淺談電力電纜交接試驗技巧及故障分析

王萌

摘 要：在油田地面工程建設中，電纜敷設是電氣工程施工的重要部分。施工現場電力電纜在完成敷設以后投入運行之前，需要對絕緣性能進行一系列的檢測試驗，這是判斷其能否投入運行、預防絕緣損壞及保證安全可靠運行的重要措施。試驗過程要嚴格遵守相關規程，并且要認真分析、綜合判斷試驗結果，否則就會造成工期延誤及人力物力的浪費。本文根據電力電纜交接試驗標準，結合電氣安裝工程中的現場經驗，總結了操作技巧及注意事項，對異常結果進行分析并采取有效應對措施，通過在國際工程中的應用，提高施工效率，提供了可借鑒的經驗。

關鍵詞：交接試驗；絕緣電阻；耐壓；異常分析

1、前言

電力電纜敷設完成后必須進行交接試驗并定期進行預防性試驗，以便及時發現這些絕緣缺陷，采取有效的預防或補救措施排除故障，以減少設備損壞、人員傷害和停電事故的幾率，保證電力系統的安全運行。電力電纜預防性試驗分兩大類方法：一類是在較低電壓下或用其它不損傷絕緣的方法測量絕緣的各種特性，叫非破壞性試驗。非破壞性試驗包括絕緣電阻等測試。另一類是對電力電纜絕緣進行耐受試驗，檢驗絕緣耐受這類電壓的能力，叫破壞性試驗，也稱做耐壓試驗。

2、電纜的試驗項目。施工當中涉及到的電纜試驗包括兩種試驗：工廠試驗和現場試驗。工廠試驗又分為型式試驗（材質、導電性、電阻率、熱性能等）、出廠試驗和抽樣試驗（特定情況下要求）；現場試驗分為竣工試驗（電纜線路安裝完后的試驗，又稱驗收試驗或交接試驗）和預防性試驗（檢查運行中電纜及其附件質量變化的試驗，又稱維護性試驗）。根據GB50150-2006《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》的內容要求，常用的聚氯乙烯或交聯電力電纜的試驗項目主要包括以下幾部分：（1）絕緣電阻測量；（2）交流耐壓試驗；（3）檢查電纜線路的相位；

3、常用的聚氯乙烯或交聯電力電纜的交接試驗

3.1絕緣電阻的測量。電力電纜絕緣電阻的測量是指測量電力電纜芯線對地和外皮以及電纜芯線之間的絕緣電阻；測量絕緣電阻時按規范要求選用絕緣搖表搖測60s測得的數值為該試品的絕緣電阻值。當被試品中存在貫穿的集中性缺陷時，絕緣電阻將明顯偏低或指針來回擺動甚至于歸零。0.6/1kV電纜應選用1000V兆歐表，0.6/1kV以上電纜應選用2500V兆歐表，6/6kV及以上電纜也可用5000V兆歐表。電纜的絕緣電阻值是隨著電纜所處環境的溫度變化而變化的，在判斷絕緣電阻測試結果時應將不同溫度時的絕緣電阻值換算為20℃時的值。換算式為： R20℃ = RtKt式中 R20℃——換算到20℃時的絕緣電阻值，ΜΩ；Rt——溫度為t時實測的絕緣電阻值，ΜΩ；Kt—— 溫度換算系數。

3.1.1 測量電力電纜絕緣電阻時注意事項：1）測試前被試品的電源及對外的連線應全部拆除，并且測量前后都要充分放電，放電操作應采用絕緣工具，防止電擊傷人；2）測試時，應待兆歐表指針穩定后再接上被試品，兆歐表指針逐漸上升，待指針讀數穩定后，開始讀數。3）兆歐表搖動時要轉速均勻，一般保持在120轉/min，不得忽快忽慢，4）測量完應先斷開連線再停止搖動，以免電纜電容對搖表反充電損壞表針；5）應在纜芯端部絕緣上或套管端部裝屏蔽環并接往兆歐表的屏蔽端子；6）兆歐表的線路端與接地端引出線應盡量分開。7）記錄測量時的溫度和濕度，以便進行校正。在濕度較大的條件下測量時，必須加屏蔽。

3.2交流耐壓試驗

3.2.1試驗要求。耐壓試驗的方法分為直流耐壓試驗和交流耐壓試驗，在GB50150-2006《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》中規定了橡塑絕緣電力電纜應進行交流耐壓試驗，當不具備條件時，額定電壓U0/U為18/30kV及以下電纜，允許用直流耐壓試驗及泄漏電流測量代替交流耐壓試驗；

3.2.2耐壓試驗的現場操作.在施工現場耐壓試驗的原理圖如下圖所示。它通常由變壓器、調壓器、硅堆（整流用）、過流保護裝置、電壓表和微安表等組成。目前，整流用硅堆大部分在變壓器套管內構成便攜式交直流兩用變壓器，體積小、重量輕、攜帶方便。

