王國平

摘 要：文章通過對客專牽引變電所的27.5 kV單芯膠聯(lián)聚乙烯絕緣電纜的交接預(yù)防性試驗，及時發(fā)現(xiàn)電纜隱患或故障，確保設(shè)備的安全、穩(wěn)定運行。

關(guān)鍵詞：電纜；誤區(qū)原因；試驗項目；試驗方法；優(yōu)缺點

中圖分類號：TM206 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）14-0089-02

1 電力電纜的分類及應(yīng)用

1.1 分類

電力電纜有多種類型，早期在6～35 kV系統(tǒng)中使用油浸紙絕緣電纜，110 kV以上系統(tǒng)采用高壓充油電纜，目前各電壓等級廣泛使用橡塑電纜。電纜：聚氯乙烯絕緣；交聯(lián)聚乙烯絕緣；乙丙橡皮絕緣

1.2 電力電纜在客專變電所的應(yīng)用

目前，石武客專牽引變電所廣泛使用27.5 kV單芯膠聯(lián)聚乙烯絕緣電纜代替架空線。使用的地點：上網(wǎng)點接觸網(wǎng)開關(guān)至GIS開關(guān)柜；牽引變壓器低壓側(cè)至GIS開關(guān)柜；自用變壓器進線側(cè)至GIS開關(guān)柜。

2 電力電纜與架空線相比的優(yōu)缺點

2.1 優(yōu)點

①供電可靠，不受外界影響。不會產(chǎn)生雷擊、風(fēng)害、掛冰、鳥害造成架空線短路故障。②占地面積小，地下敷設(shè)不占地面空間。③維護工作量小，無需頻繁的巡視檢修。④電纜的電容大，有利于提高功率因數(shù)。

2.2 缺點

①成本高，價格貴（約為架空線路的10倍）。②故障難查找，處理時間長。③機械損傷、鉛包腐蝕、過熱老化陷等。④新敷設(shè)電纜過程中要配合。⑤制作終端頭或中間頭之前先試驗。⑥電纜竣工時要做交接試驗。

3 橡塑電纜交接試驗項目

依據(jù)《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗標準》（GB 50150-2006）規(guī)定，27.5 kV單芯電力電纜（橡塑）交接時要做以下試驗：①測量絕緣電阻；②交流耐壓試驗；③測量金屬屏蔽層與導(dǎo)體電阻比。

4 目前交接試驗存在誤區(qū)

目前，27.5 kV單芯電力電纜交接試驗時易產(chǎn)生的誤區(qū)：①直流耐壓試驗可替代交流耐壓試驗。直流耐壓試驗=破壞性試驗。②空載24 h的試驗可替代交流耐壓試驗?？蛰d24 h效果值得懷疑。

5 不做直流耐壓試驗原因

5.1 試驗等效性差

直流耐壓試驗時，輸出直流電壓，而電纜實際在交流電壓下運行，因此，不能模擬電纜的運行工況，無法做為判斷電纜絕緣好壞的依據(jù)。

5.2 殘余電荷高放電難

電纜在直流電壓下會存儲積累電荷。電荷需長時間放出。如果電荷未完全釋放前投入運行，殘存電荷便會疊加在工頻電壓峰值上，導(dǎo)致電纜絕緣擊穿。

5.3 對水樹枝發(fā)展影響大

電纜致命的一個弱點是絕緣易產(chǎn)生水樹枝，一旦產(chǎn)生水樹枝，在直流電壓下會迅速轉(zhuǎn)變?yōu)殡姌渲?，并形成放電，以致于運行后在工頻電壓下形成擊穿。而單純的水樹枝在交流電壓下還能保持相當(dāng)?shù)哪蛪褐担谙喈?dāng)長時間內(nèi)不被擊穿。實踐也證明，直流耐壓試驗不能有效發(fā)現(xiàn)交流電壓作用下的某些缺陷，在交流電壓下絕緣最易發(fā)生擊穿的地點，在直流電壓下往往不能擊穿。所以不推薦采用直流耐壓試驗作為交聯(lián)聚乙烯電纜的竣工試驗，而改用交流耐壓試驗。

