不少電網(wǎng)運(yùn)維企業(yè)、工業(yè)用戶及市政監(jiān)管部門近期咨詢兩個(gè)高頻問題:一是如何通過局放測試及時(shí)排查GIS終端、中間頭等電纜附件的潛伏性故障,降低非計(jì)劃停電風(fēng)險(xiǎn);二是電纜附件局部放電檢測需要符合哪些規(guī)范要求,出具的報(bào)告才能滿足工程驗(yàn)收及監(jiān)管核查標(biāo)準(zhǔn)。這兩個(gè)問題恰好覆蓋了當(dāng)前電纜運(yùn)維領(lǐng)域B端與G端用戶的核心需求,也是保障10kV及以上電壓等級(jí)電纜線路穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵切入點(diǎn)。
據(jù)電力行業(yè)運(yùn)行統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,電纜線路故障中超過70%源自電纜附件失效,其中GIS終端、中間頭作為電纜與其他電氣設(shè)備連接、電纜段拼接的核心節(jié)點(diǎn),因安裝工藝偏差、絕緣老化、密封失效等問題引發(fā)的局部放電,是導(dǎo)致故障的主要誘因。定期開展規(guī)范的電纜附件局部放電檢測,能夠在絕緣故障發(fā)展到擊穿階段前識(shí)別隱患,大幅降低停電帶來的經(jīng)濟(jì)損失與安全風(fēng)險(xiǎn)。
當(dāng)前局放測試的應(yīng)用場景主要覆蓋三類需求,分別對(duì)應(yīng)不同類型用戶的核心訴求。第一類是新建電力工程的交接驗(yàn)收?qǐng)鼍?,無論是電網(wǎng)企業(yè)的輸配電線路建設(shè),還是工業(yè)園區(qū)、軌道交通等用戶側(cè)配電工程,GIS終端與中間頭的安裝質(zhì)量直接決定了線路投運(yùn)后的可靠性。按照常規(guī)流程,電纜附件安裝完成后需開展耐壓試驗(yàn),同步進(jìn)行電纜附件局部放電檢測,只有兩項(xiàng)測試均合格才能辦理投運(yùn)手續(xù)。不少用戶曾反饋,部分施工單位為壓縮工期省略局放測試環(huán)節(jié),導(dǎo)致線路投運(yùn)后1-2年內(nèi)*出現(xiàn)GIS終端或中間頭擊穿故障,后續(xù)搶修成本、停電損失遠(yuǎn)超前期檢測投入。
第二類是在運(yùn)電纜的周期性運(yùn)維場景,針對(duì)運(yùn)行年限超過3年的電纜線路,運(yùn)維單位需按要求對(duì)所有電纜附件開展?fàn)顟B(tài)排查,局放測試是其中性價(jià)比*高的檢測手段。對(duì)于供電可靠性要求較高的場景,比如數(shù)據(jù)中心、化工企業(yè)、核心商圈的配電線路,建議每1-2年開展一次全覆蓋的電纜附件局部放電檢測,重點(diǎn)排查運(yùn)行環(huán)境潮濕、負(fù)荷波動(dòng)大的線路段的中間頭與GIS終端。2023年某沿海城市工業(yè)園區(qū)運(yùn)維團(tuán)隊(duì)在例行檢測中,發(fā)現(xiàn)一處35kV中間頭存在持續(xù)的局部放電信號(hào),提前安排停電更換,避免了園區(qū)約8小時(shí)的非計(jì)劃停電,減少生產(chǎn)損失近200萬元。
第三類是故障應(yīng)急排查場景,當(dāng)電纜線路出現(xiàn)跳閘、重合閘失敗等問題時(shí),運(yùn)維人員可通過局放測試快速定位故障點(diǎn)。相比傳統(tǒng)的絕緣電阻測試、脈沖測距等手段,局放測試能夠精準(zhǔn)識(shí)別GIS終端、中間頭的潛伏性故障,避免漏判未完全擊穿的隱患點(diǎn),縮短故障排查與搶修的時(shí)間。
不同類型的電纜附件適用的局放測試技術(shù)存在差異,現(xiàn)場檢測需結(jié)合設(shè)備結(jié)構(gòu)、安裝場景選擇合適的方法,保障檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。針對(duì)GIS終端,目前常用的檢測方法包括特高頻法、超聲波法與SF6氣體分解物檢測法,其中特高頻法的應(yīng)用*為廣泛【1】。GIS終端的局部放電會(huì)輻射出頻率在300MHz-3GHz的特高頻信號(hào),可通過GIS設(shè)備的觀察窗、法蘭縫隙布置傳感器采集信號(hào),該方法抗干擾能力較強(qiáng),能夠識(shí)別GIS終端內(nèi)部的懸浮放電、氣隙放電等典型缺陷,檢測靈敏度可達(dá)1pC。對(duì)于安裝在地下管廊、電纜井內(nèi)的GIS終端,可搭配超聲波傳感器檢測局部放電引發(fā)的振動(dòng)信號(hào),輔助判斷缺陷類型與位置。
針對(duì)中間頭的局放測試,高頻電流法是當(dāng)前的主流技術(shù)。中間頭的局部放電信號(hào)會(huì)通過電纜接地線傳導(dǎo),將高頻電流傳感器套設(shè)在接地線上即可采集信號(hào),該方法操作便捷,無需拆解電纜附件的密封結(jié)構(gòu),適合現(xiàn)場快速排查【2】。對(duì)于外露式的中間頭,還可搭配地電波法、超聲波法進(jìn)行聯(lián)合檢測,進(jìn)一步提升缺陷識(shí)別的準(zhǔn)確率。
