安裝后電氣試驗和預防性試驗 一 、引言
本文首先引用下述幾個術語:
l 安裝后電氣試驗 electrical tests after installation
用以驗證敷設后的電纜及附件的完整性。
l 竣工試驗 commissioning test
為向用戶證明電纜線路敷設和安裝質(zhì)量,確定是否可以投入運行的試驗。
l 預防性試驗 proof test
為檢測投入運行后的電纜線路質(zhì)量可靠性而進行的定期或不定期的現(xiàn)場試驗。
l 現(xiàn)場試驗 field test
為檢測電纜線路敷設和安裝質(zhì)量以及運行期間的可靠性而進行的試驗。
反復研讀這幾條定義,體會其技術涵蓋和相關性:
l 通常,電力電纜產(chǎn)品標準規(guī)定“安裝后的電氣試驗”,這是電纜制造廠應遵守的承諾,這些項目經(jīng)用戶認可,即為竣工試驗的主要內(nèi)容,并由專業(yè)人員來進行試驗。
l 預防性試驗的內(nèi)容很廣泛,本文僅涉及安裝后電氣試驗——竣工試驗,即“確定是否可以投入運行的試驗”,所以有時也稱為開通試驗,或交接試驗。
l 眾所周知,電力電纜用于輸、配電工程,當敷設和安裝后構成電纜線路。所以,竣工試驗必然是現(xiàn)場試驗。鑒于現(xiàn)場情況復雜,試驗電源不完善,環(huán)境干擾很大,試驗條件不可控;且要求試驗的設備重量輕,便于運輸和現(xiàn)場安裝,運行可靠。這就給試驗的實施帶來難度,也存在開發(fā)檢測手段的空間。所以,竣工試驗的新技術發(fā)展很快,但尚不夠成熟。本文僅介紹最基礎的標準,關注最重要的主絕緣耐壓試驗。對目前研究的熱點,預防性試驗——絕緣診斷技術,將在以后的文章中專題介紹。
表1列出世界各國交聯(lián)電纜和附件“安裝后電氣試驗”項目。
表1
二、預防性試驗標準
由電力部門牽頭,會同建設部門等有關單位制定了一系列竣工試驗規(guī)程。下面摘錄DL/T 596—1996“電力設備預防性試驗規(guī)程”的相關內(nèi)容。
表2為紙絕緣電力電纜線路的試驗項目、周期和要求
表2
表3為橡塑絕緣電力電纜線路的試驗項目、周期和要求。
表3
注:為了實現(xiàn)序號2、3和4項的測量,必須對橡塑電纜附件安裝工藝中金屬層的傳統(tǒng)接地方法加以改變,但有時這種測試是難以實現(xiàn)的。序號2的試驗項目,對于單芯電纜、絕緣型外護套的對地絕緣電阻很重要,如形成多點接地,則系統(tǒng)中有環(huán)流存在,會影響電纜系統(tǒng)的載流量;序號4的試驗項目,銅屏蔽層電阻也很重要,如電阻值增大,可能是銅屏蔽被腐蝕或銅帶斷裂,造成運行中的隱患。
表4為自容式充油電纜的試驗項目、周期和要求。
表4
從表2~表4中可以看出,電纜線路的試驗項目很多,其中電纜主絕緣直流耐壓試驗是最重要的試驗項目,這也是竣工試驗的關鍵項目。
三、交聯(lián)絕緣電力電纜的預防性試驗
長期的運行實踐說明,直流耐壓對油紙絕緣電纜有效,而對交聯(lián)聚乙烯絕緣不但無效,還可能有害,已引起人們充分重視。為了滿足交聯(lián)電纜線路的預防性試驗需要,世界各國都進行了大量的試驗研究,開發(fā)了眾多的檢測設備,其中(20~300)HZ的變頻電源被列入IEC60840和IEC62067標準,認可為安裝后的電氣試驗項目;德國標準VDE DIN 0276:1995,認可了0.1HZ試驗電源,可適用于中壓電纜的竣工試驗,已在德國等歐洲國家獲得應用。
在我國,電力部門對交聯(lián)電纜的預防性試驗,也進行了大量的試驗研究,但是標準和運行規(guī)程滯后于應用技術的發(fā)展。為了總結經(jīng)驗,適應高壓輸電系統(tǒng)的發(fā)展,GB50150—1991“電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準”正在修訂。
