介損試驗(yàn)在10 kV城市配網(wǎng)電纜中的應(yīng)用

趙偉杰

（國(guó)網(wǎng)北京豐臺(tái)供電公司，北京 豐臺(tái)100071）

目前，城市配網(wǎng)中的10 kV 電纜多為交聯(lián)聚乙烯電纜，針對(duì)該種電纜線路的交接和預(yù)防性試驗(yàn)主要有兩種技術(shù)。一種為耐壓試驗(yàn)技術(shù)，該種技術(shù)通過(guò)對(duì)電纜線路施加遠(yuǎn)高于額定值的電壓，促使缺陷或劣化部位擊穿，從而做到有計(jì)劃地檢修或更換。另一種為狀態(tài)評(píng)價(jià)技術(shù)，該種技術(shù)通過(guò)測(cè)量電纜線路在試驗(yàn)條件下的特征參數(shù)，如介質(zhì)損耗系數(shù)、局部放電、絕緣電阻、吸收比等，并綜合運(yùn)用分析診斷技術(shù)，以獲取電纜缺陷或劣化的嚴(yán)重程度、類型、位置等關(guān)鍵信息，從而做出科學(xué)的檢修決策。

1 介損試驗(yàn)簡(jiǎn)介

1.1 介損試驗(yàn)設(shè)備

常用的介損試驗(yàn)檢測(cè)裝置接線圖如圖1 所示，檢測(cè)裝置主要包括測(cè)試主機(jī)（集超低頻電源、測(cè)量模塊、數(shù)據(jù)分析模塊等為一體）、無(wú)局放高壓連接電纜以及接地線等3 個(gè)部分。目前常用的一種介損試驗(yàn)設(shè)備為超低頻介損試驗(yàn)檢測(cè)設(shè)備，它能有效地找出交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜線路的缺陷，其頻率僅為工頻的1/500，理論上超低頻介損試驗(yàn)設(shè)備的容量可以比工頻交流試驗(yàn)設(shè)備的容量降低500 倍。除去設(shè)備結(jié)構(gòu)等因素，超低頻試驗(yàn)設(shè)備的實(shí)際容量遠(yuǎn)比工頻交流耐壓試驗(yàn)設(shè)備小，比變頻諧振試驗(yàn)裝置更適用于現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，因此超低頻介損試驗(yàn)裝置得到了一定程度的應(yīng)用。

圖1 介損試驗(yàn)檢測(cè)裝置接線圖

1.2 介損試驗(yàn)方法

按照IEEE-400-2013《有屏蔽層電力電纜系統(tǒng)絕緣層現(xiàn)場(chǎng)型試驗(yàn)與評(píng)估導(dǎo)則》中的相關(guān)規(guī)定，10 kV電纜介損試驗(yàn)通常有以下5個(gè)步驟。

電纜測(cè)距：采用測(cè)距儀對(duì)電纜線路的長(zhǎng)度、接頭位置與數(shù)量進(jìn)行測(cè)試。

絕緣電阻測(cè)量：介損試驗(yàn)測(cè)試前，采用絕緣電阻測(cè)試儀測(cè)量電纜的絕緣電阻。

試驗(yàn)接線：檢查電纜終端清潔并處于良好狀態(tài)，將高壓連接電纜一側(cè)與被測(cè)電纜終端連接，另一側(cè)與測(cè)試主機(jī)連接，將其他相電纜終端與檢測(cè)裝置接地。

介損測(cè)試：對(duì)被測(cè)電纜進(jìn)行加壓，測(cè)試0.5U0，U0、1.5U03個(gè)電壓下相關(guān)介損數(shù)據(jù)，得到介損值以及測(cè)試曲線。在每個(gè)電壓水平下，測(cè)量8 個(gè)介質(zhì)損耗（TD）數(shù)值，測(cè)量結(jié)果給出TD平均值，TD差值和TD標(biāo)準(zhǔn)偏差（數(shù)據(jù)精度應(yīng)確保達(dá)到10-6）。

數(shù)據(jù)保存：將測(cè)試結(jié)果進(jìn)行保存。

1.3 介損試驗(yàn)檢測(cè)判斷標(biāo)準(zhǔn)

“介損隨時(shí)間穩(wěn)定性”“介損變化率”“介損平均值”3 個(gè)指標(biāo)是電纜線路超低頻介損試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果的主要判據(jù)，根據(jù)檢測(cè)數(shù)值所處的范圍不同，共分為正常狀態(tài)、注意狀態(tài)和異常狀態(tài)3 種狀態(tài)，分別對(duì)應(yīng)“無(wú)需采取行動(dòng)”“1年后復(fù)測(cè)”和“立即采取檢修行動(dòng)”3種檢修策略，具體如表1所示。

表1 10 kV交聯(lián)聚乙烯電纜介損檢測(cè)判斷標(biāo)準(zhǔn)

