110_kV电力电缆耐压试验施工技术研究_刘凌志.pdf

第 14 卷 第 4 期2023 年 2 月黑龙江科学HEILONGJIANG SCIENCEVol.14Feb 2023110 kV 电力电缆耐压试验施工技术研究刘凌志(厦门电力工程有限公司，福建 厦门 361022)摘要:为了提升电力电缆的耐压能力，确保施工安全，提供高质量的电力服务，比较了直流耐压与交流耐压试验要点及差异，分析了110 kV 电力电缆的耐压试验，提出了具体的施工技术措施，以精确测量出耐压情况，严格按照规范标准，确保施工安全顺利进行。关键词:电气项目;电力电缆;耐压试验中图分类号:TM75文献标志码:A文章编号:1674 8646(2023)04 0144 02Research on Construction Technology of 110 kVPower Cable Withstand Voltage TestLiu Lingzhi(Xiamen Electric Power Engineering Co.，LTD，Xiamen 361022，China)Abstract:In order to improve the withstand voltage of power cable，ensure construction security，and improve highquality power service，the study compares the the main points and difference of DC and AC voltage withstand test，analyzes voltage withstand test of 110 kV power cable，and proposes specific construction technological measures，toaccurately measure withstand voltage situation，stick to standards，and ensure security and smooth operation.Key words:Electric project;Power cable;Withstand voltage test收稿日期:2022 12 16110 kV 电线电缆被广泛应用于交联聚乙烯绝缘电缆中，电器性能及安全可靠性得到了充分保障，但在耐压方面还存在着一定的缺陷，可能会造成电缆绝缘和老化，影响使用寿命。试验前，要了解并测试各项非破坏性的实验内容，测量绝缘电阻吸收比，对实验结果展开全面综合分析，若是检查出现问题，要及时采取措施 1。1直流耐压与交流耐压试验要点及方法差异1.1实验要点在直流及交流电压功能作用下，电缆内部的一些电场分布情况不同，在直流电压影响下，电缆内部场强会因分布不均而导致试验方法出现问题。高压电测试要结合移动设备开展，使用电气试验载体时，要在移动设备内部设置具体的实验测试系统，选择合适的测试地点对电气设备进行检测，运用先进的仪器设备进行实验 2。要确保实验车本身具有可移动性，设备要实现自动化和智能化，减少人力物力的投入，做到在线监控和指引。实际测量中，要结合电缆、变电站测试设备，完成数据采集，对测试结果进行记录和分析。目前，高压电器实验主要采用传统的电力设备，很难做到全自动检测，导致检测结果存在差异，需要手动记录来保存结果 3。1.2方法差异110 kV 直流耐压试验多采用直流电压发生器4 作为电源，实际应用中应考虑直流耐压本身电压较高，可同时展开直流漏电电流测试。例如，使用微安表测量时，可直接接在高压端或低压端，试验设备轻便，对于设备损害较小，可绘制特性曲线，发现潜在的缺陷5。与交流耐压相比，更具优势，但也存在一些问题，如一些绝缘电缆的内部磁场分布不均匀，无法很好地反映出绝缘电缆的真实情况。