160kV500kV挤包绝缘直流电缆系统运行维护试验导则

ICS点击此处添加ICS号点击此处添加中国标准文献分类号T/CEC中国电力企业联合会标准T/CECXXXXX-XXXX160kV-500kV挤包绝缘直流电缆系统运行

维护试验导则TheguidetooperationmaintenancetestsforDCextrudedcablesystemsat

ratedvoltagefroml60kVto500kV（报批稿）xxxx-xx-xx发布xxxx-xx-xxxxxx-xx-xx发布中国电力企业联合会发布附录A（资料性附录）

专用放电装置操作1概述160kV-500kV挤包绝缘直流电缆电容较大，直流耐压试验后通过自身放电速度缓慢，试品残余电压较高，采取将电缆导体与金属屏蔽直接短接的放电方法存在一定危险性。本导则推荐采用在被试电缆导体与金属屏蔽之间并联专用放电装置分阶段放电。A.2专用放电装置操作示例当电缆自然放电（通过直流高压发生器、分压器等）电压降至lOOkV后，将该专用放电装置（160MQ）全部接入放电回路。即先将专用装置顶端E与直流高压发生器高压端O互联，后利用专用放电装置底部的放电杆依次良好接触A（降至约90kV）、B（降至约40kV）、C（降至约20kV）、D点（降至约10kV）。放电杆接D点后，待被试电缆电压降至4kV左右，将专用放电装置顶端E（直高发高压端O,即等电图A.1通过专用放电放电装置放电接线图表A.1试品残压与对应短接点残压（kV）接地点短接电阻360—100//90〜40A160MQ40〜20B80MQ20〜10C40MQ<10D20MQ<4E20MQ注：部分内容引自舟山200kV直流电缆系统交接试验报告。附录B(资料性附录)时域反射(TDR)测试方法1概述常规测试手段仅能对整个电缆的状况给出整体评估，无法对缺陷位置进行定位，而时域反射法(TDR)则可以对长距离电缆线路进行缺陷位置的定位。TDR试验技术利用向电缆一端施加脉冲信号，同时在信号注入端对反射信号进行测量，其中反射是由于电缆接头、终端以及其他电缆中不规则的部分而导致。B.2定义2.1 时间间隔N在TDR试验过程中，由发射脉冲信号到接收反射脉冲信号之间的时间间隔。2.2 V/2波速在进行TDR故障定位时，假定波速为一常数，而计算时使用某一参考波速。一般通过校正，即记录发射脉冲信号至仪器接收到由电缆终端或已知中间接头反射脉冲信号的时间间隔AZ,该过程中脉冲经历路程为电缆长度的两倍或脉冲入射端到已知中间接头距离L的两倍，利用L=(V/2)。使之与电缆实际长度或到已知中间接头实际距离相匹配，计算出参考波速。参考波速用V72表示，M/2波速与记录时间间隔Ar的乘积即为定位部分与测量点之间的距离LoB.2.3 时域反射法(TDR)对电缆进行故障定位原理根据电磁波在电缆中的传播特性可知，当电磁波在传播过程中遇到阻抗不匹配时，会分为两组不同波：一组反射波，一组透射波，其透射系数、反射系数与电缆线路的电阻，电容，电感等有关。其中反射系数”表示反射波电压Reflected与入射波电压incident间的比例，其关系如下所示：VreflectedincidentZlVreflectedincidentZl-Z()

Zl+Z。 (B.l)式中:Vreflected——反射波电压Vincidcnt——入射波电压Zo—传输电缆的特征阻抗Zl—导致不连续的阻抗由于Z)与Zl的阻抗失配，导致透射与反射的发生，而透射系数，表示为:2=(1+夕)=(1+Zl2=(1+夕)=(1+Zl-Z。)_Zl+Z。一2Z,

LZl+Z。 (B.2)对电缆进行TDR测试的试验电路图如图B.l所示，其中有Z0=J(R+JM)/(G+/WC)正是由于这种现象，TDR试验过程中电磁脉冲当中携带了大量被测线路的信息。通过将电缆与TDR设备相连接，进行TDR测试，获得电缆中波传播特性。通过对反射信号的测量，记录发射信号与反射信号的时间间隔△心电磁波在电缆中传播速度在TDR试验当中假定为一固定值，可认为注入发射脉冲信号与接收由电缆末端或已知电缆中间接头反射脉冲信号的时间间隔，与电缆长度或脉冲入射端到已知中间接头的距离成正比。