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阎孟昆----电力电缆的应用及检测技术探讨-初稿.pdf

编号：166377

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阎孟昆----电力电缆的应用及检测技术探讨-初稿.pdf

1、电力电缆的应用及检测技术探讨阎孟昆中国电力科学研究院电力工业电气设备质量检验测试中心2024年06月目录电111力电电1力电缆系统及基本性能力电缆系统及基本性能电缆系统及基本性能1电力电缆的工程应用电力电缆试验检测电力电缆试验检测技术探讨电力电缆典型质量问题分析123421 电力电缆的工程应用电力电缆工程应用3北京北京海淀海淀500kV电缆工程电缆工程我国自主生产的500 kV XLPE绝缘电缆和附件开始在城市电网工程北京海淀500 kV输电工程中应用，该工程2014年6月25日投运，采用架空和电缆混合线路方式，其中电缆部分于2012年6月开工建设，电缆敷设为双回路，电缆全长约6.7km

2、，电缆采用2500mm2，绝缘标称厚度31mm XLPE电缆，其中一回电缆和附件全部国产化。电力电缆工程应用4舟山舟山500kV输电线路工程输电线路工程首次使用了国际首创、国内自主研发的500 kV XLPE绝缘海底电缆，该工程2016年底开工建设，2018年12月30日开始投运，电缆长度17.9km。在研发、制造、试验检测、安装敷设等方面，全面实现国产化，代表着我国海洋输电最高技术水平，打破了500kV电压等级海缆依赖进口的瓶颈，意味着我国的海洋输电技术迈上了一个新台阶。电力电缆工程应用1112 阻水铜导体导体屏蔽XLPE绝缘绝缘屏蔽缓冲阻水层合金铅套HDPE护套光单元

3、填充光纤单元铠装垫层铜丝铠装沥青+PP绳外被层5陕西陕西330kV输电线路工程输电线路工程2019年开工建设，2023年6月建成投运的西安东北部330kV架空输电线路落地工程，是目前国内规模最大的超高压电缆系统工程，电缆线路长达100km，导体截面2500mm2。该工程部分线路采用了国产绝缘料与平滑铝套电缆，这对国内长距离超高压电缆建设与运检积累经验。电力电缆工程应用6北京平铝套北京平铝套220kV输电线路工程输电线路工程2021年11月，国内首批220kV 12500mm2平滑铝套超高压交联电缆，在北京电力公司220kV线路迁改工程挂网运行，电缆长度1.185km。电力电缆工程应用热溶胶、护

4、套料、外半导电料同时挤出，保障铝套和外护套粘接质量。与皱纹铝套比，有效缓解了缓冲层烧蚀问题，具有结构紧凑，热阻小，散热好，载流量比同规格皱纹铝套电缆提高15%以上。但弯曲性能、抗压能力降低，焊接处凸起。7青岛青岛35kV聚丙烯绝缘电缆聚丙烯绝缘电缆线路2022年12月24日，山东首条35kV光纤复合聚丙烯绝缘电缆在青岛挂网运行，电缆型号规格ZC-PPV22-F 26/35 3400，标志着在35kV绿色环保电缆领域迈出重要一步，此次投运的聚丙烯绝缘电缆在生产过程中累计减少电能消耗4800千瓦时，减排二氧化碳4.8吨。电力电缆工程应用聚丙烯属于热塑性材料，电缆报废或达到使用年限后可回收利用，未来

5、可作为中压电缆的发展方向。“碳达峰、碳中和”要求。铝合金电缆在风电场中的应用优异的导电性能、机械性能、抗蠕变性能、耐腐蚀性能。尤其是价格低、优异的导电性能、机械性能、抗蠕变性能、耐腐蚀性能。尤其是价格低、重量轻，安装运输成本低，在风电场中具有一定的应用市场。重量轻，安装运输成本低，在风电场中具有一定的应用市场。电力电缆工程应用92 电力电缆试验检测电缆试验检测10IEC 推荐 U0/U 序列及应用标准：中低压：IEC 60502:2014GB/T 127062020高压：IEC 60840:2020(U=30150 kV(Um=170 kV)；GB/T 110172014额定电压 110 kV

