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DL_T 2221-2021 160kV~500kV挤包绝缘直流电缆系统预鉴定试验方法.pdf简介：

DL/T 2221-2021标准是关于160kV~500kV挤包绝缘直流电缆系统预鉴定试验方法的行业标准。该标准主要针对高压直流电缆在实际应用前需要进行的一系列严格的性能测试，以确保电缆的可靠性和安全性。

预鉴定试验方法主要包括以下几个方面：

1. 电缆结构和尺寸检查：对电缆的外观、尺寸、编织、屏蔽、绝缘层、导体等进行详细检查，确保其符合设计要求。

2. 导体电阻和直流电导率试验：测量电缆在直流电下的电阻，检查其导电性能。

3. 绝缘厚度和绝缘材料特性试验：检查电缆绝缘材料的厚度和电气性能，如介电常数、介质损耗角等。

4. 局部放电试验：评估电缆在电压作用下的内部放电情况，以确保其电气绝缘性能。

5. 机械性能试验：包括拉力、弯曲、冲击、疲劳等试验，确保电缆在机械应力下的稳定性。

6. 热循环和温度循环试验：检查电缆在不同温度下的性能变化，以及在高温和低温下的稳定性。

7. 电场分布和电场疲劳试验：测量电缆在运行电压下的电场分布，评估其长期运行的可靠性。

8. 环境应力开裂试验：检验电缆在特定环境条件下的抗裂性能。

以上都是预鉴定试验的一部分，通过对这些试验的结果进行评估，可以判断电缆是否满足设计和应用要求，从而决定是否可以投入实际使用。

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5. 空间电荷测量spacechargemeasurement 利用脉冲电声法、压力波法、热阶跃法等方法，测量挤包绝缘电缆绝缘层中空间电荷分布。 3.8 空间电荷测量电缆段cablesectionforspacechargemeasurement 一段剥除电缆铠装、护套，装有空间电荷测量装置并进行绝缘层温度差控制的电缆。 3.9 电缆绝缘层电场畸变率electricfielddistortionrateincableinsulation 基于空间电荷测量结果计算的场强最大值与电缆绝缘平均场强计算值的比值。 3.10 预鉴定试验prequalificationtest 按一般商业原则对一种型号电缆系统在供货前进行的试验，以证明该电缆系统具有满意的 行性能。 注1：除非该电缆系统的材料、制造工艺、电应力设计水平有实质性的改变，预鉴定试验只需进行一次。 注2：实质性改变定义为对电缆系统产生不利影响的改变，如果制造商申明某些改变并未构成实质性改变， 供包裹试验验证的详细例证。

预鉴定试验应包括约100m电缆和根据使用条件所需的完整电缆附件，如工厂接头、现场接头、 电缆终端等，每种类型应至少一种，绝缘设计应符合工程实际应用需要。空间电荷测量作为可选附加 试验，由用户与供应商根据实际工程需要协商确定。如需开展空间电荷测量试验，空间电荷测量电缆 段可置于主回路或独立回路。预鉴定试验前应对被试电缆系统进行机械预处理。 典型试验回路内试验对象布置如图1所示。电缆和附件应按照制造方规定方法安装。试验对象布 置应代表安装设计的状况，如刚性固定、柔性固定、过渡区安装、埋地和空气中安装，应特别注意安 装中附件的热机械效应。

电缆导体最高运行温度Te.max由电缆供货商申明。

图1典型试验回路内试验对象布置

GBJ 44-1982 室外煤气热力工程设施抗震鉴定标准电缆绝缘层内最大温差ATmax由电缆供货商申明

在规定试验条件或程序下，采用直流或交流电流对导体进行加热，利用水循环系统、电加热带控 温等绝热或散热措施，使规定的电缆段电缆绝缘层达到最大温度差。

试验电压参数见表1，试验电压参数应符合GB/T31489.1的规定，

图2操作冲击和雷电冲击试验电压示意图

图2 操作冲击和雷电冲击试验电压示意图（续

负荷循环包括加热过程和冷却过程。 24h负荷循环包括至少8h加热和至少16h自然冷却。在加热过程最后至少2h内，导体温度不应

高负荷包括一个连续加热阶段。在加热阶段前8h内，导体温度应加热到不低于Tc.max，且绝缘层 内温差不小于ATmax，直到高负荷试验结束。加热阶段前8h内不能达到规定温度，应增加加热时间。 增加的加热时间不计入高负荷试验周期。

