交聯(lián)電纜技術(shù)要求的新趨勢(shì)及交流耐壓試驗(yàn)的狀況

2019-11-03 10:07:53

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供稿：網(wǎng)友

江毅，鐘建靈

廣東省廣電集團(tuán)有限公司深圳供電分公司　

　　摘　要：介紹了IEC標(biāo)準(zhǔn)對(duì)交聯(lián)電纜產(chǎn)品新的技術(shù)要求、目前國內(nèi)電纜交流耐壓試驗(yàn)普遍采用的幾種方法，以及深圳供電分公司在電纜交流耐壓試驗(yàn)方面的現(xiàn)狀、存在的不足之處。

　　關(guān)鍵詞：標(biāo)準(zhǔn)；交聯(lián)電纜；交流耐壓試驗(yàn)

1　IEC標(biāo)準(zhǔn)對(duì)交聯(lián)電纜技術(shù)要求的新趨勢(shì)

　　IEC60502—1997標(biāo)準(zhǔn)（適用于中低壓1～30kV電纜）、IEC60840—1999標(biāo)準(zhǔn)（適用于高壓45～150 k V電纜）、IEC62067—2001標(biāo)準(zhǔn)（適用于超高壓220～550 kV電纜）已經(jīng)頒布，對(duì)交聯(lián)電纜產(chǎn)品技術(shù)要求有所不同，要求更加嚴(yán)格。

1．1　局部放電量性能指標(biāo)

　　不同電纜的局部放電試驗(yàn)指標(biāo)介紹如下：

　　a）中低壓電纜

　　出廠試驗(yàn)，局部放電量由原來的在1．5 U0電壓下不大于20 pC改為在1．73 U0電壓下不大于10pC；型式試驗(yàn)，局部放電量由原來的在1．5 U0電壓下不大于20 pC改為在1．73 U0電壓下不大于5 pC。b）高壓電纜

　　出廠試驗(yàn)，局部放電量仍然是在1．5 U0電壓下不大于10 pC；型式試驗(yàn)，局部放電量在1．5 U0電壓下不大于5 pC。

　　c）超高壓電纜

　　出廠試驗(yàn)規(guī)定，局部放電量在1．5 U0電壓下為10 pC或在更低背景噪音的靈敏度下無可分辨的局部放電。

　　型式試驗(yàn)規(guī)定，局部放電量在1．5 U0電壓下為5 pC或在更低背景噪音的靈敏度下無可分辨的局部放電。

1．2　耐壓試驗(yàn)

　　不同電纜耐壓試驗(yàn)指標(biāo)介紹如下：

　　a）中低壓電纜

　　出廠試驗(yàn)，耐壓值由原來的2．5 U0改為3．5 U0；型式試驗(yàn)，耐壓值由原來的3 U0改為4 U0，耐壓時(shí)間不變，為4 h。

　　b）超高壓電纜

　　出廠試驗(yàn)，工頻耐壓試驗(yàn)以延長耐壓時(shí)間來提驗(yàn)，除保留傳統(tǒng)的試驗(yàn)項(xiàng)目外，還專門增加了一個(gè)預(yù)鑒定試驗(yàn)項(xiàng)目———高場強(qiáng)熱循環(huán)試驗(yàn)，目的考核電纜系統(tǒng)的長期安全運(yùn)行性能。

1．3　安裝敷設(shè)后的試驗(yàn)

　　安裝敷設(shè)后的試驗(yàn)強(qiáng)調(diào)交流耐壓試驗(yàn)。最近幾年，國內(nèi)外均已達(dá)成共識(shí)，對(duì)于交聯(lián)電纜的耐壓試驗(yàn)，均優(yōu)先采用交流試驗(yàn)方法，避免采用從油紙絕緣電纜試驗(yàn)方法套用過來的直流耐壓試驗(yàn)。

