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橡塑绝缘电力电缆线路交接预防性试验规定

橡塑绝缘电力电缆线路交接预防性试验规定
 前言
 随着城网改造工程的开展,我省高压交联聚乙烯电缆使用越来越多。目前该类电缆在交接时大多按GB50150-91标准进行直流耐压试验。但权威机构试验研究证明,高压交联聚乙烯电缆采用直流耐压存在明显缺点:直流电压绝缘电场分布与交流电压下电场分布不同,不能反映实际运行状况;直流试验过程中会形成空间电荷,在较高直流电压下形成的空间电荷可导致该电缆投运时发生击穿或沿界面滑闪。 国际大电网会议第21研究委员会CIGRE SC21 WG21-09工作组报告和IEC SC 20A的新工作项目提案文件不推荐采用直流耐压试验作为交联聚乙烯电缆的竣工试验。运行经验也证明了这一点:很多电缆在交接试验中按GB50150-91标准进行直流耐压试验顺利通过,但投运不久就发生绝缘击穿事故;正常运行的电缆被直流耐压试验所损坏的情况也时有发生。
 随着试验设备的日趋完善,使得交联聚乙烯电缆的现场交流耐压试验成为可能。为严格竣工验收试验,及时检测出隐患,保证交联电缆的安全运行,特制定我省的交联聚乙烯电缆交接和预防性试验规定。本规定自生效之日起,代替《电气装置安装工程、电气设备交接试验标准》和《电力设备预防性试验规程》中有关橡塑电缆的试验标准。
 本规定适用于220KV及以下的橡塑绝缘电力电缆。
 本规定由江苏省电力公司生产运营部组织以下单位起草:江苏省电力科学研究院、徐州电业局及泰州、镇江、南京、无锡、苏州供电局 。
  
 1.1 一般规定
 1.1.1 橡塑绝缘电力电缆是指聚乙烯绝缘、交联聚乙烯绝缘和乙丙橡皮绝缘电力电缆。
 1.1.2 对电缆的主绝缘作交流耐压试验或测量绝缘电阻时,应分别在每一相上进行。对一相进行试验或测量时,其它两相导体、金属屏蔽或金属套和铠装层一起接地。
 1.1.3 新敷设的电缆线路投入运行3-12个月,一般应作1次交流耐压试验,以后再按正常周期试验。
 1.1.4 对金属屏蔽或金属套一端接地,另一端装有护层过电压保护器的单芯电缆主绝缘作交流耐压试验时,必须将护层过电压保护器短接,使这一端的电缆金属屏蔽或金属套临时接地。
 1.1.5 耐压试验后,使导体放电时,必须通过每千伏约80kΩ的限流电阻反复几次放电直至无火花后,才允许直接接地放电。
 1.1.6 电缆线路在停电后投运之前,必须确认电缆的绝缘状况良好。凡停电超过一星期但不满一个月的电缆线路,应用兆欧表测量该电缆导体对地绝缘电阻,如有疑问时,必须用低于常规交流耐压试验的交流电压进行试验,加压时间1min;停电超过一个月但不满一年的电缆线路,必须作50%规定试验电压的交流耐压试验,加压时间1min;停电超过一年的电缆线路必须作常规的交流耐压试验。
 1.1.7 对额定电压为0.6/1kV的电缆线路可用1000V或2500V兆欧表测量导体对地绝缘电阻代替耐压试验。
  
