220kV春平甲线电力电缆外护套绝缘缺陷分析

２００６年８月　吉　林　电　力　Ａｕｇ．２００６　第３４卷　第４期（总第１８５期）　Ｊｉｌｉｎ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｖｏ１．３４　Ｎｏ．４（Ｓｅｒ．Ｎｏ．１８５）　２　２　０　ｋＶ春平甲线电力电缆外护套绝缘缺陷分析　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｓｈｅａｔｈ　Ｄｅｆｅｃｔ　ｏｎ　２２０　ｋＶ　Ｃｈｕｎｐｉｎｇ　Ｊｉａｘｉａｎ　Ｃａｂｌｅ　Ｌｉｎｅ　欧景茹，梁晓亮　（长春电力集团有限公司，吉林　长春１３００３３）　摘　要：介绍了长春地区２２０　ｋＶ春平甲线电力电缆基本概况及其外护套绝缘缺陷，对电缆运行情况做了调研与分　析，通过实测春平甲线电缆测试数据，提出电缆运行负荷不超过额定负荷６０％，提高电缆运行环境等解决方案，以　保证电缆线路安全运行。　关键词：缺陷；电力电缆；外护套；绝缘；环流　中图分类号：ＴＭ７２６．４￣ＴＭ８５５　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００９—５３０６（２００６）０２—００４２—０４　电缆在隧道内敷设呈正三角形排列，在电缆管　通过对电缆样品测试，发现电缆外护套绝缘厚　内敷设则采用水平排列方式，Ｖ相处于中间位置。　度不均匀，最薄处只有１．７５　ｍｍ，远远小于标称值　由于电缆路径地势落差较大，若地势很低，电缆就可　（６．Ｏ０　ｒａｍ）和保证值（４．２０　ｒａｍ）；电缆金属护层感　能长期浸泡在水中，可能导致电缆外护套绝缘大幅　应电压与环流不平衡，且环流较大，电缆外护套绝缘　下降，金属护套环流较大。２２０　ｋＶ春平甲线交联聚　不合格。　乙烯电力电缆就出现这种情况。经相关技术人员多　次分析、测试与研讨，并与国内其他省、市电缆公司　２　电缆运行情况与分析　及相关单位就电缆的设计、敷设、安装、试验及运行　维护方面调研，吸取了相关单位的运行维护经验，保　２．１　单芯电缆线路的感应电压和环流　证了电缆线路的正常运行。　单芯电缆线路在正常运行时，金属护套会产生　感应电压（最高感应电压设计值小于５０　Ｖ）。采用交　１　春平甲线电缆概况及电缆外护套缺陷　叉互联方式安装，降低金属护套的感应电压，并减少　电缆金属护套环流（即金属护套接地电流）。采用正　１．１　电缆概况　三角形敷设，理论上，各段金属护套感应电压相位相　电缆型号为ＹＪＬＷＯ３—２２０ｋＶ一１×６３０，总长度　差１２０。，幅值相等，其向量和为０，即电缆金属护套　１．８６　ｋｍ，每段长度约０．６２　ｋｍ，采用同路径并排敷　上感应电压相互抵消，护套环流为０。但实际上，由　设４回６６　ｋＶ电缆线路与２回２２０　ｋＶ电缆线路。　于电缆三相排列不对称或非正三角排列，电缆每段　在敷设过程中发现，一段Ｕ相与二段ｗ相电　位长度不等，临近带电电缆线路相互感应的作用，电　缆外护套绝缘不合格，有接地点。该电缆线路于　缆外护套绝缘水平低有接地点等因素，会使金属护　２００１年１２月施工结束，耐压试验合格。由于负荷原　套上存在一定感应电压而产生环流。　因，电缆空载２４　ｈ后退出运行。在停运期间，电缆　２．２环流与电缆运行负荷的关系　井、管进水严重，电缆与接头被浸泡在水中，电缆外　电缆金属护套的环流与电缆运行负荷有关。