在這種形勢下,部分電網(wǎng)或省市率先制定出企業(yè)標準,大部分規(guī)范了(20~300)HZ變頻耐壓試驗,也有的采用0.1HZ耐壓試驗,紅外測溫技術等,雖然這些技術不一定成熟,但通過企業(yè)試用,無疑將增加試驗經(jīng)驗與判據(jù),以積累寶貴的資料。下面介紹中國南方電網(wǎng)有限公司企業(yè)標準Q/CSG 10007—2004“電力設備預防性試驗規(guī)程” ,表5為橡塑絕緣電力電纜的試驗項目、周期和要求:
表5
四、安裝后電氣試驗的最新理念
在IEC最新版本(首先IEC62027:2001)中,均對安裝后電氣試驗有新的規(guī)定,以IEC60840:2004“額定電壓30kV以上至150kV擠包絕緣電力電纜及其附件—試驗方法和要求”為例,提出“建議按15.1對外護套作直流電壓試驗和(或)按15.2對絕緣作交流電壓試驗。對于僅按15.1對外護套作了試驗的電纜線路,在購買方與承包方達成協(xié)議后,可以由安裝附件期間的質(zhì)量保證程序代替對電纜絕緣的試驗?!?/DIV>
新規(guī)定是基于如下的理念:
l 電纜系統(tǒng)是由電力電纜,相配的電纜附件,敷設安裝這三部分組成,其中只要有質(zhì)量不到位處,都會給電纜工程留下隱患。所以,現(xiàn)場的交接試驗是必不可少的,我們力圖早發(fā)現(xiàn)缺陷,保證線路安全運行。
l 電力電纜是在制造廠內(nèi)完成的,產(chǎn)品質(zhì)量可由型式試驗和工廠的質(zhì)量保證體系來保證。在制造過程中出現(xiàn)的差錯由抽樣試驗進行檢驗,制造過程中的重大缺陷由例行試驗檢測。因此出廠的電纜應是合格的產(chǎn)品,電纜本體的質(zhì)另量應有保證。
l 電纜附件是一個薄弱環(huán)節(jié),雖然其部件都是在制造廠內(nèi)完成的,但最終要在工程現(xiàn)場總裝。由于現(xiàn)場的條件較差,受干擾的影響因素較多。所以“安裝附件期間的質(zhì)量保證程序”很重要,目前我國安裝質(zhì)量保證程序還需要驗證,安裝經(jīng)驗還需積累?;陔娎|線路運行實踐,大多數(shù)故障是附件造成的,所以許多預防性試驗的檢測手段,都是針對電纜附件的檢測開發(fā)的,這方面的內(nèi)容,將在后續(xù)文章中作介紹。
l 電纜及其附件產(chǎn)品出廠以后的運輸、敷設和安裝過程中可能會受到損傷,一般多為機械性外傷,而首先是發(fā)生在外護套上。因此在新版IEC60840中放在首位的是對外護套層的直流耐壓試驗,用以驗證外護套完好無損,證明對主絕緣無有害損傷。
l 新版IEC60840提出“在購買方與承包方達到協(xié)議后,可以由安裝附件期間的質(zhì)量保證程序代替對電纜絕緣的試驗”,這是把敷設安裝的質(zhì)量保證程序看成比試驗更為有效的手段,也是目前國際上流行的一種做法。
上述的最新理念,其實這也反映竣工試驗的等效性是很復雜的,過高的試驗電壓可能會對主絕緣產(chǎn)生不利影響,甚至會縮短電纜系統(tǒng)的使用壽命。所以在IEC標準中,規(guī)定“作為替代,也可施加U0,時間24h”的交流電壓,這是一種權宜之策,與不對主絕緣進行竣工試驗,無本質(zhì)上的區(qū)別。我們寄希望電力部門和相關單位,加強試驗設備、檢測方法和敷設施工技術、質(zhì)量管理的研究開發(fā),為提高我國高壓交聯(lián)電纜線路運行可靠性作出貢現(xiàn)!
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