浅谈交联聚乙烯电力电缆的交接、预防性试验.pdf

2 0 0 2年第 5期 No． 5 2 0 0 2 电 线 电 缆 El e c t r i c W i r e 8 L Ca b l e 2 0 0 2年 1 O月 0C t ．． 2 00 2 浅谈交联聚乙烯 电力 电缆的交接 、 预防性试验 斯 培 灿 ( 扬子 石油化工公 司， 江苏 南京2 1 0 0 4 8 ) 摘要 ： 该 文 阐述 了交联 聚 乙烯( X L P E ) 绝缘 电力 电缆的 交接 、 预 防性试 验有 关问题 ， 提 出 6 ～1 0 k V 和 3 5 k V 交 联 聚 乙 烯 电 力 电缆 不 同 的试 验 方 法 和 内 容 。 关键词 ： 交联 聚 乙烯 绝缘 电力 电缆 ； 交接 、 预 防性试验 ； 方法 ； 实施的结果 中圈分类号 ： T M2 O 6 ； T M2 4 7 ． 1 文献标识 码 ： A 文章编号 ： 3 1 — 1 3 9 2 ( 2 O O 2 ) O 5 一 O O 4 5 一 O 3 El e m e nt a r y di s c u s s i o n on t h e r e c e pt i o n a nd pr e v e n t i v e t e s t s of XLPE c a bl e s SI Pe i — c a n ( Ya n g t z e P e t r o c h e mi c a l Co ， ，Na n j i n g 2 1 0 0 4 8，J i a n g s u P r o v i n c e ， Ch i n a ) Ab s t r a c t：Thi s p a pe r pr es en t s t he i s s u es c o nc e r ni ng t he r e c e pt i on a nd pr e v e nt i v e t e s t s o f XLPE powe r c ab l e s， i n di c at i ng t he di f f e r e nc e b e t we e n t h e t e s t me t hod s a nd t e s t i t e ms of 6～ 1 0 kV XLPE p owe r c abl e s a nd t ho s e o f 3 5 k V XLP E p o we r c a b l e s ． Ke y wor ds：XLPE p owe r c abl e s；r e c e pt i on a nd pr e v e nt i v e t e s t s；me t h od；r e s ul t of i mpl e me nt a t i on 1 前 言 扬 子 石 油 化 工 公 司 现 有 上 千 公 里 的 6 ～ 3 5 k V 交联聚乙烯绝缘 电力电缆 ( 简称交联电缆) ， 做好交 联 电缆 的交接 试验 ( 即竣 工试 验 ) 和 预 防性试 验 是确 保其长周期安全运行的重要工作 。通过多年的大量 试 验 实 践 ， 认 为 6 ～ 1 0 k V 交 联 电 缆 和 3 5 k V 交 联 电缆绝缘厚度相差较大 ( 如 ： 2 6 ／ 3 5 k V交联 电缆 主 绝缘厚 1 0 ． 5 mm， 6 ／ 1 0 k V 交联电缆主绝缘厚 3 ． 4 mm) ， 它们 的试验 方 法 和 内容 是 有所 不 同 的 。 2 3 5 k V 交联 电缆 交接 、 预防性试 验 对 2 6 ／ 3 5 k V 交 联 电缆 交 接 、 预 防性 试验 ， 过 去 是做直流耐压试验 。 但是在直流耐压试验过程 中， 会 有电子注入到 X L P E电缆介质聚合物的内部 ， 在半 导 电层 凸出处或微 小空隙处等产生 空间 电荷 的积 累 ， 电缆投运及送上交流电压后会相互迭加 ， 发生绝 缘 击 穿。