高压电缆交叉互联接地系统的耐压试验

高压电缆交叉互联接地系统的耐压试验

发表时间：2019-02-21T14:01:11.060Z 来源：《防护工程》2018年第32期作者：马永红聂江华

[导读] 高压电缆接地系统的绝缘状况对维持电缆系统的接地方式，保证电缆的正常运行起着至关重要的作用，本文较为全面地分析了交叉互联接地系统耐压试验中存在的问题，提出了全面的试验方法，能够有效地检出交叉互联接地系统的缺陷和问题，从而保证电缆系统的可靠运行。

马永红聂江华

北京电力工程有限公司北京市 100070

摘要：高压电缆接地系统的绝缘状况对维持电缆系统的接地方式，保证电缆的正常运行起着至关重要的作用，本文较为全面地分析了交叉互联接地系统耐压试验中存在的问题，提出了全面的试验方法，能够有效地检出交叉互联接地系统的缺陷和问题，从而保证电缆系统的可靠运行。

关键词：高压电缆；护套耐压；交叉互联；直流试验

引言

近年来，随着大量的高压电缆投入运行，电缆线路的长度不断增加，交叉互联的接地方式被大量采用。由于对交叉互联接地系统绝缘要求上认识的不足，在电缆线路竣工试验或年检试验中采用的耐压试验方法不够全面，会导致接地系统中的一些绝缘缺陷和薄弱点不能被有效检出。在线路运行过程中因老化、过电压等因素使薄弱点被击穿、缺陷暴露，原有的接地方式被破坏，继而会导致接地电流过大，影响电缆系统的正常运行，甚至造成事故的发生。

本文通过对交叉互联接地系统的分析，对现有的各种试验方法进行讨论，并提出了切实可行的较为全面的耐压试验方法。该方法可以有效的对交叉互联接地系统作耐压试验、接线正确性检查，防止系统带病运行并减少事故的发生。

1.交叉互联接地系统的原理和绝缘要求

1.1交叉互联接地的原理

为了保证电缆的正常运行，必须限制单芯电缆金属护套上的电位，需要将金属护套接地。如果在每个接头的位置金属护套都直接接地，护套上的感应电流就会很大，护套损耗就会限制电缆的载流量。如果只将电缆护套的单端接地，对于长的电缆线路另一端的护套感应电压会超过安全允许的水平。为降低护套损耗同时控制护套的感应电压，可以采用不同的接地方式，交叉互联方式因简单且经济而被广泛采用，见图表1。

图表 1 单芯电缆的交叉互联接地

图表 2 交叉互联接地的护套电压

按照这种接地方式，交叉互联区间内3段电缆的长度相等，各相护套的感应电压幅值相同而相位不同，其矢量和为零，交叉互联后护套上总电压接近于零，同时，护套上的感应电压限制在允许的水平上，见图表2。

1.2交叉互联接地的绝缘要求

交叉互联接地系统由绝缘接头、同轴电缆、交叉互联接地箱等构成。因此交叉互联接地系统的绝缘（如图3所示）包括：图片 3 绝缘部位示意图

1.）对地绝缘

包括：电缆金属护套对地绝缘、接头外壳对地绝缘、直接接地线绝缘、接地箱内接线端子对地（箱体）绝缘、同轴电缆外层导线对地绝缘。

根据GB11017和GB/Z18890的相关规定，电缆安装完成后接地系统要作直流耐压试验：DC 10kV 1min

2.）绝缘接头分断绝缘

包括：预制件外半导电层分断绝缘、绕包铜网与对侧铜壳间绝缘、铜壳分断绝缘、同轴电缆内外导体之间绝缘、交叉互连箱内接线端子之间的绝缘。

根据GB50217-1994电力工程电缆设计规范、GB11017和GB/Z18890的相关规定，绝缘接头分断绝缘的要求应高于金属护套对地绝缘水平的2倍，但是对于安装完成后绝缘接头分断绝缘的试验标准没有明确的规定，实际工作中只能按照对地绝缘的要求作直流耐压试验。

