交聯(lián)橡塑電纜交流耐壓試驗(yàn)的探討

宗曉丹 郭江 鄧兆春

摘要：本文簡(jiǎn)要介紹了開(kāi)展交聯(lián)橡塑電力電纜交流耐壓試驗(yàn)的原因。并以克拉瑪依電網(wǎng)電纜交流耐壓試驗(yàn)的前期探索工作為基礎(chǔ)，從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，提出了開(kāi)展電力電纜交流耐壓試驗(yàn)的注意事項(xiàng)。為今后全面開(kāi)展電纜交流耐壓試驗(yàn)提出了建議。

關(guān)鍵詞：電纜；交流耐壓

一、交聯(lián)橡塑電纜交流耐壓試驗(yàn)的歷程

2012年底，公司相關(guān)部門(mén)通知電氣試驗(yàn)所進(jìn)行“110kV電磁式電壓互感器現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)裝置”的選型購(gòu)置工作。從專業(yè)技術(shù)角度從發(fā)，我們認(rèn)為該裝置雖然用于110kV電磁式電壓互感器標(biāo)準(zhǔn)誤差檢定，但是試驗(yàn)電壓等級(jí)可達(dá)80kV，又是采用調(diào)節(jié)電感量的諧振裝置。因此，在購(gòu)置成本范圍內(nèi)，我們有意識(shí)的考慮了“一機(jī)三用”——即可對(duì)110kV電磁式電壓互感器進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)誤差測(cè)試，還可以對(duì)小容量35kV變壓器和短距離的電力電纜進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)。第二年三月份，在設(shè)備購(gòu)置后，我們相應(yīng)開(kāi)展了35KV等級(jí)1600kVA及以下變壓器和若干條交聯(lián)橡塑電纜的交流耐壓試驗(yàn)工作，均獲得了成功。達(dá)到了設(shè)備購(gòu)置要求。一方面，對(duì)35kV小容量變壓器試驗(yàn)成功，有利于我們開(kāi)展35kV變壓器試驗(yàn)時(shí)不再吊裝200kV串聯(lián)諧振裝置。既降低了試驗(yàn)成本，也減少了試驗(yàn)強(qiáng)度，更有效削減了試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)。另一方面，對(duì)多條交聯(lián)電纜的試驗(yàn)成功，為我們今后大面積開(kāi)展電纜的交流耐壓試驗(yàn)奠定了實(shí)踐基礎(chǔ)。

具體來(lái)講，6kV機(jī)爐線382-38DF02之間的120米電纜；污水處理廠污水1.2公里6kV污水廠二線電纜的試驗(yàn)成功，標(biāo)志著110kV電壓互感器檢定裝置能夠滿足對(duì)6/10kV交流電纜進(jìn)行5分鐘的交流耐壓試驗(yàn)要求。某公司送檢撬裝變35KV 5米聯(lián)絡(luò)電纜試驗(yàn)成功，標(biāo)志著該裝置能夠滿足短距離35kV60分鐘的交流耐壓試驗(yàn)。但也發(fā)現(xiàn)了該裝置中電感熱穩(wěn)定性能（電抗器外表有起皮現(xiàn)象，用紅外線呈像儀測(cè)試已達(dá)到60℃）不足的缺陷。

2015年初，我們新進(jìn)購(gòu)置了能夠滿足2kM 35kV及以下等級(jí)的便攜式電纜交流耐壓串聯(lián)諧振裝置。能夠滿足公司80%35KV的電纜開(kāi)展交流耐壓試驗(yàn)工作。

二、開(kāi)展交聯(lián)橡塑電纜交流耐壓試驗(yàn)的必要性

正如我們熟知的，長(zhǎng)期以來(lái)交聯(lián)橡塑電力電纜沿用直流耐壓試驗(yàn)來(lái)考核電纜的絕緣狀況，但是，隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，人們從理論及實(shí)踐上逐漸認(rèn)識(shí)到仍用直流耐壓的方法存在許多問(wèn)題。

1直流耐壓在電纜試驗(yàn)中存在的問(wèn)題：

1.1直流耐壓試驗(yàn)不能反映設(shè)備實(shí)際工況下的電場(chǎng)分布：

直流耐壓難以發(fā)現(xiàn)電力電纜的內(nèi)部缺陷。直流電壓下，電氣設(shè)備不同的介質(zhì)的電壓按電阻分布；交流電壓下，電壓按介電常數(shù)分布，因此，交流耐壓能夠反映實(shí)際運(yùn)行的情況。

1.2直流電壓可使設(shè)備內(nèi)部局部放電減?。?/p>

直流電壓可使高壓電氣設(shè)備局部放電量大大減弱，不利于絕緣缺陷的撿出。而交流電壓不同，由于每半個(gè)周期至少發(fā)生兩次局部放電。因此，交流耐壓試驗(yàn)檢出的絕緣缺陷遠(yuǎn)比直流耐壓有效。

