法國6kV電纜禁直流耐壓運行40年的調查報告

遼陽石化公司老科協 蓋 生

引言

遼陽石化公司是1972年籌備建廠，1973年經中國技術進出口公司同法國德西尼布(TECHNIP)、斯貝西姆（SPEICHIM）兩公司簽訂《以石腦油為原料生產聚酯、錦綸六六、聚合級已烯、聚合級丙烯的聯合企業合同》，上述生產裝置涉及的設備從法國成套引進，煉油及公用工程生產裝置涉及的設備國內配套，建成石油化工化纖聯合企業。1974年開工建設，計劃1977年上半年建成試車。

法國進口生產裝置供電用電設備也是從法國配套引進，一共建設變電所8座，命名為P級變電所。施工圖紙由法國德西尼布(TECHNIP)、斯貝西姆（SPEICHIM）兩公司聯合設計，1974年底出圖，電氣設備主要由法國制造，1975年開始交貨，全部電纜（高壓、低壓、動力、照明、消防、控制、通訊、儀表用等）及附件均由施耐德(Schneider)提供。電氣設備的安裝施工由國內安裝隊伍承擔，法國方面出技術人員到現場指導和把關，也負責開車調試。P級變電所及裝置生產用電設備、接地安裝、照明、通訊等以及調試工作在1976年基本完成，有的稍晚一些。

其中高壓6kV電纜全部在1975年交貨，電纜為PVC絕緣，扇形線芯，帶型絕緣，有的帶鉛套、有的沒有鉛套。那個時代我國這個等級的電纜主要是不滴流粘性油浸紙絕緣、鉛包、扇形線芯、帶型絕緣，即ZLQD和ZQD型。同期建設的發電廠以及煉油、公用工程等項目的電力電纜用的就是ZLQD型，P級變電所進線電纜也是ZLQD型。從高壓電纜運抵現場到現在已經過去40年，國內配套安裝的ZLQD型電纜因為故障頻發，早已經更新成交聯聚乙烯（XLPE）YJLV22（YJV22）型電纜，大規模更換是在1996年，到現在已經有15年，那批ZLQD型電纜運行使用21年。那個時期及以后所建的生產裝置供電用電電纜幾乎全部采用交聯聚乙烯電纜。

有一個國產變電所（B13）的進線電纜（8根）用的是PVC絕緣、扇形線芯、帶型絕緣，在1989年建設敷設，當年投入運行，2001年更換成YJV22型，運行使用14年，也不是因為出過短路故障，而是擔心會發生短路故障影響到生產。有的交聯聚乙烯（XLPE）電纜（YJV22和YJLV22）運行了幾年就因為短路故障過多而報廢，不得不重新敷設。

相比之下，從法國引進的6kV PVC絕緣電纜在生產裝置區里運行得很好，有許多條供電回路的電纜隨著生產裝置退役而退出了運行，而那些還在運行的生產裝置，這批電纜仍然供電運行，從來沒有發生過任何短路故障。有的是變壓器的供電電纜，有的是高壓電動機的供電電纜，有的是變電所內電容器柜的供電電纜，有22條電纜回路，到現在整整連續運行了40年。

以下就把這些運行了40年的高壓電纜當時安裝施工的經驗、以后日常運行和維護的經驗加以總結，也包括另外已退出服役的111條回路電纜。當年施工隊伍來自四面八方，參加建設的技工和技術人員早已退休，現場指導的法國技術人員更是無從聯系，運行人員也退休了一代接一代。當時的做法和技術控制要求一個是采訪一些40年前參加建設的退休人員、接收人員和運行人員，一個是依據法方竣工圖紙和工程質量文件，并以法國進口文件為藍本。

1 運行40年的PVC高壓電纜

經過了40年的連續運行以后，施耐德(Schnei der)6kV PVC絕緣電纜在遼陽石化公司的供電用電設備上運行正常。變壓器、循環水泵高壓電動機和空冷器高壓電動機的供電電纜都有直埋段和架空敷設段。

2 PVC高壓電纜運行的現狀

電變壓器高壓電纜8個回路，高壓電動機供電電纜6個回路，高壓電容器8個回路。配電變壓器高壓電纜和高壓電容器電纜回路從來沒有拆卸過電纜兩端的接線鼻子（表1）。高壓電動機回路開關側電纜終端頭沒有拆卸過，電動機接線盒側電纜終端拆卸過。當電機離線檢修時，電工師傅把高壓電纜接線鼻子拆下來，做好防水防污措施，高壓電動機檢修結束后恢復安裝。每3～5年高壓電動機解體檢修一次，高壓電纜終端隨著一拆、一試、一裝。

