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1、高压交联聚乙烯绝缘电缆的竣工试验一、交联聚乙烯绝缘电缆安装后验收原则和其他类型电缆一样，交联聚乙烯绝缘电缆的竣工试验是为了检查电缆的敷设及附件的安装工作是否正确，确认电缆线路施工是否按合同条款执行，以便将电缆线路的所有权从施工单位转交给用户。高压交联电缆线路的竣工验收试验通常包括两个主要项目：根据国家标准GB11017或IEC60840对电缆线路的主绝缘进行耐压试验；根据国家标准GB11017或IEC60229对电缆线路外护套进行耐压试验。在上述两个竣工验收试验项目中，电缆外护套的耐压试验是十分必要的。这是因为交联电缆在运输、搬运、存放、敷设和回填的过程中，都有可能受到意外伤害。但是，电缆有坚
2、固的外护套，当外护套完好无损时，对交联电缆而言，主绝缘是不会受到伤害的。因此，在检查施工后的电缆外护套受损情况的同时，实际上也间接检查了电缆主绝缘受到损伤的可能性，施工后电缆外护套是否受到损伤可以通过电缆外护套的耐压试验进行检查。电缆线路主绝缘的耐压试验是检查施工后的电缆和附件安装质量的重要手段。然而，检查高压交联电缆线路施工安装质量仅靠主绝缘的耐压试验是不够的。高压交联电缆线路施工安装和交接的基础应该是有效的质量保证体系。竣工试验是上述质量保证体系中的一个重要的检查手段，而不是全部。严格讲，这一原则也适用于其他电缆系统，但是对于高压交联电缆线路而言，必须特别强调这一原则。这套质量保证体系至少
3、应包括以下内容：（1）仔细检查各种安装工序和土建工序是否足以避免给电缆造成伤害；（2）安装和施工人员是否受到严格培训和有足够施工经验；（3）不同单位和部门之间的协调是否良好；（4）以往的施工经验。高压交联聚乙烯绝缘电缆及附件的设计、制造都有十分严格的检测。220kV及以上电压等级的交联聚乙烯绝缘电缆及其附件还必须按照国家标准GBZ188902002进行预鉴定试验。预鉴定试验要求被试验的电缆系统（包括所有的电缆附件）按照现场实际敷设安装的状况进行安装。例如电缆必须有刚性固定、柔性固定和过渡区安装，敷设方法应包括直接埋地和空气中安装等等。对于电缆附件的安装要充分模拟现场可能发生的热机械方面的状况。
4、然后进行一系列电气试验，包括在施加173U0电压下持续180天时间的长期老化试验。试验期间周期性通电流加热电缆导体，每天8小时加热，加热时导体要达到9095，然后16小时冷却。通过这样长期老化试验的电缆系统足以确保电缆和附件具有30年的运行寿命。因此，有些国家在严格检查上述质量保证体系的前提下，只进行外护套的试验而不做电缆系统的主绝缘耐压试验。二、交联聚乙烯绝缘电缆竣工试验的现状高压交联聚乙烯绝缘电缆线路竣工试验的项目和标准一度比较混乱，特别是对主绝缘的耐压试验。直到1999年和2001年，两个相关的IEC标准颁布后才趋明朗。之前的标准规定主绝缘耐压试验有直流耐压试验或交流耐压试验两种。直流耐
5、压试验原先用于油纸绝缘电缆的试验。几十年前，中、高压油纸绝缘电缆已有使用，由于电缆的电容很大，通常都不能做现场工频交流电压试验。同时，这些油纸绝缘电缆的绝缘电阻远低于橡塑电缆，直流电压试验用来判断电缆绝缘的品质很不错。因此，对于油纸绝缘电缆，制造厂和用户意见一致地认为油纸绝缘交流电缆缺陷的检查采用直流电压试验可以获得可靠的信息。油纸绝缘电缆做直流耐压试验已有几十年的经验。然而，直流耐压试验使用在交联聚乙烯绝缘电缆的情况就不同了，人们发现直流试验不能有效检测有缺陷的交联聚乙烯绝缘电缆甚至对绝缘有害，越来越多的运行单位已不再采用直流试验方法。经过国内外一些有关权威研究机构长时期的研究（例如国际大电
6、网会议成立了一个专门工作组CIGRESC21WG2109进行专题研究）后得出结论，交联聚乙烯绝缘电缆实行现场高压直流耐压后不仅无效甚至有害。因此，推荐使用工频及近似工频（30300Hz）的交流电压耐压试验。这种交流电压可以重现与运行工况下相同的场强，这种试验方法已被证明是最有效的方法。交流电压试验结合局放测量被证明效果更好，局放测量的方法及设备有待继续研究开发。现场的局放试验主要是检查电缆附件及接头。因为电缆本身已进行出厂检验，现场还做了外护套试验，是不会有问题的。局部放电试验正在被广泛的应用于现场试验。目前主要是利用超高频和超声波进行现场局放探测，测量点主要是接头和终端。三、竣工试验现场标准