3.）交叉连接顺序的正确性

错误的连接将彻底破坏接地方式，形成单端接地或双端直接接地，造成护套环流或感应电压过高，对电缆运行过构成严重威胁。

2.常见的试验方法及问题

2.1常见的试验方法

1.）分段法

拆去所有交叉互连箱内的连接铜排，把电缆护套分解成单段电缆，逐段作直流耐压试验。

2.）短接法

拆去所有交叉互连箱内的连接铜排，把同轴电缆内外导体短接，逐相作耐压试验。

3.）保留交叉法

拆去所有交叉互联箱内的保护器连接铜排，保留交叉互连铜排，整段电缆作护套直流耐压试验。

2.2存在的问题和不足

2.2.1以上常用的试验方法（分段法、保留交叉法）在作耐压试验的时候，没有同时将试验段两端接地箱中其他的接地端子作接地连接，因此不能对绝缘接头的分断绝缘做出检测；或者回避了分断绝缘检测（短接法）

在高压电缆线路中金属护套的对地绝缘（电缆护层、接头护层、接地线、接地箱绝缘板）都是在工厂内加工完成的，可靠性较高；而绝缘接头的分断绝缘则与现场施工有关，出现错误和缺陷的可能性较大。例如：

接头预制件可能误用直通产品；预制件绝缘分断处绕包带材发生失误；绕包铜网与铜壳之间没有专门绝缘；铜壳绝缘筒内外壁被石墨涂层污染、绝缘筒外防护不好，外部浸水；同轴电缆芯线屏蔽层处理不良、同轴电缆芯线与外层导体间绝缘缺陷；交叉互连箱内连接次序错误、箱内绝缘板受潮或浸水；内置光纤的处理不当等。以上现象都会影响到绝缘接头的分断绝缘。

2.2.2以上常用的试验方法往往将交叉互联拆开，自然无法在耐压试验的同时检测交叉互联的正确性。必须在耐压试验完成后重新检查交叉互联顺序的正确性。

2.2.3以上常用的试验方法接地箱拆装试验工作量大。

如果不能有效的检测绝缘接头的分断绝缘或交叉互连的次序，会使施工中的错误或缺陷留存在线路中，为线路运行留下隐患，往往运行中才能暴露出问题，甚至导致重大事故发生。

例如某地，线路运行后接地电流异常，且极不平衡，停电检修才发现

（下转第238页）

交叉互连接线次序错误。又如某地，线路运行三年后，接地电流异常增大且极不平衡。停电检修发现一接头玻璃钢壳内，同轴电缆的两个接线端子贴在一起，绕包在端子上的绝缘带子较薄，在线路运行过程中因机械挤压和过电压的作用而击穿，绝缘接头变成了直通接头。类似的问题在竣工验收时如果能全面的作护套试验，就能够发现，从而避免事故的发生。

3.全面检验的护套耐压试验方法

经过对各种试验方法的分析总结，下文讨论一种更全面的试验方法。

图片4 试验接线示意图

3.1试验方法

3.1.1将所有交叉互连接地箱的保护器连接铜排拆掉，断开接地线端子与地的连接，保留交叉互联铜排，将直接接地箱内接地线与接地排分别绝缘隔离。

根据交叉互联接线的组数，判断首端和末端相位的对应关系。如图示：一组交叉互联 A—C；两组交叉互联 A—B；三组交叉互联 A —A.依次类推。

3.1.2在线路两端的接地箱内将非试验相全部接地。如图示：在首端将B、C相接地，在末端，将A、C相接地。

3.1.3在试验相上加直流电压。例如：A相加高压。

3.2结果判断

这种方法可以全面的检查接地系统的对地绝缘、分断绝缘和接线方式。结果常有以下几种情况供判断：

如果三相耐压试验均通过，则表明该线路交叉互连系统没有问题。

如果某相耐压试验通不过，首先拆除远端接地箱内另两相对应相的接地线。再次作试验，若通过，则表明交叉互联接线次序上可能出现了错误。