電纜終端頭局部放電測試輔助桿的研制

朱子龍 黃秉權(quán) 曾繁源

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司珠海供電局，廣東 珠海519000）

0 引言

當(dāng)電纜線芯中有電流流過時，將會使金屬護套上產(chǎn)生感應(yīng)電勢。在護套開路時，這個感應(yīng)電勢可能會很大，有時不但會危及人身安全，還會擊穿金屬護套的外護層，尤其是電纜線路發(fā)生過電壓及短路故障時，在金屬護套上會形成很高的感應(yīng)電壓，使電纜外護套絕緣發(fā)生擊穿，故應(yīng)在金屬護套的一定位置采用特殊的連接方式和接地方式。

這些不同類型的接地電流成分不僅可以反映電力電纜金屬護層自身的狀態(tài)，也可以反映主絕緣的品質(zhì)狀態(tài)（如老化以及缺陷等）引起的局部放電在內(nèi)的多類故障。所以在實際工作中，可以通過專門的儀器對運行中的電纜進行測試，來判斷電纜內(nèi)部絕緣是否存在局部放電的現(xiàn)象。

對運行電壓下的電纜進行局部放電測試，是監(jiān)測其運行狀態(tài)以保障電力系統(tǒng)安全運行的重要手段，但在進行此項工作時，存在一個比較突出的問題：當(dāng)在電纜轉(zhuǎn)架空線桿塔下進行電纜終端頭局放測試時，需要把傳感器夾在電纜金屬外護套接地引線上。

由于電纜金屬外護套接地引線高，需要工作人員攀爬構(gòu)架才能進行局部放電測試，此種測試方法存在人身高空墜落的風(fēng)險。根據(jù)以往電纜局部放電測試的現(xiàn)場勘查，電壓等級110kV及以上電纜金屬外護套接地引線大部分高度在6～7m 處，并且攀爬的構(gòu)架沒有很好的落腳點，攀爬時容易踏空或者踩滑造成人身高空墜落。

此外，如果遇到保供電需要對電纜進行局部放電測試特巡時，由于時間緊、要測試的電纜頭多，若在電纜終端頭局放測試消耗過多的時間和人力，會使得工作進度緩慢、效率低下。

為此，珠海供電局高壓試驗二班研制了一種電纜終端頭局部放電測試輔助桿來解決上述問題。使用時，輔助桿可以代替人手進行傳感器的裝拆，所以試驗人員就不必攀爬構(gòu)架進行高空接線測試。

1 電纜終端頭局部放電測試輔助桿

針對測試效率低及人身高空墜落兩個問題，珠海供電局高壓二班研制了電纜終端頭局部放電測試輔助桿，其特點是：輕便，對測試數(shù)據(jù)基本無影響，實現(xiàn)以輔助桿代替人手進行傳感器裝拆工作，避免攀爬構(gòu)架進行高空接線測試，降低人身高空墜落風(fēng)險。

1.1 輔助桿前端結(jié)構(gòu)設(shè)計

1.1.1 前端結(jié)構(gòu)材料選擇

輔助桿前端結(jié)構(gòu)主要作用為固定傳感器，由于傳感器開合是由彈簧彈力和細鋼繩拉力來控制，因此前端結(jié)構(gòu)受到作用力比較大，所以前端結(jié)構(gòu)必須選擇金屬材料來進行制作，使它的結(jié)構(gòu)堅硬并且耐用。

常見的金屬材料有鐵、銅、鋁、鋁合金等，表1 統(tǒng)計了這四種常見金屬的相關(guān)特性。從實用性出發(fā)，綜合考慮材料的耐腐蝕特性、密度、材料硬度等多個方面的因素，最終選擇鋁合金作為前端結(jié)構(gòu)的制造材料。

表1 常見金屬材料特性

1.1.2 前端結(jié)構(gòu)形狀設(shè)計

經(jīng)分析論證，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，確定輔助桿前端結(jié)構(gòu)形狀示意圖如圖1所示。

