器应并联于试样远离测试仪器的一端，注入校准电量qcal和记录偏转值数a2，可计算出标定系数K(pC/mm)和灵敏度qmin(pC)。即4.1.3试验程序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)即试验电压应在产品标准中规定。4.2不接终端阻抗的长电缆试验4.2.1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，因此使用双脉冲曲线图时可不用终端阻抗。第一种曲线见图7。第二种曲线见图8和9，但此处样品长度l应小于2l1或大于2l3。如果样品长度范围为2l1≤l≤2l2，则要用其他检验装置或按4.3和4.4条文规定试验。4.2.2灵敏度检验按图1，2，3或5，校正器应先后并联连接到试样的每一端，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K(pC/mm)：由a1和a2计算出衰减修正系数F：当a2＞a1时F=1当a2＜a1时F=a1/a2`4.2.3试验程序局部放电测试装置应先后接在电缆每端进行测量，用测得较高的数值Amax来计算放电量q(pC)：试验电压应在产品标准中规定。4.3接终端阻抗的长电缆试验4.3.1要求为限制长度大于lk的电缆中脉冲的迭加误差。如图4所示，可采用终端阻抗，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Z应符合附录B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应性见附录B的说明。4.3.2灵敏度检验按照图4，校准器应先后并联连接到试样的每一端，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a2和校准器电量计算出标定系数K(pC/mm)和灵敏度qmin(pC)：4.3.3试验程序局部放电测试装置应先后接在电缆每端进行测量，用测得的偏转值A1和A2来计算放电量q(pC):试验电压应在产品标准中规定。4.4采用反射抑制器的长电缆试验4.4.1要求使用反射抑制器时，双脉冲曲线图应符合第一曲线，见图7。4.4.2灵敏度的检验与4.2.2节相同。4.4.3试验程序与4.2.3节相同。4.5施加电压的步骤无论是型式试验或例行试验，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。5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度时，可采取任何适合方法加以消除。图1输入元件与耦合电容串联`图2输入元件与样品串联注：图1～6和图10的符号说明：Gs-工频交流电源；V-电压指示器；Z-电感或滤波器；ZA-输入元件；Z-终端阻抗；RL-负载电阻；Cp-试样；Cc-耦合电容器；PD-检测仪器；Cal-校准器；RS-反射抑制器；PP-双脉冲发生器。图3电桥线路图4终端阻抗的连接图5反射吸收器的连接图6双脉冲发生器的连接图7无负迭加的双脉冲曲线图(1型)图8t1与t2间有负迭加的双脉冲曲线图，正迭加的影响在测量结果方面可忽略(2型)图9t1与t2间有负的和正的迭加(3型)图10双脉冲发生器和反射吸收器的连接附录A双脉冲曲线图绘制方法(短段l≤lk，长度l≥lk)(补充件)按图6连接双脉冲发生器，负载电阻R与双脉冲发生器的内阻并联后的总电阻应近似60Ω，放大器的倍率应固定不变，局部放电检测仪器的偏转At与双脉冲之间的时间间隔t(峰与峰)成函数关系，可确定并绘出f(t)=At/A100的曲线图(见图7到9)。A100为时间间隔t≥100μs时测得的偏转(t的选择应为没有迭加的影响)；At为时间间隔为t时测得的偏转；t为两个脉冲之间(峰与峰)的时间间隔。为此目的，t应从100μs逐渐减小到0.2μs，从而得到了正负迭加的区域。采用波的平均传播速度和公式l=0.5tV来计算电缆长度(对于聚乙烯和交联聚乙烯电缆速度υ=170m/μs，如有要求时，对传播速度应进行测定),l1,l2和lk即为相应t1,t2和tk所计算出的电缆长度，对l≤lk的电缆可考虑为短段电缆，犹如100m可认为是短段，甚至大于1000m的都可认为是短段。有些情况下，放大器的频带宽度改变时，会影响检测仪器的响应。此外，适合的双脉冲曲线图应针对所使用的状况来绘制。附录B终端阻抗的要求(补充件)B.1RC元件电容器CW的数值(ZW的高压隔离电容)可按下式计算：式中：RW--终端阻抗的电阻元件(大致符合电缆的特性阻抗)；fm--检测仪器的平均测量频率(频率上限和下限的算术平均值)。可用下述的测量来证明CW的适用性；先将RC元件并联跨接在试样远端，同时将CW短接，R调整到符合电缆特性阻抗，此后将校准器也接到试样远端、测得偏转值a2，再将CW的短接线取下，在同样的放大倍率下和接入CW的情况下所测得偏转值a3和a2的差值不应超过a2的±15%范围。B.2RLC元件(串联谐振线路)电容器CW的数值可按下式计算：式中：RW--终端阻抗的电阻元件(大致符合电缆的特性阻抗)；fm--检测仪器的平均测量频率(频率上限和下限的算术平均值)；Δf--检测仪器的频带宽度(频率上限减去下限)。可用下述的测量来证明，在各测量频率下谐振线路的适用性先不用终端阻抗，而用一符合电缆特性阻抗的电阻，并联连接在试样远端，将校准器也接在试样远端，测得偏转值a2，此后将电阻取下，换上RLC组成的终端阻抗，在同样的放大倍率下测得的偏转值a3与a2的差值不应超过a2的±15%在测量频率下，终端阻抗中的欧姆成分应符合电阻RW。附加说明：本标准由中华人民共和国机械工业部提出。本标准由机械工业部上海电缆研究所归口。本标准由机械工业部上海电缆研究所等起草。本标准起草负责人张兆焕、范作义。