　　超高壓電纜的試驗(yàn)，只允許采用交流試驗(yàn)方法，在20～300 Hz內(nèi)進(jìn)行交流耐壓，在1．1 U0～1．7 U0選擇電壓。

　　高壓電纜的試驗(yàn)，將原來的“直流方法，交流方法”的選擇順序，改為“交流方法，直流方法”的選擇順序，強(qiáng)調(diào)優(yōu)先采用交流試驗(yàn)方法。

　　考慮到目前的實(shí)際情況和操作的方便性，對(duì)于新安裝的中低壓交聯(lián)電纜試驗(yàn)仍保留了直流耐壓試驗(yàn)。

1．4　注重交聯(lián)電纜產(chǎn)品的整體質(zhì)量水平

　　電纜本體只是電纜線路的一部分，電纜附件也是電纜線路必不可少的組成部分之一。只有電纜本體及其附件都能正常工作，輸電電纜線路才能安全運(yùn)行。為此，新標(biāo)準(zhǔn)專門增加了一個(gè)預(yù)鑒定試驗(yàn)項(xiàng)目———高場強(qiáng)熱循環(huán)試驗(yàn)，其具體實(shí)施的方法是：在一年時(shí)間內(nèi)，連續(xù)施加1．7倍額定運(yùn)行電壓，同時(shí)對(duì)電纜進(jìn)行至少8 h加熱和至少16 h冷卻循環(huán)，共進(jìn)行至少180個(gè)循環(huán)。試驗(yàn)結(jié)束后對(duì)電纜進(jìn)行雷電沖擊耐壓試驗(yàn)，最后再對(duì)試品進(jìn)行檢查，應(yīng)無潮氣侵入、無泄漏、無腐蝕。試驗(yàn)全部通過后才認(rèn)為預(yù)鑒定試驗(yàn)合格，才能安全地投入商業(yè)運(yùn)行。

2　電纜交流耐壓試驗(yàn)的方法

　　電力電纜一般都有比較大的電容量，在交流試驗(yàn)電壓下呈現(xiàn)一個(gè)電容負(fù)載，長電力電纜要求容量很大的交流試驗(yàn)設(shè)備及試驗(yàn)電源。為了使較小容量的試驗(yàn)電源達(dá)到試驗(yàn)的目的，一般采用以下幾種諧振方法進(jìn)行試驗(yàn)。

2．1　工頻諧振試驗(yàn)變壓器加固定電抗器補(bǔ)償

　　大部分電容電流由補(bǔ)償電抗器提供，剩下一小部分電容電流與諧振試驗(yàn)變壓器發(fā)生諧振，達(dá)到試驗(yàn)的目的。這一方法所需要的電源容量很小，只須提供整個(gè)回路的有功容量即可。采用這一方法必須有一臺(tái)諧振變壓器，其輸出電壓能達(dá)到試驗(yàn)電壓外，還必須考慮諧振變壓器的輸出電流范圍能和電抗器匹配，才能滿足隨機(jī)長度的電纜試品的需要。

2．2　調(diào)感型串聯(lián)諧振電抗器

　　利用電纜線路的電容特性，使用可調(diào)電抗器與其發(fā)生工頗串聯(lián)諧振。試驗(yàn)電源容量只須滿足回路的有功損耗，對(duì)升壓變壓器容量、輸出電壓的要求比較小。只是由于可調(diào)電抗器的容量不可能做得太大（電抗器做到250 kV、額定電流2 A時(shí)，體積已經(jīng)很大，一臺(tái)8 t汽車只能裝兩臺(tái)這種電抗器），還必須有一組（多個(gè)）固定的大電流電抗器與它配合，才能試到隨機(jī)長度的電纜。

2．3　調(diào)頻串聯(lián)諧振耐壓

　　選擇適當(dāng)?shù)碾娍蛊骱碗娎|串聯(lián)，使用頻率可調(diào)的電源，經(jīng)升壓變壓器給回路升壓，調(diào)節(jié)電源頻率，使回路中發(fā)生諧振并在電纜的端部產(chǎn)生高電壓，達(dá)到試驗(yàn)的目的。

