110 kV高壓電纜現場交流耐壓試驗方法探究

王趁錄

(國網甘肅省電力公司蘭州供電公司，甘肅 蘭州 730060)

110 kV高壓電纜現場交流耐壓試驗方法探究

王趁錄

(國網甘肅省電力公司蘭州供電公司，甘肅 蘭州 730060)

介紹了利用串聯諧振進行110 kV交聯電纜耐壓試驗的基本原理和方法，重點結合某變電站110 kV進線電纜的現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的問題進行了分析，為高壓電纜的交流耐壓現場試驗提供了參考。

高壓電纜；交流耐壓實驗；串聯諧振；并聯諧振

0 引言

隨著城市配電網的發展，交聯電纜入地代替架空線路已成為城市110?kV電網建設改造的主要內容之一。在電網建設和改造過程中，為了檢驗和保證交聯電纜的敷設及安裝質量，對交聯電纜進行現場交流耐壓試驗是最直接、有效的手段。目前，利用調頻電源裝置，采用帶并聯補償電抗器的串并聯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組合電器內部等因素的影響，可能導致現場試驗無法進行或試驗失敗。因此，對110?kV電纜現場交流耐壓試驗方法進行探究，是十分必要和有示范效應的。

1 利用串聯諧振進行交流耐壓試驗的方法

根據串聯諧振原理，利用勵磁變壓器激發串聯諧振回路，調節變頻控制器的輸出頻率，使回路電感L和試品電纜串聯諧振，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，一般可采用串聯諧振方式。

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

(3)?串—并聯諧振。當試驗電壓較高、試品電纜電容量較大時，試驗設備難以滿足上述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，即使是可調電抗器也往往由于可調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，所以國內外進行長電纜交流耐壓試驗時，一般均采用串—并聯調頻諧振方式。

圖1 串聯諧振測試原理接線

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回進線電纜已敷設完畢，需對110?kV型號為VC-YJLW02-V-64/110-1×400?mm2的交聯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，另一終端已敷設固定到小西湖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

現有的串聯諧振設備只能滿足單次對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備交接試驗標準》規定，110?kV電纜主絕緣交流耐壓試驗時間為1?h。考慮升壓1?h后高壓電抗器溫升，需冷卻1?h后才能繼續工作，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諧振設備吊裝、布置、塔上接線準備、塔上接線換線、GIS設備操作時間，實際試驗工作需從當天早上開始直至第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。經綜合考慮，決定對小西湖區003號鐵塔左側3根電纜(西面)進行主絕緣交流耐壓試驗，小西湖區003號鐵塔右側3根電纜(東西方向)采用施加正常系統相對地電壓24?h方法進行考核。加壓點選擇在小西湖區1120小桃開二線003號電纜終端鐵塔處2回110?kV西關變110?kV進線電纜接頭處，需從試品電纜終端頭處裝設試驗加壓線至串聯諧振設備。

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

2.3 試驗儀器、設備的選擇計算

根據電纜參數及設備參數進行選擇計算。

串諧設備中高壓電抗器實際參數：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6?000?pF/200?kV，共3節。

查電纜制造廠家提供的電纜參數可知，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，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。

依據現場試驗儀器數量應可靠并經濟的原則，根據計算，現場只需選用3臺高壓電抗器和1節電容分壓器即能滿足試驗儀器30—300Hz的頻率范圍要求。考慮到要有一定調節裕度，另加1臺高壓電抗器，以備特殊情況需要。

2.4 作業準備工作

作業前要求完成相關組織、技術和安全措施，特別要注意以下幾個方面。

(1)?試品電纜GIS終端插至GIS氣室內時，該氣室微水應該經測試合格。

(2)?將試品電纜GIS室側的線路電壓互感器及避雷器導電桿退出，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003號塔上6支線路避雷器引線打開并接地。

(4)?對小西湖區003號鐵塔接地電阻進行復核性測試，應滿足現場試驗要求。

(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)?西關什字變GIS室側派專人進行相關設備操作及安全監護工作。

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

(9)?小西湖區003號鐵塔處配置夜間工作照明設備，以備急用。

(10)?試驗當天天氣良好，溫度、濕度符合試驗要求。

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

2.5 作業現場接線

在作業現場，根據串聯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 實際作業過程

接通變頻電源后，進行面板設置時發現菜單不能設置，在等待了一段時間后才能進行菜單設置，初步分析為環境溫度低且儀器預熱時間不夠所致。

升壓中，找到諧振點后，再手動升壓至65?kV后，繼續增加低壓輸出電壓，發現電壓小幅震蕩，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，繼續升壓，仍然發現低壓電壓及低壓電流保持不變，高壓電源有較大波動。經現場分析判斷：高壓試驗引線部分是裸銅線，存在電暈放電現象，且高空風力較大，試驗引線有擺動，導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箱，其有抑制金屬護套電壓突然升高及減少護層環流的作用，從而使升壓速度放緩。等待一段時間后，繼續升壓至75?kV，發現電壓無法繼續上升；等待約10?min后，才升壓至100?kV；等待5?min后，試品電纜及GIS側無異常后，繼續升壓至110?kV。達到設置電壓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 結論

通過利用串聯諧振方式對某變電站110?kV進線電纜進行交流耐壓試驗，確認了電纜質量過關、敷設及安裝工藝質量合格，保證了該變電站順利按計劃投產，并在1年多的運行期間未出現絕緣故障。這證明了該試驗方法和試驗結果是可靠的，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].科技致富向導，??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“安全生產責任制深化落實年”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文件精神要求，結合電廠實際深入開展“安全生產責任制深化落實年”活動。該廠成立了以黨政主要領導為組長的“安全生產責任制深化落實年”活動領導小組，做好宣傳發動、自查評估、推廣應用等工作，抓好重點部位、關鍵環節的安全生產責任制落實。

(1)?建立安全生產責任制落實評估機制，制定評估標準，量化責任指標，通過自查評估，全面自糾自改，推進動態評估，促進責任落實。

(2)?修訂完善各項規章制度和規程標準，強化制度措施落實執行，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)?通過執行危險點分析、操作檢查卡等，強化風險分級管控；推進隱患排查治理體系建設，嚴格執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安全生產管理體系，實現安全工作同布置、同檢查、同考核、同總結、同評比。

（來源：中國華能集團公司網站?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。