 1.2 橡塑绝缘电力电缆线路的试验
 1.2.1 橡塑绝缘电力电缆线路的试验项目、周期和要求见表1。
 1.2.2 铜屏蔽层电阻和导体电阻比的试验方法:
 a) 用双臂电桥测量在相同温度下的铜屏蔽层和导体的直流电阻。
 b) 当前者与后者之比与投运前相比增加时,表明铜屏蔽层的直流电阻增大,铜屏蔽层有可能被腐蚀;当该比值与投运前相比减少时,表明附件中的导体连接点的接触电阻有增大的可能。
 表1 橡塑绝缘电力电缆线路的试验项目、周期和要求
 序号 项目 周期 要求 说明
 1 电缆主绝缘绝缘电阻 1)3-5年2)必要时3)交接时 自行规定 0.6/1kV电缆用1000V兆欧表;0.6/1kV以上电缆用2500V兆欧表(6/6kV及以上电缆也可用5000V兆欧表)
 2 电缆外护套绝缘电阻 1)3-5年2)必要时3)交接时 每千米绝缘电阻值不应低于0.5MΩ 采用500V兆欧表。当每千米的绝缘电阻低于0.5MΩ时应采用附录1中叙述的方法判断外护套是否进水 本项试验只适用于三芯电缆的外护套,单芯电缆外护套试验按本表第6项
 3 电缆内衬层绝缘电阻 1)3-5年2)必要时3)交接时 每千米绝缘电阻值不应低于0.5MΩ 采用500V兆欧表。当每千米的绝缘电阻低于0.5MΩ时应采用附录1中叙述的方法判断内衬层是否进水
 4 铜屏蔽层电阻和导体电阻比 1) 投运前2) 重作终端或接头后3) 内衬层破损进水后 对照投运前测量数据自行规定 试验方法见1.2.2条
 5 电缆主绝缘交流耐压试验 1) 交接时2) 新作终端或接头后3) 必要时4) 26/35kV及以下3-5年 1)30-300HZ谐振耐压试验 试验电压值按表2规定,加压时间5min,不击穿2)0.1HZ超低频耐压试验试验电压值按表3规定,交接和检查受潮, 加压时间60min,不击穿。检查中间接头或终端头制作质量,加压时间20 min,不击穿 1) 推荐使用30-300HZ谐振耐压试验2) 耐压前后摇绝缘电阻,采用2500伏或5000伏摇表3) 110kV及以上GIS盒式电缆头之电缆根据IEC-840可采用①导体与屏蔽层间加线电压5分钟②施加正常系统相对地电压24小时方法替代,对升压站出线电缆也可考虑此方法。4) 110kV及以上系统,在条件允许的前提下3-5年做一次交流耐压试验
 6 交叉互联系统 1)2-3年2)交接时 见1.3条
 注:为了实现序号2、3和4项的测量,必须对橡塑电缆附件安装工艺中金属层的传统接地方法按附录2加以改变
  
  
  
  
 表2 橡塑绝缘电力电缆的30-300HZ变频耐压试验电压
 电缆额定电压 交接试验电压 预防性试验电压
 U0/U 倍数 电压值(KV) 倍数 电压值(KV)
 1.8/3 2U0 3.6 1.6U0 3
 3.6/6 2U0 7.2 1.6U0 6
 6/6 2U0 12 1.6U0 10
 6/10 2U0 12 1.6U0 10
 8.7/10 2U0 17.4 1.6U0 14
 12/20 2U0 24 1.6U0 19
 21/35 2U0 42 1.6U0   34
 26/35 2U0 52 1.6U0 42
 64/110 1.7U0 109 1.36U0 87
 127/220 1.4U0 178 1.15U0 146
  
 表3橡塑绝缘电力电缆的0.1HZ超低频耐压试验电压
 电缆额定电压 交接试验电压 预试试验电压
 U0/U 倍数 电压值KV) 倍数 电压值(KV)
 1.8/3 3Uo 5 3Uo 5
 3.6/6 3Uo 11 3Uo 11
 6/6 3Uo 18 3Uo 18
 6/10 3Uo 18 3Uo 18
 8.7/10 3Uo 26 3Uo 26
 12/20 3Uo 36 3Uo 36
 21/35 3Uo 63 3Uo 63
 26/35 3Uo 78 3Uo 78
  