电缆长度或脉冲入射端到已知中间接头的距离便可表示为：(B.3)通过与电缆实际长度或已知中间接头距离进行校准，即记录发射信号与从电缆末端或已知中间接头处反射信号的时间间隔，利用式（B.3）代入实际电缆长度或脉冲入射端到已知中间接头的实际距离，利用式（B.4）得到TDR试验当中的参考速度。(B.4)v_I2~~Kt(B.4)注1：TDR时域脉冲反射仪，在用于长距离电缆时各参数的典型值为：脉冲幅值160V,脉冲宽度调节范围20ns到10（iSo参考波速V72调节范围10m/|is到150m/|is。注2：海底电缆具有金属屏蔽层，其电感和阻抗大幅增加，以至于脉冲信号无法传播到金属屏蔽层外部。因此对于安装后试验与出厂试验（通常在转盘上进行）进行的TDR试验影响不大，结果具有可对比性。例如，表B.1为不同电缆分别在出厂试验（在转盘上进行）以及安装后试验过程中进行TDR测量的结果，其测量结果非常相近。表B.1不同电缆TDR脉冲传播速度实例电缆出厂试验安装后试验挤包绝缘Pb护套电缆V/2=81.5m/|isV72=82.0m4is挤包绝缘Cu护套电缆M/2=69.4m/|isV72=69.1m/|isB.3时域反射法（TDR）试验对电缆进行故障定位示例利用符合试验规程要求的时域脉冲反射仪对某挤包绝缘直流电缆系统进行时域反射（TDR）试验。调节M/2波速进行校正，使电缆测量长度与实际长度相匹配，记录校正后得到的V72波速、电压幅值以及脉冲宽度等参数，得到的波形图像如图B.2,其中V72波速为89.lm/|is,脉冲电压幅值为160V,脉冲XI宽度为20ns,经测试1.229km处反射峰为电缆中间接头位置。应当注意每次TDR试验所使用的时域反射仪尽量相同，测量位置与环境也尽可能保持一致，以便于对TDR试验得到的波形进行对比分析。图B.2某160kV挤包绝缘直流电缆系统时域反射（TDR）试验波形谱图注：部分内容引自南澳160kV直流海缆船上交接试验报告。B.4典型情况TDR试验谱图不同典型情况下TDR试验谱图如表B.2所示。表B.2典型情况下TDR波形谱图典型情况rFDR图谱无中间接头电缆系统近端L_、一XlLi匹师A无中间接头电缆系统,距离近端L处导体短路近端/UV、一XlLi匹麻 A带一个中间接头的电缆系统，接头位置在距离近端L处近端AL、二,山匹麻一带一个湿的中间接头的电缆系统，接头位置在距离近端L处近端M、一XlLi匹炳一距离近端L处电缆系统出现渗水情况近端、一XlLi匹师I_卜距离近端L处电缆系统出现中性点局部腐蚀近端L_1、一XlLi匹师挤包绝缘（如交联聚乙烯XLPE）直流电缆是直流输电系统中的关键设备，在我国先后有160kV、200kV和320kV电压等级将近400km的XLPE挤包绝缘直流电缆及附件（接头、终端）投入运行。挤包绝缘直流电缆系统运行历史较短，缺乏运行维护经验。另外，直流电缆的绝缘老化和缺陷劣化不同于交流电缆，且大多应用于海底或跨水域场合，难以将交流电缆运维经验直接应用于直流电缆。为提高直流电缆线路的运行可靠性，及时诊断、定位故障隐患，特此制定本标准，以对160kV〜500kV挤包绝缘直流电缆系统的安装后试验、巡视检查、例行试验项目、周期和方法等进行规定。本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。本标准由中国电力企业联合会提出。本标准由电力行业电力电缆标准化技术委员会归口。本标准主要起草单位：本标准主要起草人：本标准为首次制定。本标准在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化中心（北京市白广路二条一号，100761）o挤包绝缘（如交联聚乙烯XLPE）直流电缆是直流输电系统中的关键设备，在我国先后有160kV、200kV和320kV电压等级将近400km的XLPE挤包绝缘直流电缆及附件（接头、终端）投入运行。挤包绝缘直流电缆系统运行历史较短，缺乏运行维护经验。另外，直流电缆的绝缘老化和缺陷劣化不同于交流电缆，且大多应用于海底或跨水域场合，难以将交流电缆运维经验直接应用于直流电缆。为提高直流电缆线路的运行可靠性，及时诊断、定位故障隐患，特此制定本标准，以对160kV〜500kV挤包绝缘直流电缆系统的安装后试验、巡视检查、例行试验项目、周期和方法等进行规定。本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。