6、(Um=126 kV)交联聚乙烯绝缘电力电缆及其附件超高压：IEC 62067:2011(U=150500 kV(Um=550 kV)；GB/T 18890.13-2015额定电压 220 kV(Um=252 kV)交联聚乙烯绝缘电力电缆及其附件；GB/T 22078-2008额定电压 500 kV(Um=550 kV)交联聚乙烯绝缘电力电缆及其附件。特高压：750kV 1000kV电缆试验检测11海底电缆：CIGRE TB 490 海底电缆试验技术手册。GB/T 323462015 额定电压 220 kV(Um=252 kV)交联聚乙烯绝缘大长度交流海底电缆及附件。直流电缆：CIGRE TB

7、 496 直流电缆试验技术手册。GB/T 31489.1.42015 额定电压 500 kV及以下直流输电用挤包绝缘电力电缆系统。聚丙烯电缆：T/CEEIA5912022 额定电压 6 kV 到35kV热塑性聚丙烯绝缘电力电缆铝合金电缆：GB/T 318402015额定电压 1 kV(Um=1.2 kV)到35 kV(Um=40.5kV)铝合金芯挤包绝缘电力电缆。电缆试验检测12型式试验：型式试验：主要是为了确定产品的设计是否满足预期的使用要求。多为破坏性的，它是全性能的，包括电气性能，机械物理性能及各种特定要求的性能等。如果电缆材料、制造工艺、如果电缆材料、制造工艺、结构或设计发生改变，需结

8、构或设计发生改变，需重新进行型式试验，出具重新进行型式试验，出具报告报告。电缆试验检测13预鉴定试验：预鉴定试验：在一般工业生产基础上供应本部分所包含的一种型式的电缆系统之前进行的试验，以证明该完整电缆系统具有满意的长期运行性能。生产线生产线生产的电缆通过该项试验，电缆才具备商业运行资格（不是运行业绩运行业绩）。预鉴定扩展试验：预鉴定扩展试验：在一般工业生产基础上供应本部分所包含的一种型式的电缆系统之前，系统电缆和附件已经分别通过预鉴定试验，为验证该完整电缆系统具有满意的长期运行性能所进行的试验。f 抗水树电缆试验：对含有能延缓绝缘中水树发展和生长的添加剂、聚合物改性剂或填料的交联聚乙烯绝缘电

9、缆进行的试验。电缆试验检测14 海水对金属腐蚀的影响复杂，难以在陆地进行全海洋环境模拟；模拟海水盐分是非现场腐蚀研究的重要方式；海水盐度对铅合金的腐蚀影响不大，但对铜及其合金存在一定的影响；舟山群岛海水的年平均盐度是3.2-3.4%，拟按照该盐度配比拟按照该盐度配比 NaCl 溶液模拟海溶液模拟海水对海缆系统的腐蚀影响。水对海缆系统的腐蚀影响。化学因素：溶解氧、盐度和酸碱度等；物理因素：流速、潮汐、温度等；生物因素：金属附着生物的代谢和分解。电缆试验检测15试验条件1）试验布置：将约 100 m长的电缆，附件之间电缆净长不少于 10 m，敷设成实际电缆线路并按实际运行条件要求安装好终端和接头，

10、如刚性固定、挠性固定、直埋敷设和空气中敷设，形成被试电缆线路样品；2）加压时间：连续施加1年1.7倍额定运行电压（216kV）；3）循环时间：180个循环，8h的加热（导体温度90952h），和16h的冷却；含最冷月和最热月。4）雷电冲击：对整个试验电缆线路，或取有效长度30m的电缆，进行雷电冲击耐压试验。5）解剖检查：对全部试品进行解剖检查，无潮气侵入，无泄漏，无腐蚀等。试验全部通过，预鉴定试验合格，才能安全地投入商业运行。电缆试验检测16超高压电缆的预鉴定试验，毫无疑问比过去挂网试运行要严格得多。由于采用这种预鉴定试验代替直接挂网试运行，因此对电网安全运行不会构成影响。预鉴定试验样品的敷设

11、和安装模拟各种实际情况，与实际情况一致，这样既考核了电缆本体的质量，也考核了附件的质量，同时还考核了电缆与附件的配合质量；既考核电缆系统的长期电性能，还考核电缆系统的热性能和热机械性能。通过这个试验才能保证电缆系统长期可靠的运行，因此，预鉴定试验通过的电缆系统可直接进入电网商业运行。（1年相当于46年）电缆试验检测173 电力电缆试验检测技术探讨检测技术探讨18局部放电电气设备绝缘内部常存在一些弱点，例如：浇注、挤制或层绕，导致绝缘内部容易出现气隙或气泡。空气的击穿场强比固体绝缘小，在电压作用下这些气隙或气泡重复发生击穿和熄灭现象，这就是电气设备的局部放电。局部放电的能量很小，它的存在并不影响