圖1 前端結(jié)構(gòu)示意圖

使用時，首先用前端結(jié)構(gòu)的緊扣帶把傳感器固定住，由前端結(jié)構(gòu)內(nèi)的彈簧機構(gòu)把傳感器拉至為常開狀態(tài)，然后將傳感器夾在電纜金屬外護套接地引線上，最后拉扯細鋼線至傳感器緊密閉合進行測試。

對于傳感器開口寬度的確定，經(jīng)現(xiàn)場考察，各電壓等級的電纜金屬外護套接地引線直徑一般為380mm 左右，因此傳感器開口的寬度必須大于電纜金屬外護套接地引線的直徑且留有裕度，但是傳感器開口寬度不能過大，否則會造成拉扯細鋼線的幅度過大，致使前端結(jié)構(gòu)體積增大，在浪費材料的同時也增加了輔助桿前端的重量，不利于輔助桿的控制與使用。通過對考慮上述的問題，最終確定傳感器開口寬度為500mm。

1.2 輔助桿選擇

輔助桿是基于絕緣桿進行制作，根據(jù)現(xiàn)場測試實際情況，可以由多根絕緣桿駁接來進行長度調(diào)節(jié)。在輔助桿總長度的選擇方面，統(tǒng)計了各個電壓等級電纜終端頭金屬外護套接地引線的高度。經(jīng)統(tǒng)計電纜終端頭金屬外護套接地引線的高度大部分在6～7m 之間，有小部分低于6m 以下。從安全性及實用性的角度對輔助桿的長度進行選擇，確定輔助桿的總長度為6m，分4根絕緣桿進行駁接，即每根絕緣桿的長度為1.5 m。當(dāng)電纜終端頭金屬外護套接地引線的高度在6～7 m 之間時，可以選擇4根絕緣桿駁接的長度進行測試；當(dāng)高度低于6m 以下時，可以選擇2～3根絕緣桿駁接的長度進行測試。

2 輔助桿安全性及使用效果

首先對輔助桿進行了安全性現(xiàn)場驗收，測試點通常是位于電纜終端頭本身的金屬法蘭下方（電纜終端頭本身金屬法蘭一定在高壓一次引線放電范圍之外，否則在正常運行時可能會造成一次引線對其放電）的電纜金屬外護套接地引線上，而在使用輔助桿后，輔助桿的前端結(jié)構(gòu)仍位于電纜終端頭本身金屬法蘭之下，所以安全性驗收通過。

接著對輔助桿進行了測試效果的驗收，由于輔助桿只是單純地將傳感器送到高處的測試點，測試連接線還是直接接在傳感器上，并沒有通過輔助桿作為中間媒體把傳感器和測試連接線連接，而且也沒有加長或縮短測試連接線，所以傳感器接收的信號與有沒有使用輔助桿沒有關(guān)系，測試數(shù)據(jù)結(jié)果基本不受到影響。

繼續(xù)對輔助桿的使用效果進行了驗收，主要驗收項目為輔助桿使用前后所需的時間，現(xiàn)場統(tǒng)計如表2所示。

表2 電纜終端頭局部放電測試各流程所需時間

從表2可以明顯看出，使用新工具后，測試單組電纜終端頭（單組電纜終端頭A、B、C 三相）時間從25 min 降低至15min，縮短了40%的測試時間。

3 結(jié)語

本文所研制的電纜終端頭局部放電測試輔助桿成功地解決了測試過程中出現(xiàn)的測試效率低下及人身高空墜落兩個問題。同時，在基本不影響測試數(shù)據(jù)的情況下，使測試過程簡單化，為試驗人員測試電纜終端頭局部放電提供了一種新的途徑。

［1］羅俊華，楊黎明，史濟康，等.電力電纜及試驗技術(shù)回顧［J］.高電壓技術(shù)，2004，30（S1）：81－82.

［2］沈黎明.電力電纜應(yīng)用技術(shù)［M］.鄭州：鄭州大學(xué)出版社，2011.

［3］陳化鋼.電力設(shè)備預(yù)防性試驗方法及診斷技術(shù)［M］.北京：中國水利水電出版社，2009.