极性反转先从正极性电压开始，电压极性每24h负荷循环反转3次，其中一次反转应与24h负荷 循环中负载电流的停止时间一致。推荐极性反转时间不超过2min。

4.9叠加冲击电压试验

在冲击试验前应将导体温度加热到不低于Tc.max，且绝缘层内温差不小于ATmax至少10h，并保持 到试验结束。在已承受Uo（相应极性）至少10h，保持直流电压，在试验对象上叠加冲击电压，连续 10次；然后在同样的温度条件下对试验对象施加相反极性的直流电压Uo至少10h，保持直流电压，在 试验对象上叠加冲击电压，连续10次，每次冲击的间隔不应小于2min，冲击电压波形应符合GB/T 3048.13的规定。

除极性反转试验外，不同极性的负荷循环试验之间应进行电压停顿，对电缆绝缘放电。电 电人 月间不加电压，将导体温度加热到不低于Te.max，且绝缘层内温差不应小于△Tmax至少24h。电 电上 用间被试电缆导体应良好接地不少于8h。

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预鉴定试验可评价电缆系统的长期运行可靠性，应在电缆系统开发试验完成后进行。预鉴定试验 仅需进行一次，除非该电缆系统的材料、制造工艺、电应力设计水平、结构及设计参数有实质性的 改变。 注1：“实质性改变”定义为对电缆系统产生不利影响的改变。如果制造商申明某些改变并未构成实质性改变，则 需提供包括试验验证的详细例证。 电缆系统通过预鉴定试验的制造商可作为其他电缆系统的合格供应商，应符合以下条件： a）额定电压U不大于被试电缆系统的10%； b）绝缘的平均场强（基千U和标称绝缘厚度计算得出）计算值不大于被试电缆系统； d）导体最高温度T不大于被试电缆系统； e）绝缘层最大温差ATmx不大于被试电缆系统； f）电网换相换流器LCC）预鉴定试验合格的电缆系统，认可范围可覆盖电压源换流器（VSC） 系统，反之不适用； g）预鉴定试验合格的非铠装电缆同样适用于铠装电缆，反之亦然。 在长期电压试验后进行冲击电压试验以确认 电缆系统未发生热机械变化。 5.2 二 预鉴定试验前， 适当时应考虑机械处理。基本试验程序如下： b）叠加冲击电压试验： c）空间电荷测量试验 可选附加试验）； d）检查。 HNIHS 5.3长期电压试验 ? 预鉴定试验周期不少于360天，电缆系统的导体温度和绝缘层温差均应控制在设计水平。 用于LCC和VSC系统中的挤包绝缘直流电缆长期电压试验顺序见表2和表3，其中U为电缆系 统设计的导体与屏蔽之间的额定直流电压。 表2LCC系统中的挤包绝缘直流电缆系统

预鉴定试验周期不少于360天，电缆系统的导体温度和绝缘层温差均应控制在设计水平。 用于LCC和VSC系统中的挤包绝缘直流电缆长期电压试验顺序见表2和表3，其中Uo为电缆系 统设计的导体与屏蔽之间的额定直流电压。

表2LCC系统中的挤包绝缘直流电缆系统

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表3VSC系统中的挤包绝缘直流电缆系统

注：LC表示负荷循环，HL表示高负荷，ZL表示零负荷，RP表示电压停顿。

试验条件应符合本文件4.5～4.10的规定 试验期间不应发生击穿。

试验应按照本文件4.9规定的温度和程序，在经受过长期电压试验后的整个回路或包括电缆附件的 段或多段电缆上进行，每段试样的有效长度不应小于30m。 a）正极性Uo下，叠加负极性操作冲击电压Up2.0连续10次： b）负极性Uo下，叠加正极性操作冲击电压Up2.o连续10次。 供需双方商定需进行直流叠加雷电冲击电压试验时，所有试样应能经受以下试验： a）正极性U下，叠加负极性雷电冲击电压Up连续10次； b）负极性Uo下，叠加正极性雷电冲击电压Up连续10次。 试验期间不应发生击穿。