本标准由中国电力企业联合会提出。本标准由电力行业电力电缆标准化技术委员会归口。本标准主要起草单位：本标准主要起草人：本标准为首次制定。本标准在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化中心（北京市白广路二条一号，100761）o目次TOC\o"1-5"\h\z前言II1范围12规范性引用文件13术语和定义14总则25安装后试验36巡视检查47例行试验6附录A（规范性附录）专用放电装置操作8附录B（规范性附录）时域反射（TDR）测试方法9160kV〜500kV挤包绝缘直流电缆系统运行维护试验导则1范围本标准规定了160kV〜500kV挤包绝缘直流电缆系统(包括直流陆地电缆与直流海底电缆及其附件)的安装后试验、巡视检查、例行试验项目、周期和方法。本标准适用于160kV〜500kV挤包绝缘直流电缆系统。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T3048.5电线电缆电性能试验方法第5部分：绝缘电阻试验GB/T3048.14电线电缆电性能试验方法第14部分：直流电压试验GBfT7354局部放电测量GB/T16927.1高电压试验技术第1部分：一般定义及试验要求GB"31489.1额定电压500kV及以下直流输电用挤包绝缘电力电缆系统第1部分：试验方法和要求GB"50150电气装置安装工程电气设备交接试验标准DL/T1278 海底电缆运行规程IEC60229：2007电缆外护套试验方法[Electriccables-Testsonextrudedoversheathswithaspecialprotectivefunction]IEC60270：2015高电压试验技术一局部放电测量[Highvoltagetesttechniques-Partialdischargemeasurements|IEC62067：2006额定电压150kV(Um=170kV)至500kV(Um=550kV)挤包绝缘电力电缆及其附件——试验方法和要求[Powercableswithextrudedinsulationandtheiraccessoriesforratedvoltagesabove150kV(Um=170kV)upto500kV(L/m=550kV)-Testmethodsandrequirements]CIGRETB496-2012额定电压500kV及以下直流输电用挤包绝缘电力电缆系统推荐试验方法[RecommendationsfortestingDCextrudedcablesystemsforpowertransmissionataratedvoltageupto500kV]CIGRETB623-2015 海底电缆机械试验推荐试验方法[Recommendationsformechanicaltestingofsubmarinecables]3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1挤包绝缘extrudedinsulation由热塑性或热固性(如交联聚乙烯)材料以挤出工艺包覆的绝缘。3.2安装后试验testafterinstallation电力电缆线路安装完成后，为了验证线路安装质量对电缆线路开展的各种试验。3例行试验routinetest为获得电缆线路状态量而定期进行的各种停电试验。长距离电缆longdistancecable指长度大于5km或对地总电容超过l|iF的电缆。时域反射定位测试TDR,timedomainreflectometrytest通过向电缆一端施加脉冲信号，脉冲信号在电缆中以一定的速度传播，在电缆缺陷点或电缆接头、终端反射后根据反射的传播时间定位电缆缺陷（如短路和断线故障）和电缆接头位置，或对电缆长度进行测定。红外成像观察infraredrayimagingobservation利用红外测温成像技术，对电缆线路中具有电流、电压致热效应或其它致热效应的部位进行温度测量。紫外成像观察ultravioletrayimagingobservation利用紫外成像观察法，对电缆线路中可能存在电晕放电的部位进行检测。4总则4.1本指导性技术文件所规定的试验项目、周期和标准，是挤包绝缘直流电缆系统技术监督的基本要求，也是挤包绝缘直流电缆系统全寿命周期管理工作的重要组成部分。