110 kV高壓電纜現(xiàn)場交流耐壓試驗方法探究

王趁錄

(國網(wǎng)甘肅省電力公司蘭州供電公司，甘肅 蘭州 730060)

110 kV高壓電纜現(xiàn)場交流耐壓試驗方法探究

王趁錄

(國網(wǎng)甘肅省電力公司蘭州供電公司，甘肅 蘭州 730060)

介紹了利用串聯(lián)諧振進行110 kV交聯(lián)電纜耐壓試驗的基本原理和方法，重點結(jié)合某變電站110 kV進線電纜的現(xiàn)場耐壓試驗進行了試驗方法和試驗過程的詳細探討，并對試驗過程中出現(xiàn)的問題進行了分析，為高壓電纜的交流耐壓現(xiàn)場試驗提供了參考。

高壓電纜；交流耐壓實驗；串聯(lián)諧振；并聯(lián)諧振

0 引言

隨著城市配電網(wǎng)的發(fā)展，交聯(lián)電纜入地代替架空線路已成為城市110?kV電網(wǎng)建設(shè)改造的主要內(nèi)容之一。在電網(wǎng)建設(shè)和改造過程中，為了檢驗和保證交聯(lián)電纜的敷設(shè)及安裝質(zhì)量，對交聯(lián)電纜進行現(xiàn)場交流耐壓試驗是最直接、有效的手段。目前，利用調(diào)頻電源裝置，采用帶并聯(lián)補償電抗器的串并聯(lián)諧振接線方式進行交流耐壓試驗是較為成熟的試驗方法。但在現(xiàn)場試驗過程中，由于受110?kV電纜接頭處安裝位置過高或直接封閉于GIS組合電器內(nèi)部等因素的影響，可能導(dǎo)致現(xiàn)場試驗無法進行或試驗失敗。因此，對110?kV電纜現(xiàn)場交流耐壓試驗方法進行探究，是十分必要和有示范效應(yīng)的。

1 利用串聯(lián)諧振進行交流耐壓試驗的方法

根據(jù)串聯(lián)諧振原理，利用勵磁變壓器激發(fā)串聯(lián)諧振回路，調(diào)節(jié)變頻控制器的輸出頻率，使回路電感L和試品電纜串聯(lián)諧振，諧振電壓即為加到試品上的電壓，基本原理如圖1所示。一般利用諧振進行交流耐壓試驗，有以下幾種方式。

(1)?串聯(lián)諧振。如果試品電纜的試驗電壓較高而電容量較小，一般可采用串聯(lián)諧振方式。

(2)?并聯(lián)諧振。如果試品電纜的試驗電壓較低而試品容量較大時，一般可采用并聯(lián)諧振方式。

(3)?串—并聯(lián)諧振。當(dāng)試驗電壓較高、試品電纜電容量較大時，試驗設(shè)備難以滿足上述2種方式的要求，原因是:

①?合適的高電壓大容量的電抗器一般單位都不具備；

②?不同長度的電纜電容量不相同，需要的電抗器也不一樣，即使是可調(diào)電抗器也往往由于可調(diào)范圍有限而難以滿足試驗要求。

因此，僅靠配備合適的電抗器來滿足試驗要求就比較困難，所以國內(nèi)外進行長電纜交流耐壓試驗時，一般均采用串—并聯(lián)調(diào)頻諧振方式。

圖1 串聯(lián)諧振測試原理接線

2 電纜交流耐壓試驗方法實踐

2.1 項目概況

某新建110?kV變電站，2回進線電纜已敷設(shè)完畢，需對110?kV型號為VC-YJLW02-V-64/110-1×400?mm2的交聯(lián)聚乙烯進線電纜進行交流耐壓交接試驗。電纜全長2.466?km，試品電纜一端GIS終端已插至GIS氣室內(nèi)，另一終端已敷設(shè)固定到小西湖1120小桃開二線003號電纜終端鐵塔上。