例 如： ( 1 ) 扬 子 石 化 公 司空 分 3 3 4馈线 YJ L V一 2 6 ／ 3 5 k V， 2 ( 1 1 8 5 mm ) 交联 电缆 ， 交接 试验 直 流 耐 压合 格 ， 然后 送 上 交 流 电压 空 负 荷试 运 行 2 4 h， 但在试运行 4 h时 C相 电缆绝缘击穿并接 地 ； ( 2 ) 污水 3 3 8馈线 YJ L V一 2 6 ／ 3 5 k V， 1 2 4 0 1 T i m 收稿 日期 ： 2 0 0 2 — 0 5 — 1 0 作者简介 ： 斯培灿 ( 1 9 4 5 一 ) ， 男 ， 浙 江省人 ， 高级工程师 ， 副总工程师 ． 作者地址 ： 江苏南京 大厂区扬子石 化公司[- 2 1 0 0 4 8 3 交联电缆 ， 交接试验直流耐压合格 ， 在空负荷试运行 1 8 h时 C相 电缆绝缘击穿并接地 。 I E C 6 0 8 4 0 — 1 9 9 9 标 准 对 3 O ～1 5 0 k V 交联 聚 乙 烯等挤包绝缘电力 电缆及其附件的竣工试验首先推 荐 1 ． 7 3 U。 、 5 mi n交流耐压试验 。 我 国 2 6 ／ 3 5 k V 电 缆等级属于 I E C 6 0 8 4 0 — 1 9 9 9标准 中的 2 6 ／ 4 5 k V 等 级电缆范围， 扬子石化公司现 已采用等效工频耐压 的 3 O ～7 5 Hz变频串联谐振耐压进行 2 6 ／ 3 5 k V 电 缆的交接试验和重做终端或接头后的耐压试验 。交 接试验 电压为 2 U。 、 5 mi n ( 考虑了系统最大运行 电 压 ， 即 1 ． 1 5 ~ ／ 3 U。 ≈2 U。 ) ， 而重做终端或接头后 的耐 压试 验 电压 为 1 ． 6 U。 、 5 mi n 。 扬子石化公司从 自备热电厂至 1 5个 3 5 k V 降 压站 ， 共有 3 5 k V馈线 2 8回， 2 6 ／ 3 5 k V单芯交联电 缆 1 2 6根。电缆 截面规 格有 1 1 8 5 mm 、 1 2 4 0 mm 、 1 3 0 0 mm 等三种 ， 电缆 长度 从 0 ． 8 ～3 ． 5 k m不等。 3 5 k V系统为中性点经消弧线圈接地的小 接地短路 电流系统。3 5 k V馈线 中电容量最大的电 缆截面为 1 3 0 0 1T I ， 长度 3 ． 5 k m， 电缆额定 电容量 0 ． 2 t ~ F ／ k m。 因此 ， 变频串联谐振装置计算容量 P为 P—UI一 6 0 6 ． 9—4 1 4( k VA ) ， 一2 ~ r f C U试一6 ． 9( A) 式 中： U 为装 置 的最高谐振 电压 ( 以 6 O k V考 虑 ) ； 为装 置 的最 大 试验 电流 ( A) ； 厂为 工频 耐 压试 验 的 电流 频 率 ( 3 0 Hz ) ； C 为 电缆 的额 定 电容 量 ( O ． 2 t t F ／ k m3 ． 5 k m) ； U试为 2 6 ／ 3 5 k V 电缆交接 试 验 电压 ( 5 2 k V) 。 维普资讯 2 0 0 2年第 5期 N 0． 5 2 002 电 线 电 缆 El e c t r i c W i r e 8 L Ca b l e 2 0 0 2年 1 O月 0c t ． 。 2 0 0 2 为 了满 足 不 同 长度 、 不 同截 面 的 2 6 ／ 3 5 k V 交 联 电缆的交接试验和重做终端或接头后的预防性耐 压试 验 ， 将 9只铁芯 电 抗 器采 用不 同 的 串 、 并 联组 合 方式 。该套变频 串联谐振装置是南京苏特电气有限 公 司产 品 。 试 验 装置 的最关 键 部件 是 变频 电源 ， 其 采 用 国外 原装 器件 和 I P M 智 能 功 率模 块 ， 性 能 稳 定可 靠 ， 符合 电磁 兼 容性 要 求 ， 抗 干 扰 能力 强 。软件 系采 用调频调 压专 利技术 ， 分手动／ 自动调谐／ 自动试验 等 三种 操 作 模 式 ； 专 用 S P WM 芯 片输 出纯 正 弦 波 、 频率稳定 ； 大屏幕能显示试验 电压、 频率 、 时间和电 流等试验信息 ； 以及屏幕实时操作提示 ， 打印试验结 果 和试 品 的 电容量 。 通过对 4 8根 2 6 ／ 3 5 k V 交联电缆变频串联谐振 试 验 ， 效 果 良好 。如 ： 炼 油 一线 3 1 1馈 线 YJ L V一 2 6 ／ 3 5 k V， 1 3 0 0 mm 电缆 ， 每根电缆长度 2 ． 