2试验结果应与历次试验结果相比较，或参照其它相关的试验结果，根据变化规律和趋势，进行全面分析后做出判断。3试验人员应选用合适的测试方法和仪器、设备，并应在环境条件相近的条件下进行试验，以保证试验结果的准确性、可比性。4遇到特殊情况需要改变试验项目、周期或要求时，应由有关专业人员提出意见并确定具体实施方案。5在进行与温度和湿度有关的试验（如绝缘试验、泄漏电流测试等）时，应同时测量被试品的温度和周围空气的温度和湿度。III5安装后试验1160kV-500kV挤包绝缘直流电缆系统安装后试验项目包括电缆主绝缘及挤包外护套绝缘电阻测量、主绝缘直流耐压试验、泄漏电流测量、挤包外护套直流耐压试验和时域反射（TDR）测试。2主绝缘及挤包外护套绝缘电阻测量2.1电缆主绝缘电阻测量应采用5000V或以上电压的兆欧表，挤包外护套绝缘电阻测量宜采用500V兆欧表。2.2耐压试验前后，电缆主绝缘的绝缘电阻应无明显变化。电缆挤包外护套绝缘电阻不低于5MQ・km。3主绝缘直流耐压试验3.1对挤包绝缘直流电缆系统施加与运行极性一致的直流试验电压Utpi推荐值为L45Uo,加压时间1小时，绝缘不击穿。试验时为保证试验电压的准确性，试验电压可分4〜6阶段均匀升压（如0.25、0.5.0.75和1.0倍试验电压），在每个阶段试验电压下停留Imin,并读取泄漏电流。试验电压升至规定值后维持一个小时。3.2回流电缆系统应经受负极性直流电压耐压试验，推荐的直流试验电压为25kV,推荐试验时间为1小时，绝缘不击穿。当电缆较长，电容较大时，应保证足够长的充电时间。5.3.3耐压试验结束后应对被试电缆进行充分放电，放电时间为24小时或者更长。若有条件，建议在被试电缆导体与金属屏蔽之间并联专用放电装置分阶段放电，参考信息见附录Ao5.4泄漏电流测量泄漏电流测量和直流耐压试验同时进行。应在531规定的不同阶段升压过程中的每个电压值下读取泄漏电流值，并在试验电压升至规定值之后Imin、lOmin以及加压时间达到规定时测量泄漏电流值。试验中应注意泄漏电流变化趋势，如有异常变化应加强监测并查找原因。5.4.2电缆泄漏电流如具有下列情况之一，电缆绝缘可能有缺陷，应找出缺陷部位或查明原因并予以处理：a）泄漏电流测量值读数不稳定；b）泄漏电流与上次试验值相比大于±10%；c）泄漏电流随试验电压升高急剧上升；d）泄漏电流随试验时间延长有上升现象。按照68"16927.1中规定，对于泄漏电流测量需用量程较宽的仪器，试验接线及回路设置应消除杂散电流对测量结果的影响。注：由于直流电压试验中可能会出现破坏性放电，其电流远大于泄漏电流测量装置的量程，因此通常应在直流电流测量回路中使用电压保护装置。5.5挤包外护套直流耐压试验对于挤包绝缘直流电缆，对电缆外护套施加10kV的负极性直流电压，试验时间Imin,电缆外护套不击穿。对海底电缆不做要求。5.6时域反射（TDR）测试对安装投运前的电缆进行时域反射测量，获取波传播特性参数特征谱图，以得到电缆长度、接头位置等工程信息，并保存波形谱图作为将来故障诊断与定位的参考信息。6.2为保证测量结果准确可靠，在TDR测量时应通过调整参考波速V/2对电缆实际长度进行校准，使测量长度与电缆实际长度相匹配。测量后，保存TDR试验测试结果作为电缆传播特性的参数以及波形谱图信息。TDR法故障定位原理介绍见附录B。6巡视检查1一般要求巡视检查分为定期巡视、故障巡视、特殊巡视三类。定期巡视是为保证电缆线路正常运行，及时发现运行中存在的问题所进行的周期性巡视。故障巡视是当电缆发生故障时进行的有目的性的故障点查找和探测。故障巡视在电缆发生故障后立即进行，对引发事故的证物应妥善保管，并对事故现场进行记录、拍摄，以便为事故分析提供证据和笏考。6.1.4特殊巡视是在气候剧烈变化、自然灾害、外力影响、异常运行和对电网安全稳定运行有特殊要求时安排进行的有针对性的巡视，巡视的范围视情况可分为全线、特定区域和个别组件。6.2巡视检查要求及内容挤包绝缘直流电缆系统巡视应沿电缆线路逐个接头、终端建档进行并实行立体式巡视，不得出现遗漏点或段。2.2挤包绝缘直流电缆系统巡视检查的要求、内容及周期按照表1执行。同时，结合状态评价和运行经验确定巡视周期，可根据电缆线路区段和时间段的变化及时对巡视周期进行必要的调整。