交流耐壓試驗原理圖

3.2.3耐壓試驗操作中為防止出現異常的注意事項

1）試驗過程中應用安全警示帶將試驗區域隔離，被試電纜的兩個端頭附近應有安全措施，以防有人靠近。被試電纜與非被試設備保持足夠距離。2）在試驗前應將電纜先行放電；試驗時被試電纜導體接高壓，屏蔽接地，若為三芯分相屏蔽電纜，另兩相芯線導體和屏蔽都應接地。在實驗設備送電合閘前，調壓器應調在最低位置，發出正確信號后再合閘，緩慢升壓，升壓速度應限制在2KV/S。3）每次試驗完畢并將調壓器回零位及電源切斷后，必須利用放電棒將電纜放電，并經限流電阻對地放電，該電阻約為每千伏200-500Ω，約1min后短接放電電阻，直接對地再放電持續時間約3～5min。根據開始放電時的火花及聲響大小，可以大概了解電纜情況，一般絕緣良好而電容較大的電纜，其放電火花及聲響特別大，放電時應注意防止振傷耳膜。4）一般都采用串聯諧振交流耐壓試驗設備。5）諧振試驗裝置需由有資質的高壓試驗專業人員使用，使用前試驗人員應熟悉使用說明書，并經反復操作試用。6）試驗人員嚴格按諧振裝置使用說明書、國家有關標準和規程進行試驗操作。7）串聯諧振試驗裝置是利用諧振電抗器與被試品諧振產生高電壓的，能不能產生高電壓主要是看試品與諧振電抗器是否諧振。8）串聯諧振試驗系統的勵磁變壓器有特定的電壓和電流要求，在選用代替品時，一定要考慮電壓和電流。

3.2.4耐壓試驗中異常情況分析。異常情況1：試驗中升壓過程中，電流表的指針突然發生大幅度擺動，其可能是試驗回路（包括試品）絕緣不良出現局部閃絡放電或內部斷續性放電引起；此時應空載測試以便排除被試物以外因素。異常情況2：試驗中升壓未達到規定值時，耐壓裝置保護跳閘，其可能是耐壓裝置容量或電源容量不能滿足被試物容量要求造成的，也可能是被試物絕緣缺陷造成的。異常情況3：電流表指針所指示的數值隨著時間的變化，如果有逐漸下降的現象，可能是充電電流減小或被試品表面絕緣電阻上升引起；如果有逐漸上升的現象，可能是被試品的絕緣老化引起；異常情況4：若空載升壓過程正常，接入被試物后無法升壓，其可能是被試物被試端與接地端短接或絕緣嚴重缺陷造成的。異常情況5：在升壓過程中，被試物放電聲如果是哧，或者悶響聲，電流表的指示迅速超過最大偏轉指示，其可能是電纜表面絕緣的爬電引起的。如果是炒豆聲，電流表指示卻很穩定，這可能是懸浮的金屬件對地的放電。異常情況6：若因空氣的濕度或被試品表面臟污等因素影響，造成電纜外表面滑閃放電，不應視為被試品不合格，應將電纜表面清潔干凈后，再行試驗判斷是否合格。

3.3電纜相位的檢查。電纜的交接試驗另一項重要內容是檢查電纜線路的兩端相位是否一致并且應該與電網的相位相符合。將電纜一端三相線芯分別單獨接地，在電纜的另一端用萬用表歐姆檔對地測量電纜線芯的電阻值。

4、實例分析

（1）下表中的數據為乍得Ronier油田2號集油站進線高壓電纜的試驗數據。該組數據可看出該電纜的絕緣電阻在耐壓前比較大，泄漏電流值隨試驗電壓的上升成正比增加的趨勢，在額定試驗電壓下15分鐘后的泄漏電流有下降的趨勢，得出結論該電纜是合格的。（2）下表中的數據為乍得Ronier油田Ronier6號井口進線高壓電纜的試驗數據。該組可以看出電纜的絕緣電阻在耐壓前比較大，但泄漏電流隨試驗電壓升高急劇上升，在確認試驗設備和回路正確無誤的情況下，該電纜存在某種缺陷。經詳細檢查發現該電纜中部絕緣存在外力損傷，絕緣補強后達到試驗要求。（3）數據可看出電纜的絕緣電阻在耐壓前，A相絕緣電阻偏低，經過詳細檢查后發現該電纜在工藝管線交叉處受到機械損傷，對該處損傷進行絕緣熱縮補強后達到試驗要求。

5、結束語

綜上所述，在生產施工當中電力電纜的交接試驗是非常重要的的環節，必須恪守規程、注重技巧、認真分析、綜合判斷。試驗記錄要做到詳盡準確，并作為質量保證資料的一部分進入交工檔案，作為以后維護性試驗時的原始資料。

參考文獻：

1、GB50150-91《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》及條文說明

2、GB50217-2007《電力工程電纜設計規范》及條文說明