由于存在一些空间电荷效应，交联聚乙烯电缆在直流耐压实验中的电场强度会明显高于绝缘过程中的电场强度，即使没有被击穿，也会对其造成巨大的损害6。交流耐压实验对于电力电缆的绝缘能力要求更加严格，是检测交联电缆绝缘强度的便捷方法，能够确保电力电缆的安全性和稳定性，降低成本7。但是交流耐压实验是一种具有破坏性的实验，会导致绝缘中的一些问题被进一步扩大，需提前对电缆进行检查，展开相关的非破坏性实验，实验结果合格后再进行交流耐压实验。实验中，一些实验变压器、工频和变频串联谐振耐镇压设备，需根据试验电缆及设备容量大小，合理选择变频。综合比较直流耐压与交流耐压试验方法可以发现，直流耐压试验方法结果不理想，会对电缆造成一定的影响。4412110 kV 电力电缆耐压试验的应用2.1工程概况某工程位于某城镇边缘，地势平坦，进出线方便，土壤电阻率 P500*M，平均海拔 200 m，年最高温度 30，最低温度 20，年平均气温 18.1，最热月平均温度 30，土壤温度 15。变电站负荷情况如表1 所示:表 1变电站负荷情况Tab.1Substation load电压负荷名称最大负荷 kWCOS供电方式10 kV镇区100009架空机械厂500009架空纺织厂 1500009架空纺织厂 2500009架空农药厂100009架空面粉厂100009架空耐火材料厂100009架空铝厂80009架空2.2施工应用1)交流试验电源。为进一步满足交流试验供电的有关规定，必须认真进行压力试验输电设备及压力电流装备的设计，对比以往的高压系统试验电源设计，针对电力变压器、高压试验变压器和串联谐振装置，考虑具体的应用范围。如高压试验变压器通常可应用于体积相对较小、试验持续时间较短的情况。2)测试直流电阻。利用直流电阻的测量，完成对插头焊接、线圈引线和分接式开关等元件质量的测试。通常采用电桥法测试电阻，确保各测试线的良好接触，使检测线路和变压器内外侧合理衔接，提高测试结果的准确性。读数时应确保电流的稳定性，接通电流后静置一段时间再读取电流数值。3)调整绝缘电阻。通过相关计算得到危害绝缘体电阻吸收率的结果，随着环境温度的改变，吸收率也会发生变化，电力变压器的工作温度越高，吸光度就越低。变压器保护试验中，绝缘保护层上的物质可降低高温对电阻值的影响，应根据这些情况调节绝缘电阻，以保证测试数据的准确性。4)变压器变压比测试。变压器设备经过检修后需进行测试操作，要保证变压器设备的电能和反馈电流稳定，合理调节变压比，保证系统平稳运行。须结合实验，合理检测变压器的电流，检测线圈间匝数比的设定是否合理，各部分导线的串联方式是否合理，有效确定实验检测结果，并对变压比进行适当调整，使变压器系统达到正常、平稳的运行状态。处于交流 100 kV 以上且单芯电缆处于金属单点接地时，可设置平行回流，系统短路时，电缆金属层会产生感应电压而超过电缆保护层及绝缘耐受度。需明确电缆附近的弱电线路，避免出现干扰。对于母线的选择，要注重母线材料、结构和排列方式。一般采用软导体形式，I=630 000 10 000 1 732=36 37 A。二次侧额定电流:I=630 000 400 1 732=909 A。最大输出功率 P=630*0.95=599 KW。应选择尺寸为 120*10(宽*厚/mm*mm)的单片矩形铝母线(LMY)。处于交变电流时，可能会因金属护套环流而产生感应电压。单芯电缆两端接地时等效电路如图 1 所示。图 1电缆金属护套环流计算的等效电路Fig.1Equivalent circuit for the calculation of cablemetal sheathed circulation若已知回流线中流经的故障电流 Ip，可得出 A 相电缆金属护套的感应电压为:EA=(IFIP)R1+IF ZsAIp ZPA式中，ZSA 为相金属护套和故障相导线以大地为回路的互感阻抗，单位为欧。ZSA=rg+j2 104Ln(De/GMRs)LZpA 为回流线和 A 相金属护套以大地为回路的互感阻抗，单位为欧。