淺談完善高壓電力電纜試驗

【摘要】本文淺談完善高壓電力電纜試驗存在的問題的改善的想法及注意事項。

【關鍵詞】高壓電力；電纜

1.電纜故障的危害性

電纜在輸配電過程中起到了非常重要的環(huán)節(jié)。隨著電網(wǎng)的發(fā)展，城網(wǎng)及變電所的改造實施增多，高壓橡塑絕緣電力電纜的使用也逐漸增多，一旦電纜發(fā)生故障，就會造成大面積停電。由于電纜敷設方式多為直埋。所以電纜故障一般都難以查找，搶修困難，需要花費大量人力物力，耗費時間。給用戶和供電企業(yè)都造成很大的損失。

2.克拉瑪依地區(qū)電纜現(xiàn)狀

2.1橡塑絕緣電力電纜使用逐漸增多

經(jīng)過初步統(tǒng)計，目前我公司所轄110kV電力電纜共18根；35kV電纜共計100余條，其中撬裝臨變共60余條；6kV電纜若干條，大部分為橡塑絕緣電力電纜，少數(shù)6kV油浸式電纜正逐步被淘汰。近些年由于城市的建設，油田區(qū)域的擴大，變電所的改造，橡塑絕緣電力電纜的數(shù)量隨之也會逐漸增加。

2.2電纜故障較多

隨著電力電纜的使用增多，電纜出現(xiàn)的故障也逐漸增加，電纜故障率較高，通過統(tǒng)計，在12年4-8月之間，電纜故障共發(fā)生17次，其中有部分為施工損壞，大部分為運行故障，，撬裝式臨變已投產(chǎn)23座，也發(fā)生過多次電纜故障。

2.3克拉瑪依地區(qū)電纜試驗現(xiàn)狀

2.3.1電氣試驗所。1）ZGF-HⅢ200/2直流高壓發(fā)生器；2）VFSR串聯(lián)諧振成套裝置。在電纜現(xiàn)場交接和預防性試驗中，應用ZGF-H直流高壓發(fā)生器對6—35kV電纜做直流耐壓試驗。串聯(lián)諧振裝置由于電抗器參數(shù)不匹配，無法做電纜交流耐壓試驗。

2.3.2油建公司電氣安裝隊。油建公司電氣安裝隊所能完成的電纜交流耐壓試驗為35kV等級小于1.5KM長度，無法完成更高電壓等級的試驗。

2.3.3獨山子動力公司。獨山子動力公司在電纜交接中采用0.1Hz超低頻耐壓儀對電纜進行耐壓試驗，電壓等級在35kV及以下。

3.電力電纜試驗存在的問題

橡塑絕緣電力電纜在現(xiàn)場交接試驗中規(guī)定應做的試驗項目，直流耐壓方法存在一定的缺陷。直流耐壓試驗不能模擬運行狀態(tài)下電纜承受的過電壓，也不能有效的發(fā)現(xiàn)電纜及電纜接頭本身和施工工藝上的缺陷。主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

a、橡塑絕緣電力電纜絕緣層在直流和交流電壓下，內部電場分布情況完全不同。在交流電壓下，橡塑絕緣電力絕緣內部電場分布是比較穩(wěn)定的。這樣，往往造成在交流工作電壓下有缺陷的部位在直流試驗時不被擊穿，反過來，在直流試驗時被擊穿的部位，在交流工作電壓下卻不會產(chǎn)生問題。

b、橡塑絕緣電力電纜絕緣內部如果有了水樹枝，直流試驗會導致橡塑絕緣電力絕緣產(chǎn)生積累效應，加速絕緣老化，縮短使用壽命。

c、直流耐壓試驗過程中，在橡塑絕緣電力電纜及其附件絕緣內會形成空間電荷，空間電荷的不斷形成可導致電纜在交流工作電壓下?lián)舸蛟诟郊缑嬉蚍e累電荷而沿界面滑閃。

針對目前存在的問題和同行業(yè)的運行經(jīng)驗及相關標準規(guī)定，可以看出直流試驗電壓不能有效發(fā)現(xiàn)橡塑絕緣電力電纜的絕緣缺陷是克拉瑪依地區(qū)目前電力電纜存在的主要問題。

