CRH380BL動車組生產現場局部放電試驗方法

余 嬌

（長春軌道客車股份有限公司工業化部，吉林 長春130062）

0 前言

AC25kV高壓電纜及電纜頭局部放電試驗是保證CRH380BL高速動車組安全可靠運行的必要條件。本文是在CRH380BL動車組生產現場做AC25kV高壓電纜局部放電試驗過程中出現的問題基礎上，進行總結歸納。

局部放電，是電纜中局部的、微小的放電，它以放電電荷量的形式體現出來。局部的，是指高壓端（導體線芯），低壓端（銅帶屏蔽）及絕緣中的局部缺陷，包括各種尖端、毛刺、雜質、氣泡、水汽等等。微小的，是指上述缺陷的體積很小(一般為微米級)及引起的放電量很小(一般為皮庫侖)。

這種微小的放電，在電纜投入運行的初期，可能不會造成電力中斷事故，但這種放電一天24小時，一年365天，一直不斷的存在，隨著時間的推移，這種缺陷周圍的絕緣在這種微小放電的光、電輻射作用下，逐漸發熱、老化、失去了絕緣性能，最終導致電纜的擊穿，造成斷電事故。

因此局部放電試驗，作為檢驗電纜局部的微小缺陷的手段，已被各級標準作為高壓電纜的出廠檢驗必檢項目。

1 局部放電試驗

局部放電試驗（簡稱局放試驗），是檢測電纜和附件制作工藝過程是否存在局部的、微小的缺陷，確保高壓電纜質量的試驗。通過施加電壓，測量電纜的局放量（以放電電荷形式體現）是否超標。該試驗既要提高檢測儀器的靈敏度,檢測到這種微小的放電，又要提高系統的抗干擾能力，排除外界原因，找到電纜缺陷。CRH380BL動車組局放試驗執行西門子標準，“噪音值小于或等于15pc，試驗值小于或等于15pc,噪音值和試驗值之間偏差小于或等于5pc。”但目前沒有相關標準明確高壓電纜局放量大小對應相應的電纜使用壽命。

2 局放試驗干擾來源

除了測試裝置的背景噪音之外，干擾的來源可以歸納為以下三方面：

1）來自空間的干擾

空間傳播的無線電信號，試驗場地附近出現的各種火花放電，如電焊及高壓設備的放電等，都可以通過測試回路中的分布電容和電感耦合到檢測阻抗上來。

2）來自電源的干擾

電網中的各種高次諧波、過電壓脈沖、可控硅動作、高壓設備放電、高壓沖擊和擊穿試驗等，都會在測試回路的50Hz電源上疊加各種干擾脈沖。

3）試驗回路中試樣之外的放電

在測試回路中，除了試樣中的放電之外，其他所有的放電都歸為干擾，如高壓試驗變壓器、耦合電容器以及高壓濾波器等高壓設備的放電等，還有在試驗回路的高場強內，不接地的金屬物可能出現的浮動電位體的感應放電等。

3 生產現場局放試驗

3.1 采用設備、設施

采用山東希波電氣股份公司生產制造的ACHT-50kVA/80kV工頻試驗系統，該套系統包括隔離變壓器、調壓器、變壓器、控制臺、電容分壓器、高壓定標注入電容器和局放測試儀。試驗時要求設備通過單獨的接地極接地，車輛通過廠房接地極接地，防止廠房其他信號對試驗的干擾。為此在局放專用臺位上需做獨立的接地極。

3.2 生產現場局放試驗情況

CRH380BL動車組AC25kV電纜要求對試驗電纜施加AC37.5kV電壓情況下測量電纜及附件的局放量，達到西門子提出的試驗標準視為合格。試驗原理圖如圖1所示。設備安裝調試期間試驗情況如表1。

圖1 局放試驗原理圖

表1 設備安裝調試期間試驗情況

現場實驗過程中，第一日晚設備調試時，背景值400pc，由于背景值太大，讀出的測量值沒有意義。為驗證是否是電源質量問題，第二日試驗時增加了一臺模擬隔離變壓器，試驗背景值從400pc降為50pc,為進一步確認電源干擾對試驗影響大，我們做了一個對比試驗：用二期廠房電源給局放設備供電，設備帶連接電纜和試驗電纜試驗。由于二期廠房目前還沒有使用設備，電源干擾小，局放試驗背景值為33pc，AC37.5kV時局放測量值為33pc；改用一期總組廠房電源給局放設備供電，由于一期總組廠房用電設備較多，電源回路干擾很大，局放試驗背景值為140pc；為進一步降低背景值，達到試驗要求，采用二期廠房電源供電，并且在現有設備基礎上再加一個隔離變壓器，試驗背景值為4pc，由于增加的隔離變為模擬隔離變，容量不夠，不能進行帶載試驗。

同時在進行設備電源處理（增加電容濾波）、獨立接地、試驗接線方式和除塵、設備距離調整等改進措施之后，對CRH380BL動車組16列FC04車、16列TC10車、16列TC7車進行局放試驗，如表2所示。試驗結果符合試驗標準。

表2 局放試驗測量數據

4 結論

由表1可看出廠房照明燈、局放設備使用空間大小、均壓罩連接方式對局放量有一定的影響,由于試驗場地在生產廠房現場，受周圍環境影響較大，試驗值不穩定。從電壓圖像可看出廠房干擾較多，帶上試驗電纜前后，背景值差別很大，很難讀取局放量。試驗時操作者可盡量避免上述方面對局放不利的因素。

同時從試驗情況可以看出，提高電源質量降低背景噪音是做好局放試驗的前提條件。

5 生產現場局放試驗注意事項

根據CRH380BL生產現場局放試驗過程中出現的問題和改進方法，總結如下試驗注意事項：

通過試驗比較，選擇電源插座三相線中對試驗影響最小的兩相，做為設備電源，同時為提高電源質量，在局放設備系統中隔離變壓器前端增加電容，起到對電源濾波的作用。

通過試驗確定，局放試驗時局放設備系統中耦合電容和注入電容靠近試驗電纜（即放在動車組車頂進行試驗），試驗背景值比耦合電容和注入電容放在車下試驗背景值小?，F有工藝文件中局放試驗也是將耦合電容放在車頂進行試驗。

通過試驗確定，局放試驗時高壓連接電纜接在變壓器和耦合電容之間作為高壓引線比高壓連接電纜接在耦合電容和試驗電纜之間，局放背景值小。

對于受電弓車，長線電纜局放試驗時T型端應與車體接地。

高壓連接電纜不能放地上，應用支架支起。

局放設備接地和車輛接地要分開。

對局放設備和試驗電纜要做好防塵措施。

試驗時，注意試驗設備之間的間隙。

［1］國標GB/T 12706-2008額定電壓1kV到35kV擠包絕緣電力電纜及附件[S].

［2］羅兵,孫才新,顧樂觀.局部放電在線監測中的電磁干擾及抑制方法[J].高壓電器,1995,6(3):44－47.

［3］孫講評,趙剛,傅正財,等.電流互感器局部放電試驗干擾的的與抑制[J].高壓電器,2008,12(6):555－558.