現(xiàn)場開展電纜附件局部放電檢測時(shí),需重點(diǎn)關(guān)注參數(shù)校準(zhǔn)與干擾排除兩個(gè)環(huán)節(jié)。檢測前需使用標(biāo)準(zhǔn)脈沖發(fā)生器對(duì)檢測設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn),確保檢測幅值的誤差在允許范圍內(nèi)?,F(xiàn)場存在的移動(dòng)通信信號(hào)、變頻器運(yùn)行干擾、電動(dòng)工具振動(dòng)等都會(huì)對(duì)檢測結(jié)果造成影響,需通過濾波、調(diào)整檢測頻段、避開干擾源運(yùn)行時(shí)間等方式降低干擾影響,避免出現(xiàn)誤判、漏判的情況。不同電壓等級(jí)的電纜附件局放合格閾值存在差異,10kV電壓等級(jí)的電纜附件局放量不超過10pC即可判定為合格,110kV及以上電壓等級(jí)的GIS終端與中間頭局放量需控制在5pC以內(nèi)。
針對(duì)政府及監(jiān)管部門關(guān)注的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、檢測資質(zhì)等問題,目前國內(nèi)已形成完善的電纜附件局放測試標(biāo)準(zhǔn)體系。*層面的《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》明確要求,10kV及以上電壓等級(jí)的電纜附件在交接驗(yàn)收時(shí)必須開展局放測試,測試方法與合格閾值需符合標(biāo)準(zhǔn)要求【3】。*能源局出臺(tái)的《電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)檢修管理辦法》也規(guī)定,在運(yùn)電纜附件需每1-3年開展一次局放測試,檢測結(jié)果作為設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)的核心依據(jù)。
部分地方監(jiān)管部門還針對(duì)高危行業(yè)、重點(diǎn)公共設(shè)施出臺(tái)了更細(xì)化的要求,比如化工、礦山等易因停電引發(fā)安全事故的行業(yè),需每年向應(yīng)急管理部門提交電纜附件的局放測試報(bào)告,作為安全生產(chǎn)核查的必備材料。城市地下管廊、軌道交通等市政項(xiàng)目的電纜線路驗(yàn)收時(shí),GIS終端與中間頭的局放測試報(bào)告也是必備的驗(yàn)收資料,未提供合規(guī)報(bào)告的項(xiàng)目無法通過竣工驗(yàn)收。
檢測機(jī)構(gòu)的資質(zhì)是報(bào)告具備法律效力的前提,目前行業(yè)內(nèi)認(rèn)可的資質(zhì)包括CNAS實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可資質(zhì)、CMA檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)資質(zhì),涉及電網(wǎng)入網(wǎng)項(xiàng)目的檢測還需符合對(duì)應(yīng)電網(wǎng)企業(yè)的檢測機(jī)構(gòu)入庫要求。用戶選擇檢測服務(wù)時(shí),需確認(rèn)機(jī)構(gòu)具備對(duì)應(yīng)電壓等級(jí)的檢測能力,出具的報(bào)告加蓋相應(yīng)的資質(zhì)章,才能滿足監(jiān)管核查、工程驗(yàn)收的要求。
在日常運(yùn)維中,用戶可根據(jù)局放測試的信號(hào)特征初步判斷缺陷類型,制定對(duì)應(yīng)的處置方案。如果GIS終端檢測到周期性與工頻同步的特高頻信號(hào),且信號(hào)幅值隨運(yùn)行電壓升高而增大,大概率為內(nèi)部絕緣件存在氣隙或雜質(zhì)缺陷,需盡快安排停電拆解檢查。如果中間頭檢測到的高頻電流信號(hào)幅值隨負(fù)荷電流升高而增大,通常為應(yīng)力錐安裝不到位、導(dǎo)體連接部位接觸不良引發(fā)的接觸放電,需在1-3個(gè)月內(nèi)安排停電檢修。如果檢測到的信號(hào)無固定周期、幅值波動(dòng)大,大概率為現(xiàn)場干擾信號(hào),需排除干擾后重新檢測。
針對(duì)運(yùn)維管理優(yōu)化,建議用戶建立全線路的電纜附件臺(tái)賬,記錄每一處GIS終端、中間頭的安裝時(shí)間、安裝工藝、歷次局放測試數(shù)據(jù),通過多輪數(shù)據(jù)的對(duì)比分析判斷絕緣老化趨勢,提前制定檢修計(jì)劃。對(duì)于核心樞紐節(jié)點(diǎn)的電纜附件,可安裝在線式局放監(jiān)測裝置,實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷的信號(hào)采集,一旦出現(xiàn)異常信號(hào)自動(dòng)報(bào)警,大幅提升故障預(yù)警的響應(yīng)速度。針對(duì)運(yùn)行年限超過10年的老舊線路,建議適當(dāng)縮短局放測試的周期,每半年開展一次檢測,及時(shí)識(shí)別絕緣老化引發(fā)的局部放電缺陷【4】。
【1】DL/T 417 電力設(shè)備局部放電現(xiàn)場測量導(dǎo)則
【2】DL/T 1416 超聲波法局部放電測量技術(shù)導(dǎo)則
【3】GB 50150 電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)
【4】Q/GDW 11399 電力電纜線路狀態(tài)檢修導(dǎo)則