3 k m， 重 做终端后耐压试验 ， 铁芯 电抗器组合方式为三串三 并 ， 试验数据见表 1 。 表 1 炼油一线 3 1 1 馈 线电缆试验记 录 对 2 6 ／ 3 5 k V 交联 电缆定期 预防性试验是每年 测量一次 电缆主绝缘 的绝缘 电阻、 外护套绝缘电阻、 铜屏蔽层直流电阻与导体直流电阻之 比或铜屏蔽层 感 应 电压 和 电流 ， 不 再进 行 定期 预 防性 耐 压试 验 。 3 6 ～1 0 k Y交联 电缆 交接 、 预 防性试验 对 6 ／ 6 ～8 ． 7 ／ l o k V交联电缆交 接试 验和重做 终端或接头后的耐压试验优先采用 3 O ～7 5 Hz变频 串联谐振试验 。但是 6 ～1 0 k V 电缆数量多 ， 在不具 备变频 串联谐振试验设备时 ， 直流耐 压试验也可作 为替代试验 。 6 ～1 O k V 交联 电缆 的定 期预 防性试验 ， 1 ～2 年测量一次主绝缘的绝缘电阻、 外护套绝缘电阻、 铜 屏蔽层直流 电阻与导体直流电阻之比或铜屏蔽层感 应电压和电流 。在主绝缘的绝缘电阻或外护套的绝 缘 电阻不符合标 准要求时 ， 再对 电缆进行 1 ． 6 U。 、 5 mi n变频 串联谐振试验或直 流泄漏 电流试验， 作为 电缆绝缘综合诊断 。 6 ～ 1 0 k V 交 联 电缆 的 主绝 缘 厚 度 较 3 5 k V 交 联 电缆的主绝缘厚度薄得多 ， 实践证 明采用直流 电 流泄漏试验对 6 ～1 O k V交联 电缆进行绝缘综合诊 断有 ～ 定效 果 。 1 9 9 4年扬 子石化公 司赴 日本 中央电力研究所 和关西 电力株 式会社考察交联 电缆现场 预防性试 验 ， 日方认 为 6 ～1 0 k V 交联 电缆在 现场实用 的还 是直流泄漏试验。1 9 9 3年 日本电线工业会发表了论 文口 ] 认为 ： 对于 6 ～1 0 k V等级交联电缆预防性试验 项 目有两项 ： ( 1 ) 电缆投运未满 l O年者 ， 每 1 ～2年 定期测量主绝缘绝缘 电阻、 外护套绝缘电阻、 铜屏蔽 层 直 流电 阻 ； ( 2 ) 投运 1 0年 以上 时 ， 还要 再进 行 直流 泄 漏试 验 ， 对 电缆 进行 绝 缘综 合诊 断 。 扬子石化公司对 6 ～1 0 k V交联 电缆直流泄漏 试 验 的试 验 电压 ， 见 表 2 。 表 2直流 泄漏试验 的试 验电压 注 ： 第 1 级 、 第 2 级试 验电压持续加压时间均 为 5 rai n 。 据电缆主绝缘直流泄漏试验 ， 电缆绝缘状况进 行综合诊断 ， 划分为“ 良好” 、 “ 要注意” 、 “ 不 良” 。 划分 标准见表 3 ， 但需作 以下几点说明： 表 3 6 ～1 0 k Y交联电缆绝缘 类别划分标准 为 5 mi n时 绝 缘 电 阻 测量 值 。 ②极化 比：1 rai n时泄漏 电流／ 5 mi n时泄漏 电流。 ③弱点 比：【 ， l 下 5 rai n时绝缘 电阻／ 【 ， 2下 5 rai n时绝缘电阻 。 ( 1 ) 如铜屏蔽层绝缘( 即外护套绝缘电阻 ) ~1 0 0 ～ 2 0 0 Q 的电缆 ， 即便上述指标 “ 良好 ” ， 也划 为“ 要 注 意 ” ； ( 2 ) 进行泄漏试验时 ， 必须排除表面泄漏影响 ， 并采用 0 ． 5级微安表 ； ( 3 ) 电缆 长度 较短 时 ， 泄漏 电流 可不 必按 每公 里 的微安值( ~ A／ k m) 考虑 ， 直接用微安值 。 通过 对 3 O根 6 ／ 6 k V交联 电缆做直 流泄漏试 验 ， 进行综合判断 。结果属于“ 良好” 的电缆 5 根 ， 占 1 6 ． 7 ； “ 要 注意” 的电缆 2 1根 ， 占 7 O ； “ 不 良” 的 电缆 4根 ， 占 1 3 ． 3 。其 中 以 3根属 于“ 不 良” 、 “ 要 注意” 的电缆为例 ， 见表 4 。 维普资讯 2 0 0 2 年第 5期 No．5 2 00 2 电 线 电 缆 El e c t r i c W i r e 8 L Ca b l e 2 0 0 2年 1 O月 0c t ．． 