12、电气设备的短时绝缘强度，但是微弱的放电能量可以慢慢损坏绝缘，日积月累，最后导致整个绝缘被击穿。检测技术探讨192）等效回路固体介质内部气隙放电的三电容模型检测技术探讨20局部放电的测量局部放电的测量-脉冲电流法检测技术探讨21检测技术探讨放电图形干扰图形22屏蔽室屏蔽室干扰来源：空间、电源、接地；（如：无线电波、电焊机、开关的关闭、引线的电晕放电、起重机的操作、回路接地不良、照明、检测系统本身固有等）。1.屏蔽：建屏蔽室，屏蔽室上下左右六面都要用金属板或金属网屏蔽起来，包括门窗的屏蔽，最好是双层屏蔽；2.电源：进入室内的电源线先经滤波装置，通过隔离变压器和低通滤波器给屏蔽室供电，进入屏蔽室的所

13、有电气连接都要经过滤波器；3.接地：接地电阻，实验室内一切不带电导体都应可靠接地；高压引线连线都应适当采取屏蔽和均压措施、加屏蔽罩；4.设备和：容量、电压的选择；5.安全距离。检测技术探讨23工频电压国标交流电压频率范围45Hz55Hz的，IEC 60060-1的频率范围45Hz65Hz。试验电压一般用升压试验变压器产生，也可用串联谐振或并联谐振回路产生。当回路中感抗和试品容抗相等时，即，,品质因数,发生串联谐振，电源提供很小的励磁电压，就能在试品上得到很高的电压。检测技术探讨CL1RUU RLQ24冲击电压检测技术探讨25雷电冲击电压全波：雷电冲击电压全波：标准雷电冲击电压的波前时间为1.2

14、s，半峰波时间为50s。IEC和国标对电力电缆试验雷电冲击的波前时间（波头）Tf为(15)s，半峰波时间（波尾）Tt为(4060)s，峰值偏差3%。检测技术探讨26导体电阻为了减少成本，一些厂家导体截面偏小，或者采用劣质原材料，导致导体直流电阻偏大。为保证判断结果的准确，对临界值应进行不确定度分析。导体直流电阻计算公式：检测技术探讨27热收缩主要考核XLPE绝缘材料在一定温度条件下材料的伸缩情况。表现在绝缘料的质量、工艺控制等。如：进货检验把关不严，原材料不合格；生产过程中对工艺参数（如：温度、时间、速度等）没有严格按照工艺文件要求实施。热收缩：中低压：4%，IEC 60502:2014 GB

15、/T 127062020高压：4.5%，IEC 60840:2020(U=30150 kV(Um=170 kV)；GB/T 110172014 额定电压 110 kV(Um=126 kV)交联聚乙烯绝缘电力电缆及其附件（国标4.5%，规范4%）超高压及以上：220kV，500kV取消这一试验项目。检测技术探讨28微孔杂质在半导电屏蔽层与绝缘层界面发现大于0.125 mm 的不透明杂质。1mm 0.5mm 1mm 50Hz 21min 50Hz 826min 50Hz 840min 检测技术探讨29成束燃烧及耐火试验A类、B类、C类。使用劣质材料、非阻燃材料或者对阻燃电缆的结构不清楚。检测技术探讨30导体拉断力应能承受不小于额定拉断力（RTS）的95%，而且任一单线均不应断裂。导体端头的制作。两端应制作适当的端头（如压接、浇注低熔点合金或环氧树脂等），灌铅、浇注环氧树脂等，试验期间，导线的拉断力按当绞线的一根或多跟发生断裂时的负荷来确定，如果单线的断裂发生在距离端头1cm以内，并且拉断力小于规定的拉断力要求是，则可重新试验，最多可试验3次。仲裁时，应采用低熔点合金或者环氧树脂浇注端头进行试验。检测技术探讨314 电力电缆典型质量问题分析典型问题分析32结构设计界面压力爬电距离尺寸搭接杂质引入密封安装设计方面安装方面典型问题分析33感谢聆听！感谢聆听！结语

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