7、涉及高压及超高压交联聚乙烯绝缘电缆的竣工试验的主要标准有：GBT110172002额定电压110kV交联聚乙烯绝缘电力电缆及其附件；GBZ188902002额定电压220kV交联聚乙烯绝缘电力电缆及其附件；IEC608401999额定电压30kV以上至150kV挤包绝缘电缆及其附件的试验方法和要求；IEC620672001额定电压150kV以上至500kV挤包绝缘电缆及其附件的试验方法和要求；IEC602291982具有特殊保护作用的挤包电缆外护套的试验。四、竣工试验主要项目1外护套耐压试验现行国家标准GBT11017规定非金属外护套的直流耐压试验为10kV，耐压1min。在IEC60840标
8、准及IEC60229标准规定中，竣工试验外护套直流耐压为4kVmm，最高不超过10kV。一般来说，高压交联电缆的外护套厚度都大于、等于25mm，故10kV直流电压，耐压1min，也就成为通用的选择。事实证明，10kV、1min直流耐压试验足以检测严重的外护套损伤。在外护层受损伤修复后，也要重复此项试验。保证外护套耐压试验成功的前提条件是电缆外护套的外表面与地接触良好。在外护套的外表面加导电石墨层是有效的办法。因此，电缆产品的标准规定外护套的外表面应施以均匀牢固的导电层。2主绝缘耐压试验老的国家标准GB110171989附录C和IEC8401988第61条款规定主绝缘耐压试验有两种方法：直流耐压
9、：3U0、15min交流耐压：173U0、5min或1U0、24h现行国家标准GBT11017和IEC60840规定，额定电压110kV交联聚乙烯绝缘电缆采用工频耐压173U0、5min或1U0、24h。同时还规定，作为替代，也可做直流耐压试验3U0、15min。现行GBZ18890和IEC62067规定额定电压220kV交联聚乙烯绝缘电缆采用20300Hz交流耐压试验17U0、1h或1U0、24h。作为替代还可采用表56的耐压试验电压及时间，但是不再规定直流耐压试验。表56IEC62067规定的主绝缘交流耐压试验额定电压（kV）UU0现场试验电压有效值（kV）耐压时间h22023012718
10、0275287160210330345190250380500220260500290320五、竣工试验设备直流耐压试验用的设备已在本章第二节作了详细介绍，这里主要介绍交流耐压试验用的设备。众所周知，采用工频及近似工频的交流电压耐压试验作为交联聚乙烯绝缘电缆线路竣工试验存在的最大困难是对长线路需要容量很大的试验设备。按照我国国家标准对电缆绝缘厚度的规定，高压交联聚乙烯绝缘电缆的电容量及工频50Hz下的充电电流见表57。由表57可见，采用交流电压耐压试验需要高电压大容量交流电压试验设备。例如，对一根长度为3km的110kV、630mm2交联聚乙烯电缆进行交流电压耐压试验。试验电压为128kV，试
11、验电流达227A，试验容量是128kV227A29MVA。考虑试验设备的安全裕度，做这一试验需要一台容量是49MVA的交流电压试验设备。很难将这样庞大试验设备移动到现场做试验工作。为了减小输入容量，必须采用串联谐振装置。已经开发的串联谐振装置有调感式和调频式两种。调感式串联谐振装置采用固有频率（50Hz），用改变电感的方法达到串联谐振；调频式采用固定电感，用改变频率（通常为30300Hz）达到串联谐振。调感式串联谐振装置一般在试验室试验时使用，现场进行交流电压耐压竣工试验时一般都采用调频式串联谐振装置。表57国产110kV和220kV交联电缆的电容量及工频电压下的充电电流电缆导体（mm2）11
12、0kV交联电缆220kV交联电缆电容（Fkm）充电电流（Akm）电容（Fkm）充电电流（Akm）24001292593000139279400015631301184175000169340012449463001883780138550800021443001556181000023146401726861200024248601797141400025952001907581600027354909187901890028457102078252000029659502158572200022188125000232925调频式串联谐振装置的电路原理如图517所示。它是由变频单元（包括控制系统）FC，励磁变压器ET、电抗器L及测量电压的分压器C所组成。谐振频率取决于电抗器的电感和被试品的电容f1（2LC）（55）当被试品的电容确定后，谐振频率可以通过调节频率达到。这种设备的重量可以做到052kgkVA，最适合于现场试验。我国一些大城市的供电局已经装备了这种设备。此外，顺便提一下，国外从80年代起探索过一些新的试验方法，包括超低频（01Hz）电压试验、振荡波电压试验等试验方法。从效果上看，现场竣工试验的最佳试验方法还是交流电压耐压试验。