2 00 2 ① 绝 缘 电 阻 采 用 摇 表 测 量 。 ② 1 rai n时测量值／ 5 mi n时测 量值。 6 ／ 6 k V 交联 电缆直流泄漏试 验第二级试验 电 压为 1 O k V( 1 ． 6 7 U。 ) 。据文献[ 2 ] 施加 2 倍对地工 作电压 以下的直 流电压， 电缆绝缘被破坏 的可能性 小 。 在进行直流泄漏试验后 ， 如电缆情况异常， 可适 当提高试 验 电压 ( 6 ／ 6 k V 和 6 ／ 1 0 k V 电缆 不超过 2 5 k V ， 8 ． 7 ／ 1 0 k V 电 缆 不 超 过 3 7 k V) 或 延 长 加 压 持续时间， 进行直流耐压试验。试验通过者 ， 允许继 续投运 ， 但该 电缆的预试周期应缩短 。 4 结束语 ( 1 ) 传统 的直流耐压试验对交联 电缆既有破坏 性 ， 也不能准确诊断绝缘状况 。因此交联 电缆 的交 接试验较合适的试验方法是进行 2 U。 、 5 mi n的变频 串联谐振试验 ， 试验 电流频率为 3 O ～7 5 Hz ； 重做终 端或接头后 的耐压试验宜做 1 ． 6 U。 、 5 mi n的变频串 联谐振试验 ， 试验电流频率为 3 0 ~7 5 Hz 。 ( 2 ) 对 2 6 ／ 3 5 k V 交联 电缆定期预 防性试验是 一 年测量一次主绝缘的绝缘电阻、 外护套绝缘电阻 、 铜屏蔽层直流电阻与芯线导体直流电阻之 比或铜屏 蔽层感应 电压和电流 ， 不再进行定期的预防性 耐压 试验 。 ( 3 ) 对 6 ／ 6 k V～8 ． 7 ／ 1 0 k V 交联 电缆定期预 防 性试验是 1 ～2年测量一次主绝缘 的绝缘 电阻、 外护 套绝缘 电阻 、 铜屏蔽层直流 电阻与芯线导体直 流电 阻之比或铜屏蔽层感应 电压和电流 。在主绝缘的绝 缘 电阻或外护套 的绝缘电阻不符合 标准要求 时， 对 电缆 进 行 1 ． 6 U。 、 5 mi n变 频 串联 谐 振 试 验 或 进 行 直流泄漏电流试验 ， 作为电缆绝缘综合诊断 。 ( 4 ) 铜屏蔽两端接地的单芯交联电缆 ， 运行 中其 铜屏蔽层 的电流要影响紧邻 的停 电的被试 电缆 ， 用 双臂电桥测量被试单芯电缆铜屏蔽层 直流电阻时 ， 被试电缆铜屏蔽层 中的感应电压使双臂 电桥无法测 试 。 此时， 应测单芯交联电缆铜带屏蔽层 的感应电压 和电流， 如三相测试值明显不平衡 ， 与历次测试数据 有较大 的变化 ， 应加以分析。 若某相电缆铜屏蔽层感 应电压 明显偏大 ， 而电流明显偏小 ， 说明该相电缆铜 屏蔽层有可能断裂， 应找 出断裂点 ， 及时修复。 参 考文献 ： [ 1 ] 日本 电线工 业会． 高压 C V 一7" r Ⅳo保 守． 点 检指 针 [ R] ． 1 9 9 3 ． [ 2 ] 地 中送 电设 备管理技术调查 专门委员 会． 特别 高压 c V 一7 Ⅳ 设备 实态 E绝缘诊 断技术力动 向[ J ] ． 电气 学会技术 报告 (I部) 第 2 6 7号 ， 昭和 6 3年 3月． ( 上搔 第 3 3页 ) 排线器 由一功率为1 ． 2 k W 的直流 电机拖动 ， 当 选择 A 区时， 排线器在 A 区往复运动， 排 线速 度与 生产速度成正 比， 比例增益在控制屏上可调节 ， 最终 控制排线截距 。当计米器预置 1到时， 排线器从 A 区快速移 到 B区静止等待 ， 直到预置 到 2时 ， 排线 器开始在 B区正常往复运动， 计 米器 回零计数。排 线器 由 B区向 A 区转换也是同样 。 3结束语 该设备制作完样机后 ， 与 郑5挤出机配合使用 ， 试验线速度最高可达 1 2 0 0 m／ mi n， 其产品不仅仅是 话缆线芯 ， 还 可应用 在 CAT V 及五类缆等 ， 导体 在 直径 l mm左右的产品。 愿该 收线器能 以轻便 的结构廉价的投入 ， 完成 复杂的功能 ， 提高生产效率。 参 考文献 ： [ 1 ] 机械 工程手 册编写组． 机械工程手册 [ M] ． 北京 ： 机械 工业出版 社 ， 1 9 9 0． [ 2 ] 林少鹿 主编． 滑差 电机 自动控 制及应 用[ M] ． 电气 自动 化杂 志社． 1 9 8 1 ． 4 7 维普资讯