3　目前國內(nèi)的試驗(yàn)水平情況

　　以前省內(nèi)進(jìn)行的電纜交流耐壓試驗(yàn)一般都是委托廣東省電力試驗(yàn)研究所完成的，其他單位基本上還沒有能力開展電纜交流耐壓試驗(yàn)的項(xiàng)目。原廣州供電局試驗(yàn)所有一臺(tái)調(diào)感電抗器可用于電纜的交流耐壓試驗(yàn)（工頻），但該臺(tái)調(diào)感電抗器只能測(cè)試電壓為220 kV，截面為1 200 mm2，長為382 m的電纜。

　　廣東省電力試驗(yàn)研究所進(jìn)行電纜試驗(yàn)采用的是串聯(lián)調(diào)頻諧振耐壓裝置，其水平在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位，浙江省、華東所均使用該設(shè)備。這套設(shè)備的電源使用的是進(jìn)口西門子公司的調(diào)頻電源，調(diào)節(jié)方便、可靠，維修量小。調(diào)頻電源后面是一臺(tái)中間升壓變壓器，將調(diào)頻電源電壓從幾百伏升到幾千伏，再施加到電抗器與電纜組成的串聯(lián)回路，改變電源頻率，使回路進(jìn)入諧振狀態(tài)，再增加調(diào)頻電源的輸出電壓，在電纜端部達(dá)到所需要的試驗(yàn)電壓。

　　這套裝置除用于進(jìn)行電纜試驗(yàn)以外，還能將電抗器串聯(lián)疊起來，完成110～500 kV的GIS耐壓試驗(yàn)。另外，配以適當(dāng)電感參數(shù)的中壓（大約10kV）大電流（幾十安培）電抗器后，還可以進(jìn)行110kV和220 k V變壓器的感應(yīng)耐壓、局部放電測(cè)量、中性點(diǎn)耐壓等試驗(yàn)。

4　目前深圳供電分公司的電纜試驗(yàn)狀況

深圳供電分公司過去110 k V電纜大多數(shù)采用日本三菱公司生產(chǎn)的電纜，標(biāo)稱截面積為630 mm2和800 mm2，最長約為5 km；220 kV電纜也大多數(shù)采用日本三菱公司生產(chǎn)的電纜，標(biāo)稱截面積為1 200mm2，目前已敷設(shè)的電纜最長約2.7 km。電纜試驗(yàn)的參數(shù)見表1。

　　隨著國內(nèi)電纜制造水平的提高，1998年起深圳供電分公司在城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目中開始使用國產(chǎn)的交聯(lián)電纜，并從2000年開始自己承擔(dān)110 kV交聯(lián)電纜的竣工交流耐壓試驗(yàn)。由于有足夠大容量的調(diào)頻電源以及4臺(tái)額定電壓為250 kV、額定電流20 A的電抗器，電氣試驗(yàn)部門有能力完成220 kV乃至500 kV交聯(lián)電纜的交流耐壓試驗(yàn)，可以測(cè)試最大長度約5.9 km，220 kV的電纜,不足地方在耐壓試驗(yàn)的過程中還不能監(jiān)視電纜的局部放電情況。

5結(jié)束語

　　出于安全運(yùn)行的考慮，對(duì)電纜產(chǎn)品的要求越來越嚴(yán)，電纜的制造質(zhì)量也越來越得到重視。目前檢查電纜安裝質(zhì)量的主要手段是交接耐壓試驗(yàn)，但耐壓試驗(yàn)有其特定的局限性——對(duì)制造過程中帶來的微小氣隙及安裝中存在的微小缺陷無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)，這些缺陷都會(huì)在日后的運(yùn)行中逐漸發(fā)展而威脅設(shè)備的安全運(yùn)行。在交接試驗(yàn)中引入局部放電的測(cè)量將是以后的發(fā)展方向。

摘自　北極星電技術(shù)網(wǎng)

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