6 電纜交接試驗項目

6.1 電纜交接試驗項目1——測量絕緣電阻

測量電纜主絕緣電阻方法：①試驗前要將電纜充分放電；②將L連接導(dǎo)體，G接屏蔽，E接鋼鎧并接地；③試驗完畢充分放電。如圖1所示：

6.2 電纜交接試驗項目2—交流耐壓試驗

6.2.1 1Hz超低頻耐壓試驗

原理：由于電纜為容性負載，需要很大的試驗容量S=2？仔fCU2S kVA

式中：C為被試電纜電容量μf/km；U為試驗電壓kV；f為工頻頻率，我國為50 Hz。

優(yōu)點：①0.1 Hz超低頻正弦波耐壓試驗設(shè)備消耗功率小，是50 Hz耐壓試驗設(shè)備的1/500。②0.1 Hz超低頻正弦波耐壓試驗設(shè)備的輸出電壓較高，目前已有250 kV交流輸出試驗設(shè)備，可用于更高等級電壓系統(tǒng)。③由于輸入功率小，設(shè)備的尺寸和重量也小，均為兩件或三件式便攜設(shè)計。0.1 Hz超低頻正弦波耐壓試驗設(shè)備可試驗較長的電纜（電容較大）。

6.2.2 變頻諧振試驗

變頻諧振試驗（30～300 Hz）——輸出電壓很高，目前高壓電纜及附件最好的試驗方法，適于110 kV及以上電壓等級使用，這種試驗方法已列入新標準IEC 62067和=GB 50150-2006《電氣裝置安裝工程 電氣設(shè)備交接試驗標準》 ——110 kV采用1.7 U0。變頻串聯(lián)諧振技術(shù)的原理，如圖2所示：

系統(tǒng)組成：由變頻電源，勵磁變壓器，諧振電抗器，分壓器及試品組成。

當(dāng)回路頻率f=1/2 π√LC 時，回路產(chǎn)生諧振，此時試品上的電壓是勵磁變高壓端輸出電壓的Q倍。Q為電壓諧振倍數(shù)，一般為幾十到一百以上。先通過調(diào)節(jié)變頻電源的輸出頻率使回路發(fā)生串聯(lián)諧振，再在回路諧振的條件下調(diào)節(jié)變頻電源輸出電壓使試品電壓達到試驗值。由于回路的諧振，變頻電源較小的輸出電壓就可在試品CX上產(chǎn)生較高的試驗電壓。

變頻串聯(lián)諧振試驗結(jié)果判斷：交聯(lián)電纜交流耐壓中，絕緣不發(fā)生閃絡(luò)、擊穿，交流耐壓后測量絕緣電阻與交流耐壓之前比較無明顯變化，說明沒造成絕緣損傷，試驗合格。

變頻串聯(lián)諧振技術(shù)的優(yōu)點：①變頻串聯(lián)諧振是諧振式電流濾波電路，能改善電源波形畸變，獲得較好的正弦電壓波形，有效防止諧波峰值對被試品的誤擊穿。②變頻串聯(lián)諧振工作在諧振狀態(tài)，當(dāng)被試品的絕緣點被擊穿時，電流立即脫諧，回路電流迅速下降為正常試驗電流的數(shù)1/10。發(fā)生閃絡(luò)擊穿時，因失去諧振條件，除短路電流立即下降外，高電壓也立即消失，電弧即可熄滅。③適用于高電壓、大容量的電力設(shè)備的絕緣耐壓試驗。

變頻串聯(lián)諧振技術(shù)的缺點：膠聯(lián)電纜交流耐壓，只要絕緣不發(fā)生閃絡(luò)、擊穿就判為合格，這樣發(fā)現(xiàn)不了絕緣的發(fā)展性缺陷。開展電纜熱成像測溫或電纜溫度的在線監(jiān)測，應(yīng)是今后監(jiān)測電纜絕緣缺陷的發(fā)展方向。

7 較先進的運行維護措施

①在線測試局部放電技術(shù)；②電纜及電纜附件軸向溫度分布及變化光纖監(jiān)測技術(shù)；③電纜隧道火災(zāi)、油壓、排水、通風(fēng)集中控制監(jiān)護。

8 結(jié) 語

本文主要通過對石武高鐵交接驗收前后，以及開通運營到現(xiàn)在，對高鐵運行以來在高壓電纜出現(xiàn)的問題進行反思，為今后施工和接受單位為牽引供電需要運用電力電纜需要注意的事項，為施工和設(shè)備接受單位提供幫助，避免不良的電纜投入運營，確保供電設(shè)備正常運行。

參考文獻：

[1] GB 50150-2006，電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗標準[S].