ZpA=rg+j2 104 Ln(De/SAP)L由此可以看出，当流经回流线的电流 Ip 增大时，反感应电势增大，降低了金属护层上的感应电压，可推出 B 相和 C 相的感应电压:EB=(IFIp)Rl+IF ZSBIP ZPBEc=2(IFIP)R1+IF ZscIP ZPC(下转第 148 页)541载的所有点进行逆序排列得到。反向加载的序列则将正向卸载的所有数值求取相反数得到，反向卸载的序列将反向加载的所有点进行逆序排列得到。这样得到了正向加载(K1)、正向卸载(K2)、反向加载(K3)、反向卸载(K4)4 组加载序列。从第一象限开始的滞回曲线绘制是 K1 K2 K3 K4 K1 的过程，从第三象限开始的滞回曲线绘制是 K3 K4 K1 K2 K3 的过程。通过两种不同组合可以得到滞回曲线的不同绘制方式，用于试验对比分析。图 2加载曲线编辑软件Fig.2Load curve editing software为了对曲线进行编辑、保存和读取，如图 2 所示，为开发的 RV 减速机加载曲线编辑软件。输入电机加载速度表示在速度控制时，电机达到目标转速前每秒增加的转速。负载加载速率表示在扭矩控制时，电机达到目标扭矩前每秒增加的扭矩。软件上半部分为曲线显示区，图示为 25%100%负载下效率试验的加载曲线，通过下半部分输入的控制点同步刷新曲线形态。曲线点表中记录了曲线中所有关键点对应的伪指令。增加速度点、增加负载点、增加延时点按钮左侧输入框的数值即对应 KeyPoint 对象的 Param 参数。所有设置的点存入 List KeyPoint 列表对象中，选择开源Json 库 Newtonsoft.Json 对数据对象进行序列化，存入本地文本文件。程序运行时，应用 JsonConvert.DeserializeObject KeyPoint 方法从配置文件中读取控制点表，转换为 KeyPoint 类型的数组。试验进行时，依次执行每个控制点的加载要求。如果是速度点则向伺服驱动器发送速度指令，等待速度到达;如果是扭矩点则向伺服驱动器发送扭矩指令，等待扭矩到达;如果是延时点则启动定时器，等待时间到达。所有数据采集均由独立线程完成，根据试验开始和结束的信号启动和停止数据采集。数据采集线程并不负责区分当前的试验类型，仅在收到试验开始信号后对试验内容进行标记，存入数据采集对象的 ExperimentalType 属性，无论当前进行的是何种试验，一旦试验开始，就会对所有的传感器数据进行记录，存入内存中。试验结束时，由数据后处理函数判断试验类型，读取试验类型需要的传感器数据进行计算。这样的设计模式将记录输入电机的加载、负载电机的加载和实验数据，实现完全的解耦。3结束语设计了一种 RV 减速器效率试验和扭转刚度试验的加载策略，将加载曲线翻译为特定的伪指令，将抽象的曲线信息转换为计算机可执行的控制指令，通过配置文件加载方式，使加载曲线的形态和参数可配置，极大地增加了 RV 减速机试验的灵活性。参考文献:1 卢琦，吴鑫辉，何卫东.机器人用 RV 减速器综合性能测试系统研究 J 机械传动，2016，40(04):3.2 陈李果，彭鹏，汪久根，等.RV 减速器试验装置研制及测试分析 J 机械传动，2017，41(11):5.(上接第 145 页)3结束语基于 110 kV 电力电缆的内压试验至关重要。为确保施工安全，精确测量出耐压情况，要在安全检查、电缆主绝缘与电阻测量等方面投入更多的精力，充分了解试验过程中易出现的安全问题，确保试验安全，严格按照规范标准，确保实验过程安全顺利。参考文献:1 严鹏志，黄涛，雷志城.与电缆直连的 110 kV 电力变压器外施耐压试验方法研究J 电工技术，2022，(07):3 4.2 于海，刘威，李清.110 kV 交联聚乙烯绝缘电缆耐压试验J 黑龙江电力，2020，42(04):5 6.3 郑一博，徐党国，秦逸帆，等.110 kV GIS 同频同相交流耐压试验中三工位隔离开关内部电场分布特性J 中国电力，2020，53(