摘要：本文开展了对于IEEE Std.400.2评估为“立刻检修”电缆的异常现象分析，介绍了这类电缆的修复方案，总结出了相应的修复策略，为10kV电缆的安全运行提供参考。
关键词：电力电缆；超低频介损；检修状态；电缆修复
0引言
近几年，利用0.1Hz超低频介损测试技术在配网电缆状态检修领域得到了一定程度的应用，这项测试技术也得到了IEEE Std.400.2的认可，在该技术性文件中归纳了能反映交联聚乙烯绝缘电缆健康情况的三个分级，即“健康”、“进一步研究”以及“立刻检修”。“健康”和“进一步研究”级别的电缆可以直接或采取加测耐压的方式重新投入运行，但是对于评级为“立刻检修”电缆很难再继续投运，这类电缆能否通过修复或更换部分电缆或附件使之达到继续安全运行的状态，一直是业内的关注点。
1 超低频介损测试
交联聚乙烯在干燥环境中绝缘性能十分优越，但是在潮湿环境下水树老化是电缆绝缘击穿的主要原因[1]。有研究表明在0.1Hz超低频电压下电缆整体绝缘的介质损耗因数tanδ与材料内部的水树老化有着很高的相关性[2]。IEEE Std.400.2将电缆绝缘介损的平均值TD、介损差值DTD、介损的变化率作为评估电缆状况的三个指标，采用Pareto法则对自北美地区的对近千组数据进行分析，形成了电缆绝缘状态分级的判据，表1为IEEE Std.400.2推荐的判据[3]。
表1 IEEE Std.400.2推荐的判据
对于评估为“进一步研究”的电缆可以加测最高电压为1.7U0的阻尼振荡波局放测试和一定时间的耐压试验。阻尼振荡波局放检测能够有效地识别出中间接头和终端的局部缺陷[4]，特别是由于安装工艺不良引起的绝缘、半导电划伤、压接不良等问题，若电缆本体或接头位置存在这类局部缺陷可将缺陷点定位并更换，重新进行评估。图1为一回介损评估“进一步研究”的10kV线路数据，在通过30分钟2 U0超低频耐压同步介损后，进行阻尼振荡波局放检测时查找到的局放点，查到一处中间接头局放，解体后发现为接头屏蔽层切削不良问题。
（a）阻尼振荡波局放测试定位图 （b）截取的局放接头
图2 阻尼振荡波局放定位的缺陷接头
2 “立刻检修”电缆的缺陷分析
本文通过对15回评级为“采取检修行动”的交联聚乙烯电缆测试数据分析发现，其中11回线路在1.5U0阶段发生击穿，比例占73.3%，13回电缆在U0阶段就可以通过介损平均值和稳定性判定其异常。击穿的电缆需要通过故障定位手段查找击穿点，在这一过程中对电缆施加的高压脉冲会使击穿点遭受更大的破坏。因此笔者认为，在U0阶段已经能够判定为异常电缆，不宜继续采取升压，应将部分或全部中间接头开断，在去除接头部分后逐段评估每一小段电缆的状态。由于电缆接头是在未击穿的前提下进行解体，接头处绝缘具备原处重新安装的条件，避免了接头击穿后截去绝缘烧蚀段引起的电缆长度不足的问题。表2为一起在介损评估中为“采取检修行动”的线路的测试数据，该线路2015年投运，电缆型号为YJV22-8.7/15 3×400，线路长度3.4km，有12组中间接头，A、B、C相绝缘电阻分别为145MΩ、225 MΩ、3000 MΩ。线路在U0阶段A、B相介损稳定＞0.5×10-3，数值在异常区间内，后未再进行升压，图3为该线路检修时开断点位置示意图。
表2 “采取检修行动”电缆超低频电缆测试数据
图3 10kV试验线路开断点示意图
对#1至#2接头段、#4至#5接头段、#7至#8接头段进行了接头去除前后的介损测试对比，发现受潮的接头去除前后介损数据变化很大，3个小段电缆在去除受潮接头绝缘状态恢复至“进一步研究”状态，且均通过2 U0的超低频耐压试验，介损测试数据见表3。后将该线路中间接头解体分析，发现接头普遍进水，且个别接头表面已存在放电痕迹，见图4。通过对该运行线路的试验分析，说明对于介损测试评估为 “采取检修行动”级别的电缆在排除中间接头受潮的因素下，余下的电缆本体具有正常投运的可能性。
图4 受潮接头处电缆绝缘表面的放电痕迹
表3 #1至#2段接头去除前后介损测试数据对比
3 “检修”电缆的修复施工方案
通过上文的分析，为达到尽可能少地新增线路中间接头，避免了大量地故障定位工作，提高线路检修和施工的工作效率，建议“采取检修”级别的线路的修复流程按以下步骤进行：
（1）将线路所有中间接头原处开断，开断点应尽量靠近中间接头的金属压接管位置，为后续不增加接头数量的前提下，能够重新安装该接头；
（2）对每一小段电缆按IEEE400.2进行介损评估；
（3）对于评估为“健康”电缆之间可重新安装接头进行连接；
（4）评估为“进一步研究”时，应加测2 U0超低频耐压试验，通过后重新安装接头进行连接；若不能通过耐压试验或评估为“立刻检修”的电缆，则更换该部分电缆。
另外，开断时发现电缆接头应力锥处已有放电痕迹或不可修复的缺陷时，可通过加装一组中间接头和几米电缆进行接续。
4 结束语
本文通过对超低频介损评估为异常的线路进行分析，得出了对于异常的电缆系统宜首先考虑排除接头受潮的影响，特别是由于接头安装工艺不良引起的接头受潮的结论。并给出了这类电缆的检修策略，这种修复策略一是尽可能地减少中间接头增加的数量，减少施工工作量；二是避更换整条电缆，节约了材料成本；三是，该策略在实施方面具流程化的操作性，方便现场推广。
参考文献：
[1]赵健康，欧阳本红，赵学童，等.水树对 XLPE 电缆绝缘材料性能和微观结构影响的研究进展[J].绝缘材料，2010，43（5）：50-56.
[2]郑晓泉、王国红.含水树XLPE电缆绝缘的超低频损耗特性研究[J].绝缘材料通讯，2000，（4）：30-33.
[3]IEEE Power and Energy Society.IEEE guide for field testingof shielded power cable systems using very low frequency（VLF）less than 1 Hz[S].NEW YORK：IEEE，2013.
[4]常文治，葛振东，时翔，等.振荡电压下电缆典型缺陷局部放电的统计特征及定位研究[J].电网技术，2013，37（3）：746-752.
论文作者:郭翔宇1,余臣斌1,何佳迅1,张青翔2,李新平1
论文发表刊物:《电力设备》2019年第15期
论文发表时间:2019/11/26
标签：电缆论文; 低频论文; 线路论文; 耐压论文; 阻尼论文; 状态论文; 缺陷论文; 《电力设备》2019年第15期论文;