表1：挤包绝缘直流电缆系统巡视检查要求、内容及周期巡视对象部件要求及内容周期直流陆地电缆本体1）是否变形。2）表面温度是否过高。每三个月巡视一次。挤包外护套1）是否存在破损情况和龟裂现象。直流海底电缆海缆登陆段参照DL/T1278—2013中6.5每周一次。一般安排在潮位最低时进行，海缆登陆段有异常时，应增加巡视次数。海缆海中段参照DL/T1278—2013中6.6,并注意以下几点：1）海缆保护区内及附近是否有倾倒疏浚弃土和垃圾的情况。2）海缆保护区内及附近是否用敷设安装管道、通信电缆等施工作业的情况。3）海缆保护区内及附近现有电缆对本线路是否有影响。4）海水涡流引起的电缆振动与磨损。5）由于负荷变化使电缆外护套热胀冷缩而导致的疲劳损害。6）电缆防护措施的维修，如电缆上堆积泥沙的清理、电缆上抛石保护的补加等。在非禁渔期，应对海缆海中部分每周一次出海全线巡视。在禁渔期，应对海缆海中部分每两周一次出海全线巡视。海缆防雷设施和接地系统参照DL/T1278—2013中6.3每月两次。高气温、高负荷时应加强对海缆接地系统的测温监视，每周一次，特殊情况可适当调整。海缆警示标志参照DL/T1278—2013中6.2每月两次。电缆附件电缆终端1）电缆终端套管外绝缘是否出现破损、裂纹，是否有明显放电痕迹、异味及异常响声；套管密封是否存在漏油现象；瓷套表面不应严重结垢。2）电缆终端套管外绝缘爬距是否满足要求，端部和外绝缘是否有持续的放电。3）电缆终端、设备线夹、与导线连接部位是否出现发热或温度异常现象。4）电缆终端固定件是否出现松动、锈蚀、支撑瓷瓶外套开裂、底座倾斜等现象。5）电缆终端及附近是否有不满足安全距离的异物。6）电缆终端绝缘是否存在破损情况和龟裂现象。7）电缆终端法兰盘尾管及带压力箱的充油终端是否存在渗油现象。8）电缆终端是否有倾斜现象，引流线不应过紧。9）利用红外成像观察法检查电缆终端是否存在异常发热。10）利用紫外成像观察法检查电缆终端是否存在电晕放电。11）其他参照DL/T1278—2013中6.4每月两次；红外和紫外成像观察一年四次或以上，必要时，当电缆线路负荷较重（超过50%）时，应适当缩短检测周期，检测最好在设备负荷高峰状态下进行，-般不低于30%额定负荷。中间接头1）中间接头是否浸水。2）中间接头外部是否有明显损伤及变形，环氧外壳密封是否存在内部密封胶向外渗漏现象。3）中间接头底座支架是否存在锈蚀和损坏情况，支架应稳固是否存在偏移情况。4）中间接头是否有防火阻燃措施。5）中间接头是否有铠装或其它防外力破坏的措施。6）利用红外成像观察法检查电缆中间接头是否存在异常发热。每月两次；红外成像观察一年四次或以上，必要时，当电缆线路负荷较重（超过50%）时，应适当缩短检测周期，检测最好在设备负荷高峰状态下进行，一般不低于30%额定负荷。附属设备避雷器1）避雷器是否存在连接松动、破损、连接引线断股、脱落、螺拴缺失等现象。2）避雷器动作指示器是否存在图文不清、进水和表面破损、误指示等现象。3）避雷器均压坏是否存在缺失、脱落、移位现象。4）避雷器底座金属表面是否出现锈蚀或油漆脱落现象。5）避雷器是否有倾斜现象，引流线是否过紧。6）避雷器连接部位是否出现发热或温度异常现象。每月两次。高气温、高负荷时每周一次，特殊情况可适当调整。接地装置1）接地箱箱体（含门、锁）是否缺失、损坏，基础是否牢固可靠。2）交叉互联换位是否正确，母排与接地箱外壳是否绝缘。主接地引线是否接地良好，焊接部位是否做防腐处理。3）接地类设备与接地箱接地母排及接地网是否连接可靠，是否松动、断开。4）同轴电缆、接地单芯引线或回流线是否缺失、受损。5）同轴电缆与电缆金属护套连接是否正确，内外芯是否接反。每月两次。高气温、高负荷时每周一次，特殊情况可适当调整。在线监测装置1）在线监测硬件装置是否完好。2）在线监测装置数据传输是否正常。3）在线监测系统运行是否正常。每月一次。附属设施电缆支架1）电缆支架应稳固，是否存在缺件、锈蚀、破损现象。2）电缆支架接地是否良好。每月两次。标识标牌1）电缆线路铭牌、接地箱、铭牌、警告牌是否缺失、清晰、正确。2）路径指示牌（桩、砖）是否缺失、倾斜。每月两次。防火设施1）防火槽盒、防火涂料、防火阻燃带是否存在脱落。2）变电所或电缆隧道出入口是否按设计要求进行防火封堵措施。每月两次。7例行试