2.2 試驗方案和儀器的確定

現(xiàn)有的串聯(lián)諧振設(shè)備只能滿足單次對1根110?kV電纜進行交流耐壓試驗，按照GB?50150—2006《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，110?kV電纜主絕緣交流耐壓試驗時間為1?h?？紤]升壓1?h后高壓電抗器溫升，需冷卻1?h后才能繼續(xù)工作，故單根電纜試驗時間需要2?h，6根電纜試驗時間需要12?h。再考慮電纜試驗前串聯(lián)諧振設(shè)備吊裝、布置、塔上接線準(zhǔn)備、塔上接線換線、GIS設(shè)備操作時間，實際試驗工作需從當(dāng)天早上開始直至第2天早上才能完成。因需在塔上進行變更試驗接線，加之夜間溫度較低、光線較差，工作危險性較高。經(jīng)綜合考慮，決定對小西湖區(qū)003號鐵塔左側(cè)3根電纜(西面)進行主絕緣交流耐壓試驗，小西湖區(qū)003號鐵塔右側(cè)3根電纜(東西方向)采用施加正常系統(tǒng)相對地電壓24?h方法進行考核。加壓點選擇在小西湖區(qū)1120小桃開二線003號電纜終端鐵塔處2回110?kV西關(guān)變110?kV進線電纜接頭處，需從試品電纜終端頭處裝設(shè)試驗加壓線至串聯(lián)諧振設(shè)備。

串聯(lián)諧振試驗儀器決定選用HVFRF-3900×5調(diào)頻串聯(lián)諧振試驗系統(tǒng)，包括變頻電源、勵磁變壓器、高壓電抗器、無局放電容分壓器、均壓環(huán)等配件，并配合帶電作業(yè)車進行輔助工作。

2.3 試驗儀器、設(shè)備的選擇計算

根據(jù)電纜參數(shù)及設(shè)備參數(shù)進行選擇計算。

串諧設(shè)備中高壓電抗器實際參數(shù)：780?kVA/ 130?kV/6?A/144?H/180?min，試驗頻率為30—300?Hz，共5臺。

無局放分壓電容器：單節(jié)6?000?pF/200?kV，共3節(jié)。

查電纜制造廠家提供的電纜參數(shù)可知，110?kV 1×400?mm2單芯電纜電容量為0.156?μF/km，電纜全長為2.466?km，單根電纜電容量C=0.156× 2.466=0.385?μF。考慮分壓電容器電容量，試驗時Cx=0.385+0.006=0.391?μF。

試驗時3臺電抗器并聯(lián)，諧振頻率f及試驗電流Ic計算如下：

式中：Us=128?kV，Cx=0.391?μF，f=36.76?Hz。

試驗容量：Po=UI=1?478.4?kVA。

依據(jù)現(xiàn)場試驗儀器數(shù)量應(yīng)可靠并經(jīng)濟的原則，根據(jù)計算，現(xiàn)場只需選用3臺高壓電抗器和1節(jié)電容分壓器即能滿足試驗儀器30—300Hz的頻率范圍要求?？紤]到要有一定調(diào)節(jié)裕度，另加1臺高壓電抗器，以備特殊情況需要。

2.4 作業(yè)準(zhǔn)備工作

作業(yè)前要求完成相關(guān)組織、技術(shù)和安全措施，特別要注意以下幾個方面。

(1)?試品電纜GIS終端插至GIS氣室內(nèi)時，該氣室微水應(yīng)該經(jīng)測試合格。

(2)?將試品電纜GIS室側(cè)的線路電壓互感器及避雷器導(dǎo)電桿退出，一次接線斷開并接地，進線GIS間隔丙刀閘拉開，丙丁刀閘接地。

(3)?將小西湖區(qū)003號塔上6支線路避雷器引線打開并接地。

(4)?對小西湖區(qū)003號鐵塔接地電阻進行復(fù)核性測試，應(yīng)滿足現(xiàn)場試驗要求。

(5)?配置試驗專用電源：三相交流380?V，空開額定電流不小于100?A。

(6)?塔下布置好安全圍欄。

(7)?西關(guān)什字變GIS室側(cè)派專人進行相關(guān)設(shè)備操作及安全監(jiān)護工作。

(8)?串諧試驗設(shè)備提前裝運到小西湖區(qū)003號鐵塔下，配備吊車及斗臂車協(xié)助試驗工作。

(9)?小西湖區(qū)003號鐵塔處配置夜間工作照明設(shè)備，以備急用。

(10)?試驗當(dāng)天天氣良好，溫度、濕度符合試驗要求。

(11)?西關(guān)什字變GIS側(cè)試品電纜側(cè)GIS間隔丙丁1刀閘接地，丙刀閘斷開，丙丁刀閘合上。

2.5 作業(yè)現(xiàn)場接線

在作業(yè)現(xiàn)場，根據(jù)串聯(lián)諧振交流耐壓試驗的需要和試驗原理進行了試驗儀器的布置和接線。

2.6 實際作業(yè)過程

接通變頻電源后，進行面板設(shè)置時發(fā)現(xiàn)菜單不能設(shè)置，在等待了一段時間后才能進行菜單設(shè)置，初步分析為環(huán)境溫度低且儀器預(yù)熱時間不夠所致。