表2 介損試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表

2 介損試驗(yàn)應(yīng)用實(shí)例

介損試驗(yàn)對(duì)于10 kV 配網(wǎng)電纜在交接和預(yù)試中都有很重要的作用，一些地區(qū)的電網(wǎng)運(yùn)行單位對(duì)介損試驗(yàn)進(jìn)行了試點(diǎn)性的應(yīng)用。在對(duì)試點(diǎn)單位20條電纜的介損試驗(yàn)中，有4條為注意狀態(tài)，有4條為異常狀態(tài)。通過(guò)對(duì)部分運(yùn)行環(huán)境較為惡劣的電纜中間接頭進(jìn)行更換，復(fù)測(cè)后電纜恢復(fù)健康狀態(tài)。對(duì)更換下來(lái)的中間接頭進(jìn)行解體分析，發(fā)現(xiàn)了進(jìn)水受潮缺陷，證實(shí)了介損試驗(yàn)的準(zhǔn)確性和有效性。而上述電纜的受潮缺陷在以往的OWTS等試驗(yàn)中是未被發(fā)現(xiàn)的。

2019年結(jié)合供電保障工作，介損試驗(yàn)試點(diǎn)工作繼續(xù)擴(kuò)展。對(duì)5 家單位的135 條電纜進(jìn)行介損試驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)有21條電纜存在不同程度的缺陷問(wèn)題。對(duì)處于異常狀態(tài)的10條電纜進(jìn)行停電處缺處理，更換中間接頭后復(fù)測(cè)，電纜恢復(fù)為健康狀態(tài)。對(duì)問(wèn)題接頭進(jìn)行解體發(fā)現(xiàn)均為進(jìn)水受潮缺陷，有效降低了由于接頭進(jìn)水導(dǎo)致的絕緣性能降低，避免了接頭擊穿故障。

2020年介損試驗(yàn)得到了進(jìn)一步推廣。對(duì)新發(fā)電纜，介損試驗(yàn)已作為交接試驗(yàn)中的強(qiáng)制性項(xiàng)目，制定了“逢停必試”的原則，在應(yīng)用過(guò)程中也取得了良好的效果，大大降低了進(jìn)水、受潮等原因故障的發(fā)生率。2020年，國(guó)網(wǎng)某供電公司運(yùn)維檢修部配電線纜檢修搶修班工作人員，在瑞麗江畔二路電纜路徑遷改工程中，對(duì)遷改后電纜進(jìn)行介損試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)嚴(yán)重超標(biāo)，如表2 所示。各項(xiàng)數(shù)據(jù)均顯示被試電纜處于異常狀態(tài)。為了確保設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，試驗(yàn)人員立即對(duì)異常情況進(jìn)行緊急處理。如果不及時(shí)處理，可能造成七級(jí)設(shè)備事件。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘查以及對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，試驗(yàn)人員采取對(duì)被試電纜進(jìn)行分段試驗(yàn)的方法，最終確定問(wèn)題電纜所在區(qū)段，對(duì)問(wèn)題電纜進(jìn)行了連夜更換，有效避免安全事件的發(fā)生。

3 結(jié)束語(yǔ)

在10 kV 配網(wǎng)電纜的交接和預(yù)防性試驗(yàn)中，介損試驗(yàn)以其獨(dú)有的特點(diǎn)，發(fā)揮了重要的作用。實(shí)踐證明，介損試驗(yàn)是評(píng)估電纜絕緣狀態(tài)的有效手段，尤其是對(duì)于電纜與中間接頭受潮缺陷非常有效，是傳統(tǒng)耐壓試驗(yàn)、OWTS 局放試驗(yàn)的重要補(bǔ)充。在未來(lái)的工作中，應(yīng)將介損試驗(yàn)進(jìn)行深入的推廣，增加在一線工作中的應(yīng)用范圍和頻率，進(jìn)一步組織相關(guān)的培訓(xùn)，培養(yǎng)該方面的專業(yè)性人才。同時(shí)將介損試驗(yàn)與傳統(tǒng)的耐壓試驗(yàn)、OWTS 試驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比研究，論證三種試驗(yàn)合而為一的可行性，進(jìn)一步提升檢測(cè)工作的準(zhǔn)確性和高效性。此外，還可以深入研究敷設(shè)方式、運(yùn)行年限與介損試驗(yàn)結(jié)果之間的關(guān)系，對(duì)介損試驗(yàn)進(jìn)行一定程度的仿真模擬，加以實(shí)際試驗(yàn)的驗(yàn)證，建立介損試驗(yàn)的模型，預(yù)測(cè)電纜的運(yùn)行情況，從而可以有選擇性的優(yōu)先對(duì)一些電纜線路安排狀態(tài)檢修工作，最大程度的提高配電電纜運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。