5-8电缆测试车的选用..docVIP

电缆测试车的选用 陆伟颖 （上海市电力公司市南电缆管理处） 摘　要　XLPE绝缘电缆由于材料、结构的特殊性，带来了在试验和故障检测方面的诸多特点：其一，是耐压试验中原有的直流试验方法需被取代；其次，故障定位由于绝缘材料的不同，亟需新的方法、设备。所以必须用理论的指导和设备的配置为日常的运行管理工作带来实际的效益。 关键词　XLPE电缆　电缆测试车　耐压试验　超低频　故障定位　三次脉冲法 1　前言 随着电缆新工艺，新材料的使用，XLPE电力电缆日渐取代了油纸电缆，其原因主要在于XLPE电缆的现场安装施工快捷方便，运行维护简单，并且在工程中易于配套等诸多优点。然而新的问题也随之而来，由于XLPE电缆和油纸电缆的绝缘材料不同，绝缘结构不同，XLPE为整体均匀介质，油纸电缆为油纸复合层状介质，老化机理和击穿的现象都不同，这对我们在原有的油纸电缆上使用得十分成功的测试方法就不再适用于XLPE 电缆了，随着XLPE 电缆的不断增多，新的测试手段的应用日益重要。 2　测试车的需求 市南电缆的管辖特点：地方大，地区偏僻，路途远，供电半径长，包括金山、青浦、松江、嘉定、闵行和徐汇部分地区，占上海市行政地域的48%；比如220KV杨思站供35KV竹园站的电缆长约10km；定广894线路由220KV嘉定站供广安和方泰两座35KV变电站，其跨越电缆多达九段，单次行程十几公里。应用电缆测试车做周期维修，预防性试验等电缆运行维护管理工作十分合适我处实际生产的需求，尤其是结合目前的精益化生产、试验设备和故障测试仪器的一体化，不仅能减少装卸工器具所需要的时间，同时进一步降低了现场工作人员搬运工器的工作强度，客观上还起到了预防工器具遗漏的效用，更显著的则是测试车无论是接交、预防性试验还是电缆的故障测试，在车内操作不受外界环境的干扰和影响，尤其是做跨越电缆线路的试验更显示出优越性，如果一旦在预试中发现问题，电缆绝缘在试验过程中击穿，车内仪器齐全，能应付各类电缆故障性质所需的测试工作，在很大的程度上缩短了抢修的时间，加快了检修的速度。一般对终端的故障处理都能在正常的停役时限内就能及时处理完毕，满足系统停电停役的规定要求，达到保证电网安全可靠运行的技术标准，减少电网和用户的停电时数，做好电缆抢修的精益化工作。 今年，我们组织了对国内外的同类设备的比较和实际现场的试用，从性价比上全方面调研，我们选定的德国SebaKMT公司的电缆测试车，在交流耐压试验和故障定位方面能满足XLPE电缆的特性要求。 3　耐压试验 首先我们来浅析如下现象：XLPE电缆和油纸电缆的绝缘材料截然不同，对油纸电缆，应用小巧轻便，成本低廉且携带方便的直流耐压试验器具取得了很好的交接和预防性试验的效果。而XLPE 的整体均匀绝缘材料在交流电压和直流电压的作用下其电场分布不一样，在交流时（运行电压），电场强度按介电常数反比分布，直流时电场强度按电阻率正比分布，特别是在电缆终端和接头部位，直流电场和交流电场的分布完全不同，在运行电压下局部电场较高的部位即较易击穿的部分，反而是直流试验电压下电场最低的，不会发生击穿。所以完全背离了试验的目的。 其次是空间电荷积累。由于直流耐压的试验电压高，一般为5-6倍U0，直流试验可能在电缆本体或附件上形成空间电荷的积累，使电场畸变。由于XLPE的电阻率很高，积累的电荷很长时间不能消散，很可能在耐压试验后恢复交流送电时，形成击穿，这便是直流试验的有害之处。 取而代之的是交流试验，有超低频（0.1Hz）电压、振荡波、工频谐振、变频谐振等耐压试验设备。根据国内外实践证明超低频（0.1Hz）电压、变频谐振电压更具优越性，同时考虑到超低频（0.1Hz）电压体积更小，且能和故障定位系统一体化操作，故对于中压电缆系统的运行管理单位，超低频（0.1Hz）电压更为适用和方便。目前市场上的变频系统大多是组装式，现场搭接十分烦琐，接线也较复杂，安全系数低。 超低频（0.1Hz）电压，又有两种试验输出波形可以选择（如图1），即正弦电压和余弦方波，余弦方波的特点是其模拟了工频运行电压的过渡过程，使输出电压的极性变化时间为2-5mS，从而在超低频（0.1Hz）下模拟了运行电压的工况，满足了试验电压尽量接近运行电压的要求，使超低频（0.1Hz）电压耐压有效性更高。 图1 超低频0.1Hz余弦方波技术兼有直流和交流二者的优点，同时避免了各自的缺点。这项试验主要是以每5ms的间隔（0.1Hz频率）定期变换极性。通过一个旋转整流器，一个扼流线圈（电感L）和一个由0.5uF的系统电容器和被测电缆本身的电容组成的电容器（C），产生了极性的转换，这些装置构成了一个大功率谐振回路。在接上电缆后，储存在电缆电容内的能量就通过整流器转移到LC电路中，电缆首先放电，其能量以磁场形式储存在LC电路中。当达到