经　护套绝缘大幅下降，该电缆线路于２００２年１Ｏ月再　调研，杭州电力公司规定护套环流不超过负荷电流　次投入运行，发现金属护套环流较大，与三相不平　的５％，上海电缆输变电公司规定护套环流不超过　衡，同时电缆外护套绝缘不合格。　１Ｏ　Ａ，且三相环流基本保持平衡。对电缆外护套绝　１．２电缆外护套缺陷　缘电阻相关规定不小于２　Ｍ￣／ｋｍ（上述规定没有标　收稿日期：２００６—０４—０６　作者简介：欧景茹（１９７３一），男，工程师，主要从事电力电缆工程安装、检修及运行维护管理工作。　・４２・　维普资讯 http://www.cqvip.com

２００６年８月　吉　林　电　力　Ａｕｇ．２００６　第３４卷　第４期（总第１８５期）　Ｊｉｌｉｎ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｖｏ１．３４　Ｎｏ．４（Ｓｅｒ．Ｎｏ．１８５）　准依据，仅为单位内部规定）。　在２００３年６月１３日，我们对春平甲线电缆金　２．３电缆外护套的绝缘电阻　属护套感应电压与环流进行测试。感应电压测量是　电缆的外护套绝缘电阻低，在正常运行情况下，　在交叉互联箱处保护器两端对地电压６组数据，环　外护套绝缘薄弱处的泄漏电流大，外护套绝缘表面　流是采用钳型电流表，同时在两个终端处测得６组　局部发热，将加速该处外护套绝缘的老化。若电缆发　数据，测试接线见图１，其中负荷为１３０　Ａ，回流线电　生单相接地故障或有过电压产生时，电缆外护套绝　流为１Ｏ　Ａ。　缘薄弱处易发生击穿。如果外护套发生多处击穿，电　３．２．１．１金属护套感应电压理论计算与分析　缆金属护套将会形成多点接地，构成接地电流回路，　ａ。三角形敷设时电缆金属护套感应电压有效值　使金属护套中产生较大局部环流，导致金属护套局　Ｘｕ—Ｘｖ—Ｘｗ—Ｘ一２ｗ（１ｎ　２　／Ｄｓ）Ｘ１０　Ｑ／ｍ　部发热，在长时间的电、热作用下，在接地点处金属　其中：　为电缆中心距，Ｄｓ为金属护套直径。　护套会发生电化学腐蚀，造成主绝缘局部过热和由　Ｘｌ—Ｘ２：０　于金属护套腐蚀致使主绝缘外露，易发生电缆故障。　Ｕｓｕ一－－ｊＩｕＸｕ＋ｊ１ｗＸｌ一－－ｊＩｕＸ　Ｖ／ｍ　２．４电缆最大载流量的规定　Ｕｓｖ＝ｊＩｕＸｕ＋ｊ１ｗＸｗ一一ｊ　ｖＸ　Ｖ／ｍ　若电缆金属护套发生多点接地，为减少电缆金　【厂ｓｗ一－－ｊ１ｗＸｗ＋ｊｌｕＸ２一一ｊ　ｗＸ　Ｖ／ｍ　属护套环流，必须限制电缆线路运行最大的载流量，　感应电压有效值：ＩＵｓｕ　Ｉ—ＩＵｓｖ　Ｉ—Ｉ【厂ｓｗ　Ｉ：　上海输变电公司规定电缆额定载流减少４Ｏ　。　ＩＸ一２￣Ｉ（１ｎ　２ｓｆＤｓ、）Ｘ１０　Ｖ／ｍ　２．５　电缆外护套绝缘电阻与金属护套环流的规定　ｂ．水平敷设时电缆金属护套感应电压　目前国内电缆行业标准与规程没有关于电缆外　Ｘｕ—Ｘｗ：２　ｎ　２Ｓ／ＤＸ　１０一　Ｑ／ｍ　护套绝缘电阻与金属护套环流的定量规定，长春电　Ｘｌ—Ｘ２＝２　ｎ　２×１０一　ａ／ｍ　力集团有限公司借鉴同行业的运行管理经验，规定　Ｕｓｕ一－－ｊＩｕＸｕ＋ｊｌｗＸｌ　电缆外护套绝缘电阻不小于２　Ｍ￣／ｋｍ，金属护套环　Ｕｓｖ一＋ｊ￣ＩｕＸｕ＋ｊｗｌｗＸｗ一－－ｊｌｖＸｌ　流不超过５　负荷电流，且三相环流基本保持平衡。　Ｕｓｗ一一ｊ∞　ｗＸｗ＋ｊ∞　ｕＸ２　若不满足上述规定，则电缆允许最大负荷应限制在　各相感应电压有效值为：　额定载流量的６Ｏ　以内运行。　