4.目前國內采用的交流耐壓方法

4.10.1Hz超低頻

采用0.1Hz作為試驗電源，理論上可以將試驗變壓器的容量降低到1/500，試驗變壓器的重量可大大降低，可以較容易地移動到現(xiàn)場進行試驗。優(yōu)點是體積小，重量輕，攜帶方便。接線簡單。缺點價格昂貴，國內經(jīng)驗尚不充分，理論不成熟。只能用于35kV及以下電纜。

4.2振蕩電壓試驗

振蕩電壓試驗是用直流電源給電纜充電，當達到試驗電壓后使放電間隙擊穿而通過電感線圈放電，對電纜施加一定電壓幅位、頻率為kHz級的衰減振蕩波電壓作為擠包絕緣電纜線路的竣工試驗方法的另一種途徑。與工頻電壓試驗相比，其檢查電纜主絕緣和附件缺陷的效果仍不理想，一難以滿足長電纜的需要；二電纜有較大傷害。

4.3諧振耐壓試驗

諧振耐壓試驗方法是通過改變試驗系統(tǒng)的電感量和試驗頻率，使回路處于諧振狀態(tài)。具有體積小，重量輕，攜帶方便，理論成熟，價格較低，適用范圍廣等優(yōu)點。缺點是線較復雜，試驗儀器較多。

通過各個交流方法的優(yōu)缺點，在電力電纜交接試驗中優(yōu)先選用諧振耐壓試驗方法。

5.設備的選擇

5.1設備選取的原則

為節(jié)約成本，增加設備的利用率，不能單考慮交流耐壓在電纜方面的使用，還應該考慮交流耐壓試驗在其它試驗項目上的應用。綜合電氣試驗所目前的試驗情況，諧振耐壓裝置勵磁變高壓側電流為1A，在電容量較大電氣設備試驗中，不能滿足需要。試驗設備體積大，重量沉，不便于搬運，只適用于實驗室工作，不適合現(xiàn)場使用等問題，新的試驗設備要盡量滿足以下要求：

1）110kV六氟化硫組合電器測試；2）110kV合成絕緣子測試；3）110kV50MVA及以下變壓器的交流耐壓試驗；4）110kV3Km及以下電纜交流耐壓試驗；5）35kV2Km及以下電纜交流耐壓試驗。

5.2設備型號的選擇與推算

綜合考慮各個試驗項目，選取VF-450/270型便攜式變頻串聯(lián)諧振交流耐壓試驗裝置進行推算。

a、VF-450/270型的基本參數(shù)

1）額定輸入電壓：380V；2）額定輸入容量：20KW，輸入電流：50A

3）額定輸出電壓：350kV，20～300Hz；4）額定容量：450kVA

5）Q值：30～300Hz范圍內Q75℃≥30

1變頻電源型號VF-201臺

2勵磁變壓器型號：VF-L152臺

3高壓電抗器型號：VF-L75/506只

4分壓器型號：TRF-270/0.0011臺

通過驗證可以滿足高壓電力電纜交流耐壓試驗要求，也能夠滿足其他試驗項目上的要求。

6.想法與建議

6.1加強電力電纜的管理

電力電纜直接影響到供電的穩(wěn)定性，一旦發(fā)生故障，可能引起大面積停電。電纜多數(shù)都采用直埋式，發(fā)生故障后比較難以尋找故障點，這主要是由于基礎資料不全造成的，很多電纜缺少基礎資料，如電纜的長度，走向，規(guī)格標示，標示樁丟失等；為快速搶修造成很大的困難。因此應該加強電力電纜的管理，建立電纜的全面資料，設置清晰的標識。其中地理環(huán)境也應該列出，其中包括積水地，油污地帶，多石塊加地等，應該加強記錄詳細信息。加強施工監(jiān)管，防止施工方謊報成本，造成資料不準確。

6.2加強電力電纜的定檢工作

電力電纜也是輸電線路中的重要環(huán)節(jié)，相對架空線的巡查及綜自裝置的定期檢查，電纜的定期檢查沒有實施，這樣使得電纜輸電環(huán)節(jié)的安全可靠環(huán)節(jié)薄弱，致使電網(wǎng)的安全程度有所降低。定期對電力電纜進行檢查試驗，可以預判出電纜可能出現(xiàn)的故障，這樣可以對可能出現(xiàn)故障的電纜加強監(jiān)管，作出應急預案，可以大大減少出現(xiàn)故障所造成停電時間。但要根據(jù)實際情況來安排，有的線路難以進行停電檢修，可以適當延長檢修周期或者不檢修。