空间电荷测量作为可选附加试验，由用户与供应商根据实际工程需要协商确定。如需开展空间电 荷测量试验，空间电荷测量电缆段可置于主回路或独立回路。试验方法见附录A。

试验结束后，在试验回路中不同敷设安装条件的部位，如承受最大机械应力的弯曲段、接头安装 部位的最大热应力段等，截取不小于1m的电缆本体样品，与试验回路中的附件一同解剖检查。应无 影响电缆系统正常运行的电气劣化、热损伤、腐蚀或有害的结构变形等劣化迹象。

预鉴定试验中电缆系统不击穿，并通过本文件5.6的试验结束后检查，则判定该电缆系统通过预鉴 定试验。

如果某一试验对象击穿，该试验对象应重新进行完整的预鉴定试验。 如果某一试验对象击穿，使与其连接的试验对象试验中断，移除击穿试验对象后试验可以恢复继

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续进行。如果击穿发生在某一负荷循环或某次冲击试验过程中，剩余试验对象应重新进行该试验。如 果击穿发生在某一恒定负荷周期，剩余试验对象应将未施加电压的时间补充到剩余试验周期。 因试验电源或其他试验设备等外部原因引起的试验中断，试验可以恢复继续进行。如果中断时间 小于30min，预定的负荷循环试验可以恢复进行。如果中断超过30min，预定的负荷循环试验应重新 开始。

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本试验为预鉴定试验中可选附加试验，规定了挤包绝缘高压直流电缆空间电荷测量试验设备、试 验条件、试验对象布置、试验程序、数据处理方法等

A.2.1温度控制系统

温度控制系统应包括以下组件： a） 导体加热单元：采用直流或交流电流对试验回路和模拟回路中的导体加热； b） 外护套加热或制冷单元：对电缆外护套强追加热或制冷； c） 控制单元：对导体加热单元和外护套加热或制冷单元自动控制。

A.2.2空间电荷测量设备

交联聚乙烯绝缘电缆应在下列温度范围试验，其他挤包绝缘材料电缆应根据供应商或与用户协商 确定： a) 电缆导体最高工作温度由供应商申明； b）日 电缆外护套温度为20℃～70℃； c）日 电缆绝缘层温差△Tmax由供应商申明； d）模拟回路测温为20℃～130℃，误差不大于1℃

空间电荷测量试验回路试验对象布置方式由用户与供应商协商确定。试验回路应包括一段不少于 15m的连续空间电荷测量电缆段和试验回路需要的完整电缆附件。

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DBJ01-602-2004 居住建筑节能设计标准DL/T2221—202

表A.1挤包绝缘直流电缆空间电荷测量试验程序

注：ZL表示零负荷，HL表示高负荷，LC表示负荷循环，RP表示电压停顿。电压停顿期间电缆导体应良好接 地，期间可进行空间电荷测量。

ZL表示零负荷，HL表示高负荷，LC表示负荷循环，RP表示电压停顿。电压停顿期间电缆导体应良好接 地，期间可进行空间电荷测量。

A.6空间电荷信号数据处理方法

按选定的空间电荷测量试验设备的测试原理确定

空间电荷测量试验结束后CJJ 58-2009 城镇供水厂运行、维护及安全技术规程，应计算不同试验条件下电缆绝缘中电场畸变率&，并给出最大 交率，供电缆运行及负荷控制参考。 电场畸变率按公式（A.1）计算：

0一某一测试电压下，电缆绝缘层中的最大电场畸变率，%; 一电缆绝缘平均场强，即外施电压达到稳定状态时其电压值与电缆绝缘标称厚度的比值， kV/mm; Emx一基于空间电荷测量结果计算的电缆绝缘中场强最大值，kV/mm。 空间电荷测量电缆段前后1m内在预鉴定试验或空间电荷测量期间发生的绝缘击穿、损坏不影响 预鉴定试验结果的评判。

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