●＿＿＿＿－。－。。。＿－●－＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ｒ＿＿●●－●●　＿－＿一　ｌ　ｓｕｌ—ｌ　ｓｗｌ—ｊ√（Ｘ　＋ＸｕＸ。＋Ｘ｛），　Ｉ【，ｓｖＩ＝ＩＸｕ　３春平甲线电缆测试数据分析　从理论计算可知，在水平敷设时中间相（Ｖ相）　感应电压低于两个边相（Ｕ、Ｗ相）感应电压。这是　３．１核对交叉换位　金属护套感应电压不平衡的重要原因。　针对电缆金属护套环流较大与三相不平衡的情　３．２．１．２实际测量分析　况，核对电缆交叉互联换位是否正确，电缆护层保护　护套感应电压实际测量数据见图１，基本符合　器是否良好，核对交叉换位正确，电缆保护器试验合　理论计算值。实测数据采用平均偏差与绝对偏差进　格，互联箱接地良好。　行对比分析。　３．２金属护套的感应电压　３．２．２断开变电所侧金属护套一端测试　３．２．１正常状态下测量　如图２所示，断开金属护套的一端接地，在金属　７．０Ａ　６．８Ｖ　７．０　Ａ　ｗ　ｗ　平泉ｖ　ｖ电缆　一次变　升空站　Ｕ　Ｕ　圈１　感应电压、环流测试接线　・４３・　维普资讯 http://www.cqvip.com

２００６年８月　吉　林　电　力　Ａｕｇ．２００６　第３４卷　第４期（总第１８５期）　Ｊｉｌｉｎ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｖｏ１．３４　Ｎｏ．４（Ｓｅｒ．Ｎｏ．１８５）　护套上产生感应电压符合理论分析，由于金属护套　表１　春平甲线电缆金属护套环流测试数据　与地没有形成回路，因而不产生环流（其中负荷电流　为１１２　Ａ，回流线电流为０　Ａ）。　３．２．３电缆空载运行测量　电缆空载时，导体流过的只是充电电流，根据欧　姆定律，ＸＬＰＥ型绝缘电阻定为Ｒ≥５　０００　Ｍａ／ｋｍ。　其充电电流很小，由自身互感产生的感应电压可忽　略不计，实际测量中金属护套感应电压可视为临近　带电线路的感应所致。计算最大平均偏差为１７．９％　偏差ｌ７％与绝对偏差２２．３％，说明电缆外护套存在　与２８．６　，最大绝对偏差为２９．２　与２４．０　。可　一定缺陷。电缆每相环流都汇集到回流线上，回流线　见，邻近带电线路的互感对电缆金属护套感应电压　上三相电流环流互相抵消，电流应很小，但实测回流　存在很大影响，这也是造成金属护套感应电压不平　线的电流较大，且超过任何一相的环流，说明三相环　衡原因之一。电缆空载运行测试接线见图３，其负荷　流之间相位有很大偏差，有泄漏电流存在，即电缆外　电流为０　Ａ。　护套存在缺陷。　３．３金属护套环流　３．４外护套绝缘电阻测试　在理论方面，金属护套环流同其感应电压应满　春平甲线投运前、后测量数据与２００２年１０月　足欧姆定律，感应电压的偏差较大会导致护套环流　到２００３年６月测得数据相对比，电缆护套绝缘电阻　之间不平衡。从感应电压计算公式可知，金属护层感　下降很大，此时电缆被水浸泡严重，因而外护套绝缘　应电压是与电缆的负荷成正比关系，护套环流也应　下降较大；２００３年６月与同年１１月测试相对比，外　与负荷成正比关系。在实际中，护套感应电压会受到　护套绝缘相对有所升高，主要是长春地区在入冬前　临近带电线路互感影响，会产生一定偏差。