3 法國對6kV PVC電纜的特別要求

40年前建設生產裝置時一共安裝了133條6kV PVC高壓電力電纜，總計16140米。當時法國技術方面針對我國的做法提出特別的要求：在電纜敷設施工之前禁止對6kV PVC絕緣電纜施加高壓試驗。電纜敷設施工之后，在做電纜附件安裝之前也禁止對6kV PVC絕緣電纜施加高壓試驗。在電纜附件安裝結束，為了驗證電纜附件安裝質量，也禁止對電纜施加高壓試驗。在電纜通電運行之前用了一次交流耐壓試驗，耐壓值是工頻交流10400V，耐壓時間15分鐘[1]。運行以后的預防性試驗也不準施加耐壓試驗。6kV PVC絕緣電纜的絕緣試驗采用2500V直流搖表（兆歐表）代替我國當時和現在還在采用的高電壓直流耐壓試驗。核相試驗工作也是用直流搖表（兆歐表）來完成。

我國當時廣泛采用不滴流粘性油浸紙絕緣（ZLQD）高壓電纜，對這樣的電纜的絕緣試驗是有嚴格的試驗標準，即電氣設備交接和預防性試驗標準。標準中規定，現場用戶對電纜進行直流耐壓試驗，按照標準規定和當時及現行的施工程序，在電纜敷設之前要對高壓電纜進行直流耐壓試驗，以此判定電纜的絕緣性能，再進行敷設施工，以防止敷設一根絕緣不合格的電纜。

電纜敷設完畢，在做電纜附件安裝之前也必須對電纜進行直流耐壓試驗，以判定電纜的絕緣在敷設過程中沒有因受到外力作用而遭到損壞，在這之后再進行附件（終端、中間接頭）安裝的作業。在電纜附件安裝結束以后，將電纜接到電氣設備（如配電柜電纜室接線端子、電動機接線盒接線端子、配電變壓器高壓接線端子）上之前，必須對高壓電纜線路施加直流耐壓試驗，以判定電纜附件的安裝質量是否合格。這樣，從高壓電纜的敷設安裝準備開始到電纜終端接線鼻子接到電氣設備上的接線端子為止，對電纜進行了3次直流高壓試驗。在以后運行的過程里按照規程每年做一次預防性試驗。做預防性試驗時，把電纜終端的接線鼻子從電氣設備的接線端子上拆下來，對電纜各相施加直流耐壓試驗，合格的電纜再接回到電氣設備上，年復一年，從來都是這么操作。

4 法國6kV PVC絕緣電纜的結構

法國6kV PVC絕緣電纜的結構見圖4。有鉛套的電纜在4層和5層之間壓一層鉛金屬套。法國6kV PVC絕緣電纜執行國際電工委員會標準CEI20A,BC39(1-10頁)。這是1974年設計圖紙上的說明[2]，現今國際電工委員會的英文縮寫為IEC。

表1 運行的6kV PVC電纜統計表

圖1 6kV PVC 絕緣電纜結構

5 法國對電纜敷設施工的質量檢驗

法國QAC檢測。法國在6kV PVC電纜敷設施工結束時做一次竣工驗收檢查，合格以后雙方確認驗收，填寫QAC質量檢驗表格（表2）[3]。

表2 QAC質量檢驗表格

法國ECC檢測。法國在6kV PVC電纜正式通電前做一次通電前的質量檢查，合格以后才送電(6kV)，雙方確認驗收，填寫ECC質量檢驗表格（表3）。從1975年6kV PVC絕緣電纜交貨到中方現場（遼陽石化公司）開始，無論是質量驗收、敷設施工還是送電前的絕緣試驗，以及運行以后的管理，對6kV PVC絕緣電纜的絕緣檢測按照法國代表所做的規定，用2500V搖表測試絕緣電阻值，以考核電纜的絕緣質量[4]。工程竣工送電前耐壓試驗用的是工頻交流電10400V、15分鐘，僅此一次。法國代表禁止用直流高壓試驗法對6kV PVC絕緣電纜進行耐壓試驗，無論是耐壓的倍數和時間都不準許。

