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分享一些高壓電纜串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)的實(shí)際操作案例?
以下結(jié)合10kV~220kV 高壓電纜現(xiàn)場(chǎng)實(shí)操經(jīng)驗(yàn),整理 4 類(lèi)典型場(chǎng)景的串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)案例,涵蓋參數(shù)計(jì)算、異常處理及關(guān)鍵操作細(xì)節(jié):
案例 1:10kV 短電纜(200m)耐壓試驗(yàn)(交接試驗(yàn))
項(xiàng)目背景:某園區(qū)新建配電房,3×300mm2 電纜長(zhǎng)度 180m,需驗(yàn)證終端頭制作質(zhì)量。
參數(shù)配置:
電纜電容:0.08μF(實(shí)測(cè),公式估算 0.05μF/km×0.18km=0.009μF,偏差大需實(shí)測(cè))
電抗器:2 臺(tái) 10kV/1.5A 電抗器并聯(lián)(總電感 L=25H 并聯(lián)為 12.5H)
諧振頻率:f=1/(2π√LC)=1/(2π√12.5×0.08×10??)=159Hz(避開(kāi)工頻干擾)
試驗(yàn)電壓:2.5U?=2.5×8.7=21.75kV(持續(xù) 60 分鐘)
操作亮點(diǎn):
小電容補(bǔ)償:因電纜過(guò)短,并聯(lián) 0.1μF 固定電容(裝置內(nèi)置),使諧振電流從 0.05A 提升至 0.8A(避免保護(hù)誤動(dòng))。
零起升壓驗(yàn)證:空試時(shí)發(fā)現(xiàn)分壓器接地線虛接,導(dǎo)致電壓波形畸變,重新緊固后波形恢復(fù)正弦波(畸變率<0.5%)。
局放同步監(jiān)測(cè):試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)終端頭處有輕微電暈(放電量 8pC),停機(jī)檢查發(fā)現(xiàn)應(yīng)力錐未推入,復(fù)位后放電量<5pC。
結(jié)果:耐壓 60 分鐘無(wú)異常,絕緣電阻試驗(yàn)前后無(wú)下降(1000MΩ→980MΩ),判定合格。
案例 2:35kV 長(zhǎng)電纜(1.2km)分段耐壓(預(yù)試項(xiàng)目)
項(xiàng)目背景:某輸電線路運(yùn)行 8 年,交叉互聯(lián)電纜出現(xiàn)局部發(fā)熱,需分段排查。
參數(shù)配置:
單段長(zhǎng)度:600m(分 2 段),單段電容 0.09μF(35kV 電纜 0.15μF/km×0.6km)
電抗器:4 臺(tái) 26kV/1A 電抗器串聯(lián)(總電感 L=4×40H=160H)
諧振頻率:f=1/(2π√160×0.09×10??)=42Hz(接近工頻,需屏蔽外界干擾)
試驗(yàn)電壓:1.7U?=1.7×26=44.2kV(持續(xù) 30 分鐘)
高壓電纜串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)操作亮點(diǎn):
交叉互聯(lián)處理:解開(kāi)互聯(lián)箱,逐段試驗(yàn)時(shí)臨時(shí)接地,避免感應(yīng)電壓(實(shí)測(cè)未接地段電壓達(dá) 5kV)。
溫升控制:第一段試驗(yàn)時(shí)電抗器表面溫度 65℃(接近 70℃閾值),停機(jī)冷卻 15 分鐘后繼續(xù)第二段,全程溫升<30℃。
擊穿定位:第二段升壓至 35kV 時(shí)電流突增,放電聲來(lái)自中間接頭,開(kāi)挖后發(fā)現(xiàn)防水帶老化導(dǎo)致絕緣擊穿。
結(jié)果:更換故障接頭后,兩段試驗(yàn)均通過(guò),局放<10pC,絕緣電阻恢復(fù)至 1200MΩ。
案例 3:110kV 單芯電纜(3km)耐壓試驗(yàn)(交接試驗(yàn))