从表１中　少雨、相对干燥，所以电缆井、管道比较干燥，测得其　得出护套环流数据同负荷电流几乎成正比关系，同　绝缘电阻值较大；在２００４年３月测试前，发现电缆　理论分析相符。　及接头又发生被水浸泡，测得外护套绝缘电阻很低，　在表１中，Ｕ相环流较Ｖ相、ｗ相相对高出约　在同年８月测试中，第１段电缆外护套绝缘达到较　１倍以上，超过负荷电流的５　，且三相电流不平衡，　高值，其他段绝缘数据很差；２００５年５月再次测试，　根据表１中第３组数据，环流的最大偏差为４７％，　电缆护套绝缘全部降低到１　ＭＱ以下。从表２测试　绝对偏差为５２％，远大于金属护套感应电压的平均　数据分析，可得出电缆受环境因素影响较大，在干燥　７．２　Ｖ　ＯＡ　Ｗ　Ｗ　平泉ｖ　ｖ电缆　一次变　升空站　Ｕ　Ｕ　圈２断开金属护套一端感应电压、环流测试接线　１．７　Ｖ　Ｗ　Ｗ　平泉ｖ　ｖ电缆　一次变　升空站　Ｕ　Ｕ　圈３电缆空载运行测试接线　・４４・　维普资讯 http://www.cqvip.com

２００６年８月　Ａｕｇ．２００６　第３４卷　第４期（总第１８５期）　Ｖｏ１．３４　Ｎｏ．４（Ｓｅｒ．Ｎｏ．１８５）　环境中，电缆外护套绝缘水平较好（采用１　０００　Ｖ摇　表测量测试，全部为现场实测值）。　４解决方案探讨　通过绝缘电阻测试，说明该电缆外护套绝缘存　在严重缺陷，属高阻故障；护套环流很大，且三相不　ａ．春平甲线电缆在采取可靠处理方案前，可按　平衡。　照目前运行方式继续运行，但应做好监视运行措施，　表２外护套绝缘电阻测试数据　ＭＱ　同时保证电缆运行负荷不超过额定负荷６０　。　ｂ．通过电缆外护套定点定位仪器查找电缆外　护套的接地点，并进行修复。由于该线路大部分采用　电缆井与管道敷设方式，故障点精确定位较难；电缆　外护套每段的绝缘电阻较低，又为高阻故障，查找同　样困难；同时还可能存在多点高阻接地情况；采用上　述方法查出故障点难度较大。　ｃ．提高电缆运行环境，保证电缆隧道、井、管道　干燥，使电缆不受潮。运行一段时间，监视金属护套　环流情况，再次测量电缆外护套绝缘电阻，若没有升　高，可停运线路，采用故障定点仪粗测电缆故障点。　明确故障点在隧道内还是在管道内，若在隧道内可　精确定点并加以处理；若在管道内，精确定点很难，　由于电缆管本身绝缘，在保证干燥情况下，其绝缘性　能良好，可利用电缆管的绝缘性能来处理管内电缆　外护套多点接地缺陷。将电缆在管与井交界处除去　石磨层，断开电缆石磨层，增绕绝缘并封堵电缆管　孔，使电缆管与管内的电缆形成一个绝缘体，能够取　得较好效果。　（编辑李健平）　参考文献著录格式　连续出版物：［标引序号］作者．文题ＣＪ３．刊名，年，卷（期）：起始一终止页码．　专　著：［标引序号］作者．书名［Ｍ］．出版地：出版者，出版年．　译　著：［标引序号］作者．书名［Ｍ］．译者．出版地：出版者，出版年．　论　文　集：（标引序号］作者．文题（Ａ］．编者．文集（Ｃ］．出版地：出版者，出版年．起始一终止页码．　学位论文：［标引序号］作者．文题［Ｄ］．所在城市：保存单位，年．　专　利：［标引序号］申请者．专利名ＣＰ３．国名：专利号，出版日期．　技术标准：［标引序号］技术标准代号，技术标准名称ＣＳ３．　技术报告：［标引序号］作者．文题［Ｒ］．地名：责任单位，年．　电子出版物：［标引序号］作者．文题［ＥＢ／ＯＬ３．网址，发表日期．　报　纸：［标引序号］作者．文题［Ｎ］．报纸名，发表日期［版次］．　本刊编辑部　・４５・