1.3直流電壓試驗(yàn)對(duì)電纜的累積效應(yīng)能加速絕緣老化：

直流電壓對(duì)交聯(lián)聚乙烯絕緣試驗(yàn)后，電纜上的殘余電荷需要很長(zhǎng)時(shí)間才能釋放，當(dāng)殘余電荷未能充分放盡，直流電荷便會(huì)疊加在交流電壓峰值上，產(chǎn)生“和電壓”，有可能大大高于電纜的額定運(yùn)行電壓，使絕緣加速老化，縮短使用壽命。

1.4交聯(lián)聚乙烯（XLPE）電纜易形成水樹(shù)枝：

XLPE電纜一個(gè)致命弱點(diǎn)是絕緣內(nèi)易產(chǎn)生水樹(shù)枝，一旦產(chǎn)生水樹(shù)枝，在直流電壓下會(huì)迅速轉(zhuǎn)變?yōu)殡姌?shù)枝，并形成放電，加速絕緣老化，以至于運(yùn)行后在工頻電壓作用下形成擊穿。而單純的水樹(shù)枝在交流電壓下還能保持相當(dāng)?shù)哪蛪褐?，并能保持一段時(shí)間。

在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)直流耐壓通過(guò)后的XLPE電纜或其他擠包絕緣電纜在投入運(yùn)行后仍有發(fā)生擊穿的事故，國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議高壓擠包絕緣電纜試驗(yàn)組1984年5月在世界范圍內(nèi)開(kāi)展了調(diào)查。從結(jié)果來(lái)看，采用直流耐壓作竣工驗(yàn)收試驗(yàn)，在試驗(yàn)中擊穿的，有一些未能查出擊穿原因，而通過(guò)試驗(yàn)的有的在投運(yùn)后不久發(fā)生了擊穿。該工作組通過(guò)模擬試驗(yàn)，認(rèn)為直流耐壓作竣工試驗(yàn)是不合適的。

2國(guó)內(nèi)外對(duì)電纜耐壓試驗(yàn)現(xiàn)狀

在1980年以前幾年，國(guó)外電力部門(mén)發(fā)現(xiàn)了直流耐壓試驗(yàn)對(duì)橡塑絕緣是無(wú)效的且具有危害性。國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議通過(guò)深入廣泛的研究對(duì)XLPE電纜改用交流耐壓試驗(yàn)達(dá)成共識(shí)，并頒發(fā)了《試驗(yàn)導(dǎo)則》，在全世界范圍內(nèi)廣泛推廣應(yīng)用。我國(guó)在九十年代中期已開(kāi)始并關(guān)注此問(wèn)題。國(guó)內(nèi)外在交流耐壓技術(shù)上的發(fā)展歷程如表1：

從以上歷史過(guò)程中可以看出，交流耐壓試驗(yàn)是電纜試驗(yàn)客觀需要。經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)外20年左右的研究和實(shí)踐，從理論基礎(chǔ)研究到現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)的積累，技術(shù)上已趨于成熟。現(xiàn)在，國(guó)家電網(wǎng)公司和南方電網(wǎng)公司均已頒布交聯(lián)橡塑電纜試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。這為我們開(kāi)展交聯(lián)橡塑電纜交流耐壓試驗(yàn)奠定了理論和實(shí)踐基礎(chǔ)，并且也有了可以依據(jù)的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

結(jié)束語(yǔ)：

a交聯(lián)電力電纜采用交流耐壓試驗(yàn)的方法，是現(xiàn)實(shí)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不斷科學(xué)化、規(guī)范化的必然選擇。對(duì)于克拉瑪依供電公司來(lái)講，交聯(lián)電纜交流耐壓試驗(yàn)是一個(gè)新開(kāi)展的試驗(yàn)項(xiàng)目。雖然起步較晚，但是我們有使用調(diào)諧式或是調(diào)感式串聯(lián)諧振裝置多年的經(jīng)驗(yàn)。對(duì)于橡塑電力電纜交流耐壓試驗(yàn)參數(shù)，隨著實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不斷豐富，制作工藝水平的不斷提高，在本地區(qū)電纜制作工藝普遍提高的情況下，參考標(biāo)準(zhǔn)提高電壓，減少試驗(yàn)時(shí)間的方式，來(lái)提高工作效率！

b隨著國(guó)家電網(wǎng)與克拉瑪依電網(wǎng)日益關(guān)聯(lián)度增高，高壓電纜故障影響面較大，搶修時(shí)間較長(zhǎng)，其次，國(guó)家電網(wǎng)在克拉瑪依市沒(méi)有常駐試驗(yàn)隊(duì)伍，從應(yīng)急搶修的角度來(lái)講，我們不進(jìn)要起到保障新疆油田電力安全生產(chǎn)供應(yīng)的主力軍作用，而且還要有起到本地區(qū)國(guó)網(wǎng)單位后備軍的作用，為整個(gè)克拉瑪依地區(qū)電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行保駕護(hù)航。

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