項(xiàng)目背景:跨海電纜工程,銅芯截面 2500mm2,需驗(yàn)證絕緣耐潮性。
參數(shù)配置:
電纜電容:0.45μF(110kV 電纜 0.15μF/km×3km)
電抗器:6 臺(tái) 50kV/1A 電抗器并聯(lián)(總電感 L=6×80H 并聯(lián)為 13.3H)
諧振頻率:f=1/(2π√13.3×0.45×10??)=20.5Hz(超低頻,避免海纜容升效應(yīng))
試驗(yàn)電壓:1.7U?=1.7×64=108.8kV(持續(xù) 60 分鐘)
操作亮點(diǎn):
容升補(bǔ)償:海纜鋪設(shè)后電容波動(dòng) ±10%,提前用 LCR 電橋分段復(fù)測(cè),調(diào)整電抗器并聯(lián)數(shù)量(原計(jì)劃 5 臺(tái),實(shí)測(cè)需 6 臺(tái))。
過(guò)壓保護(hù):設(shè)置避雷器閾值 119kV(110% 試驗(yàn)電壓),升壓至 80% 時(shí)暫停 1 分鐘,觀察分壓器電壓穩(wěn)定(無(wú)容升)。
鹽霧防護(hù):海邊濕度 90%,用硅膠毯包裹終端頭,試驗(yàn)前用紅外熱像儀確認(rèn)無(wú)凝露(溫度差<2℃)。
結(jié)果:全程無(wú)放電,局放<5pC,絕緣電阻 3000MΩ(極化指數(shù) 1.8),創(chuàng)同類(lèi)工程最短用時(shí)(4 小時(shí) / 段)。
案例 4:220kV 主變中性點(diǎn)電纜(50m)耐壓(特殊試驗(yàn))
項(xiàng)目背景:某變電站主變改造,中性點(diǎn)電纜需耐受雷電沖擊后工頻耐壓。
參數(shù)配置:
電纜電容:0.012μF(220kV 電纜 0.24μF/km×0.05km)
電抗器:2 臺(tái) 110kV/0.5A 電抗器串聯(lián)(總電感 L=2×200H=400H)
諧振頻率:f=1/(2π√400×0.012×10??)=72.9Hz
試驗(yàn)電壓:1.5 倍中性點(diǎn)電壓 = 1.5×72.5=108.75kV(持續(xù) 60 分鐘)
操作亮點(diǎn):
小電流保護(hù):因電容極小,將過(guò)流保護(hù)閾值從 0.1A 下調(diào)至 0.05A,避免勵(lì)磁涌流誤觸發(fā)。
振動(dòng)監(jiān)測(cè):電抗器串聯(lián)時(shí)機(jī)械共振(頻率 70Hz)導(dǎo)致噪音,加裝橡膠減震墊后振動(dòng)值<5μm/s。
反送電預(yù)防:中性點(diǎn)另一端主變繞組短路接地,試驗(yàn)后用萬(wàn)用表確認(rèn)電纜芯無(wú)殘留電荷(<10V)。
結(jié)果:耐壓后局放<3pC,絕緣電阻 5000MΩ,通過(guò)聯(lián)合驗(yàn)收(含雷電沖擊試驗(yàn))。
案例總結(jié):關(guān)鍵共性經(jīng)驗(yàn)
參數(shù)實(shí)測(cè)優(yōu)先:長(zhǎng)電纜(>500m)需分段測(cè)電容,短電纜(<200m)必須并聯(lián)補(bǔ)償,避免 “經(jīng)驗(yàn)配置" 導(dǎo)致諧振失敗。
異常信號(hào)速判:電流突增>20%、頻率漂移>5Hz、溫升>1℃/min,立即停機(jī),優(yōu)先排查電纜終端頭和中間接頭。
環(huán)境針對(duì)性處理:潮濕環(huán)境需加熱去潮(紅外燈烘烤),高海拔地區(qū)(>1000m)需修正試驗(yàn)電壓(每 100m 增加 1%)。
智能裝置應(yīng)用:某 220kV 項(xiàng)目使用 AI 諧振裝置,自動(dòng)識(shí)別電纜容性負(fù)載突變(±15%),動(dòng)態(tài)調(diào)整電抗器組合,效率提升 40%。
(注:以上案例均基于 DL/T 596-2021《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》,現(xiàn)場(chǎng)需結(jié)合電纜廠家技術(shù)文件調(diào)整參數(shù)。)