6 我國6kV橡塑電纜敷設安裝和運行管理的通行作法

6.1 6kV電纜敷設安裝的通行作法

高壓電力電纜的敷設施工在電氣設備安裝工程里是一個重要分項，工程的難度和力度都很大，都希望一次安裝成功。國產6kV橡塑電纜交貨以后，在敷設施工之前先要對電纜做一次絕緣檢測，以確保這根電纜的絕緣是可靠的。絕緣檢測主要兩個指標，一是搖測絕緣電阻值，二是直流耐壓試驗。電纜敷設安裝以后，在做電纜中間接頭和終端頭之前，要做一次絕緣檢測，以確保電纜在敷設施工過程里沒有損壞電纜，也就是搖絕緣和直流耐壓試驗。電纜附件安裝工作結束以后，考核電纜附件安裝的質量一定要做的就是絕緣測試。連同電纜一起搖測絕緣電阻值，做直流耐壓試驗。經過試驗是合格的電纜才將電纜終端頭連接到電源設備端和用電設備端（核相工作均已經做好）。最后送電，交付用戶使用。這些過程都合格了才算完成了一項電纜敷設安裝工作。在這一個過程里，總共對電纜做了3次直流耐壓試驗（不計因施工質量而返工的作業）。

表3 ECC質量檢驗表格

6.2 6kV電纜運行管理的通行作法

國產6kV電纜運行管理依據電力設備預防性試驗規程中的有關規定，以預防為主。按計劃停電做絕緣檢測。主要檢測絕緣電阻值和直流耐壓試驗兩個指標。電廠直配線路每年檢測一次，一般線路1～3年做一次，重新做電纜接頭時必做。電纜線路發生事故時，首先判定故障點、找到故障點，做故障段的切割。做接頭之前對電纜搖絕緣、直流耐壓，合格了再做接頭。接頭做完以后還要連同電纜一起做絕緣檢測，測量絕緣電阻值，做直流耐壓試驗，合格了，再通電投入運行。

6.3 6kV電纜直流耐壓的試驗規定

電氣設備的交接和預防性試驗是判斷設備能否投入運行，預防設備損壞及保證安全運行的重要措施。交接和預防性試驗規程在我國已有60年的使用經驗，電氣從業人員是習慣執行的，工廠企業也都遵照執行。6kV電纜絕緣預防性試驗規定見表4，僅僅摘錄了直流耐壓的規定內容。表中的U表示額定線電壓，耐壓時間的單位是分鐘。

6.4 法國電纜和國產電纜的兩種管理方法

根據40年前參加過遼陽石化公司工程建設的老一代電氣人介紹，當時針對6kV PVC電纜直流耐壓問題還真有一場交涉。按照中國電氣規程，高壓電纜在安裝敷設前是要進行直流耐壓試驗的，做中間接頭和端終接頭之前也是要做直流耐壓的，附件安裝結束也要做一次直流耐壓試驗，這些是國家標準規定的。而法國代表不允許對6kV PVC絕緣電纜做直流耐壓試驗，通電運行以后也不準允，是經過了法方代表和中方總工程師會議確定的[4]。在公司內部針對國外進口電纜和國產電纜的現狀，制定了兩種管理辦法。法國6kV PVC絕緣電纜運行管理遵照法國代表的意見，不對電纜進行直流或交流耐壓試驗，建廠40多年來一直這么運作。國產電纜執行國家標準，工程交接和預防性試驗均按標準要求做直流耐壓試驗，以考核電纜絕緣的質量。

表4 6kV電纜直流耐壓規定值

7 結語

遼陽石化公司從1972建廠開始到現在，經歷了中國紡織工業部、中國石化總公司和中國石油總公司這樣歷史的變遷。在這些國有特大型企業里面地方工廠多，生產裝置規模巨大，高壓電力電纜用電回路密集而廣泛，電纜運行的安全穩定和長周期是企業整體生產穩定的迫切需要，意義特別重大。

6kV擠包絕緣電力電纜在安裝工程施工過程中的絕緣檢測和通電運行以后絕緣預防性試驗工作都是嚴格按照電力設備預防性試驗標準和交接試驗標準實行的。其中直流耐壓試驗是規定的試驗項目，年復一年，必不可少。這種直流耐壓試驗究竟給6kV擠包絕緣高壓電力電纜帶來什么樣的影響以及在絕緣檢測方面有什么樣的作用還都在試探和協商層面上，電力設備預防性試驗標準和交接試驗標準上沒有明確說明直流耐壓試驗不做。

6kV PVC擠包絕緣電纜連續運行40年的調查研究用事實給出了一種答案，禁止對擠包絕緣電力電纜實施直流耐壓試驗，而是采用2500V兆歐表來測量絕緣電阻值，在通電運行前對電纜施加15分鐘的10400V工頻交流電壓試驗，是考核6kV擠包絕緣電力電纜絕緣狀況的一種有效方法，有利于電纜設備的長期、安全和經濟運行。40年后，國標GB50150-2016《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》規定了用10.4kV工頻交流試驗標準。