升壓中，找到諧振點后，再手動升壓至65?kV后，繼續(xù)增加低壓輸出電壓，發(fā)現(xiàn)電壓小幅震蕩，然后保持不變。用萬用表測量變頻電源低壓進線處電源電壓，數(shù)值無變化。斷電后，對電纜放電，重新查找諧振點，手動升壓至65?kV后，繼續(xù)升壓，仍然發(fā)現(xiàn)低壓電壓及低壓電流保持不變，高壓電源有較大波動。經(jīng)現(xiàn)場分析判斷：高壓試驗引線部分是裸銅線，存在電暈放電現(xiàn)象，且高空風(fēng)力較大，試驗引線有擺動，導(dǎo)致高壓試驗電壓來回波動；試品電纜較長(2.4?km左右)，中間電纜接頭處有接地箱及交叉互聯(lián)箱，其有抑制金屬護套電壓突然升高及減少護層環(huán)流的作用，從而使升壓速度放緩。等待一段時間后，繼續(xù)升壓至75?kV，發(fā)現(xiàn)電壓無法繼續(xù)上升；等待約10?min后，才升壓至100?kV；等待5?min后，試品電纜及GIS側(cè)無異常后，繼續(xù)升壓至110?kV。達到設(shè)置電壓1?h后，自動降壓，斷開電源，試驗順利完成。

該變電站110?kV進線電纜交流耐壓試驗合格。

3 結(jié)論

通過利用串聯(lián)諧振方式對某變電站110?kV進線電纜進行交流耐壓試驗，確認了電纜質(zhì)量過關(guān)、敷設(shè)及安裝工藝質(zhì)量合格，保證了該變電站順利按計劃投產(chǎn)，并在1年多的運行期間未出現(xiàn)絕緣故障。這證明了該試驗方法和試驗結(jié)果是可靠的，也為今后該公司110?kV電纜交流耐壓試驗工作的順利開展提供了示范。

1?王杰輝．電纜耐壓試驗的分析與探討[J].科技致富向?qū)В??2011，19(21)：322.

2?張仕勇，李永騰，阮浩杰，等．0.1?Hz超低頻交流試驗??系統(tǒng)的研究[J].華東電力，2011，40(6)：908-911.

華能達拉特電廠深入開展“安全生產(chǎn)責(zé)任制深化落實年”活動

近日，華能集團北方公司達拉特電廠認真貫徹落實集團公司有關(guān)文件精神要求，結(jié)合電廠實際深入開展“安全生產(chǎn)責(zé)任制深化落實年”活動。該廠成立了以黨政主要領(lǐng)導(dǎo)為組長的“安全生產(chǎn)責(zé)任制深化落實年”活動領(lǐng)導(dǎo)小組，做好宣傳發(fā)動、自查評估、推廣應(yīng)用等工作，抓好重點部位、關(guān)鍵環(huán)節(jié)的安全生產(chǎn)責(zé)任制落實。

(1)?建立安全生產(chǎn)責(zé)任制落實評估機制，制定評估標(biāo)準(zhǔn)，量化責(zé)任指標(biāo)，通過自查評估，全面自糾自改，推進動態(tài)評估，促進責(zé)任落實。

(2)?修訂完善各項規(guī)章制度和規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)，強化制度措施落實執(zhí)行，形成“靠制度管人、按制度辦事”的良好工作秩序。

(3)?建立反“三違”機制，樹立違章“零容忍”觀念，嚴肅考核，實行“一票否決”，強化“三違”整治。

(4)?通過執(zhí)行危險點分析、操作檢查卡等，強化風(fēng)險分級管控；推進隱患排查治理體系建設(shè)，嚴格執(zhí)行重大隱患掛牌督辦制度。

(5)?強化外包工程(外委檢修項目)管理，把承包單位納入廠內(nèi)安全生產(chǎn)管理體系，實現(xiàn)安全工作同布置、同檢查、同考核、同總結(jié)、同評比。

（來源：中國華能集團公司網(wǎng)站?2017-04-01）

2016-10-26。

王趁錄(1972—)，男，高級工程師，主要從事變電運維檢修管理工作，email：402474421@qq.com。