 1.3 交叉互联系统试验方法和要求:
 交叉互联系统除进行下列定期试验外,如在交叉互联大段内发生故障,则也应对该大段进行试验。如交叉互联系统内直接接地的接头发生故障时,则与该接头连接的相邻两个大段都应进行试验。
 1.3.1 电缆外护套、绝缘接头外护套与绝缘夹板的直流耐压试验:试验时必须将护层过电压保护器断开。在互联箱中将另一侧的三段电缆金属套都接地,使绝缘接头的绝缘夹板也能结合在一起试验,然后在每段电缆金属屏蔽或金属套与地之间施加直流电压5kV,加压时间1min,不应击穿。
 1.3.2 非线性电阻型护层过电压保护器。
 i. 碳化硅电阻片:将连接线拆开后,分别对三组电阻片施加产品标准规定的直流电压后测量流过电阻片的电流值。这三组电阻片的直流电流值应在产品标准规定的最小和最大值之间。如试验时的温度不是20℃,则被测电流值应乘以修正系数(120-t)/100(t为电阻片的温度,℃)。
 ii. 氧化锌电阻片:对电阻片施加直流参考电流后测量其压降,即直流参考电压,其值应在产品标准规定的范围之内。
 iii. 非线性电阻片及其引线的对地绝缘电阻:将非线性电阻片的全部引线并联在一起与接地的外壳绝缘后,用1000V兆欧计测量引线与外壳之间的绝缘电阻,其值不应小于10MΩ。
 1.3.3 互联箱。
 a) 接触电阻:本试验在作完护层过电压保护器的上述试验后进行。将闸刀(或连接片)恢复到正常工作位置后,用双臂电桥测量闸刀(或连接片)的接触电阻,其值不应大于20μΩ。
 b) 闸刀(或连接片)连接位置:本试验在以上交叉互联系统的试验合格后密封互联箱之前进行。连接位置应正确。如发现连接错误而重新连接后,则必须重测闸刀(或连接片)的接触电阻。
  
  
 附录1橡塑电缆内衬层和外护套破坏进水的确定方法
  
 直埋橡塑电缆的外护套,特别是聚氯乙烯外护套,受地下水的长期浸泡吸水后,或者受到外力破坏而又未完全破损时,其绝缘电阻均有可能下降至规定值以下,因此不能仅根据绝缘电阻值降低来判断外护套破损进水。为此,提出了根据不同金属在电解质中形成原电池的原理进行判断的方法。
 橡塑电缆的金属层、铠装层及其涂层用的材料有铜、铅、铁、锌和铝等。这些金属的电极电位如下表所示:
 金属种类 铜Cu 铅Pb 铁Fe 锌Zn 铝Al
 电位V +0.334 -0.122 -0.44 -0.76 -1.33
  
 当橡塑电缆的外护套破损并进水后,由于地下水是电解质,在铠装层的镀锌钢带上会产生对地-0.76V的电位,如内衬层也破损进水后,在镀锌钢带与铜屏蔽层之间形成原电池,会产生0.334-(-0.76)≈1.1V的电位差,当进水很多时,测到的电位差会变小。在原电池中铜为“正”极,镀锌钢带为“负”极。
 当外护套或内衬层破损进水后,用兆欧表测量时,每千米绝缘电阻值低于0.5MΩ时,用万用表的“正”、“负”表笔轮换测量铠装层对地或铠装层对铜屏蔽层的绝缘电阻,此时在测量回路内由于形成的原电池与万用表内干电池相串联,当极性组合使电压相加时,测得的电阻值较小;反之,测得的电阻值较大。因此上述两次测得的绝缘电阻值相差较大时,表明已形成原电池,就可判断外护套和内衬层已破损进水。
 外护套破损不一定要立即修理,但内衬层破损进水后,水分直接与电缆芯接触并可能会腐蚀铜屏蔽层,一般应尽快检修。
  
 附录2 橡塑电缆附件中金属层的接地方法
 1 终端
 终端的铠装层和铜屏蔽层应分别用带绝缘的绞合导线单独接地。铜屏蔽层接地线的截面不得小于25mm2;铠装层接地线的截面不应小于10mm2。
 2 中间接头
 中间接头内铜屏蔽层的接地线不得和铠装层连在一起,对接头两侧的铠装层必须用另一根接地线相连,而且还必须与铜屏蔽层绝缘。如接头的原结构中无内衬层时,应在铜屏蔽层外部增加内衬层,而且与电缆本体的内衬层搭接处的密封必须良好,即必须保证电缆的完整性和延续性。连接铠装层的的地线外部必须有外护套而且具有与电缆外护套相同的绝缘和密封性能,即必须确保电缆外护套的完整性和延续性。
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