余 嬌

（長(zhǎng)春軌道客車(chē)股份有限公司工業(yè)化部，吉林 長(zhǎng)春130062）

0 前言

AC25kV高壓電纜及電纜頭局部放電試驗(yàn)是保證CRH380BL高速動(dòng)車(chē)組安全可靠運(yùn)行的必要條件。本文是在CRH380BL動(dòng)車(chē)組生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)做AC25kV高壓電纜局部放電試驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題基礎(chǔ)上，進(jìn)行總結(jié)歸納。

局部放電，是電纜中局部的、微小的放電，它以放電電荷量的形式體現(xiàn)出來(lái)。局部的，是指高壓端（導(dǎo)體線芯），低壓端（銅帶屏蔽）及絕緣中的局部缺陷，包括各種尖端、毛刺、雜質(zhì)、氣泡、水汽等等。微小的，是指上述缺陷的體積很小(一般為微米級(jí))及引起的放電量很小(一般為皮庫(kù)侖)。

這種微小的放電，在電纜投入運(yùn)行的初期，可能不會(huì)造成電力中斷事故，但這種放電一天24小時(shí)，一年365天，一直不斷的存在，隨著時(shí)間的推移，這種缺陷周?chē)慕^緣在這種微小放電的光、電輻射作用下，逐漸發(fā)熱、老化、失去了絕緣性能，最終導(dǎo)致電纜的擊穿，造成斷電事故。

因此局部放電試驗(yàn)，作為檢驗(yàn)電纜局部的微小缺陷的手段，已被各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)作為高壓電纜的出廠檢驗(yàn)必檢項(xiàng)目。

1 局部放電試驗(yàn)

局部放電試驗(yàn)（簡(jiǎn)稱(chēng)局放試驗(yàn)），是檢測(cè)電纜和附件制作工藝過(guò)程是否存在局部的、微小的缺陷，確保高壓電纜質(zhì)量的試驗(yàn)。通過(guò)施加電壓，測(cè)量電纜的局放量（以放電電荷形式體現(xiàn)）是否超標(biāo)。該試驗(yàn)既要提高檢測(cè)儀器的靈敏度,檢測(cè)到這種微小的放電，又要提高系統(tǒng)的抗干擾能力，排除外界原因，找到電纜缺陷。CRH380BL動(dòng)車(chē)組局放試驗(yàn)執(zhí)行西門(mén)子標(biāo)準(zhǔn)，“噪音值小于或等于15pc，試驗(yàn)值小于或等于15pc,噪音值和試驗(yàn)值之間偏差小于或等于5pc?！钡壳皼](méi)有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)明確高壓電纜局放量大小對(duì)應(yīng)相應(yīng)的電纜使用壽命。

2 局放試驗(yàn)干擾來(lái)源

除了測(cè)試裝置的背景噪音之外，干擾的來(lái)源可以歸納為以下三方面：

1）來(lái)自空間的干擾

空間傳播的無(wú)線電信號(hào)，試驗(yàn)場(chǎng)地附近出現(xiàn)的各種火花放電，如電焊及高壓設(shè)備的放電等，都可以通過(guò)測(cè)試回路中的分布電容和電感耦合到檢測(cè)阻抗上來(lái)。

2）來(lái)自電源的干擾

電網(wǎng)中的各種高次諧波、過(guò)電壓脈沖、可控硅動(dòng)作、高壓設(shè)備放電、高壓沖擊和擊穿試驗(yàn)等，都會(huì)在測(cè)試回路的50Hz電源上疊加各種干擾脈沖。

3）試驗(yàn)回路中試樣之外的放電

在測(cè)試回路中，除了試樣中的放電之外，其他所有的放電都?xì)w為干擾，如高壓試驗(yàn)變壓器、耦合電容器以及高壓濾波器等高壓設(shè)備的放電等，還有在試驗(yàn)回路的高場(chǎng)強(qiáng)內(nèi)，不接地的金屬物可能出現(xiàn)的浮動(dòng)電位體的感應(yīng)放電等。

3 生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)局放試驗(yàn)

3.1 采用設(shè)備、設(shè)施

采用山東希波電氣股份公司生產(chǎn)制造的ACHT-50kVA/80kV工頻試驗(yàn)系統(tǒng)，該套系統(tǒng)包括隔離變壓器、調(diào)壓器、變壓器、控制臺(tái)、電容分壓器、高壓定標(biāo)注入電容器和局放測(cè)試儀。試驗(yàn)時(shí)要求設(shè)備通過(guò)單獨(dú)的接地極接地，車(chē)輛通過(guò)廠房接地極接地，防止廠房其他信號(hào)對(duì)試驗(yàn)的干擾。為此在局放專(zhuān)用臺(tái)位上需做獨(dú)立的接地極。

3.2 生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)局放試驗(yàn)情況

CRH380BL動(dòng)車(chē)組AC25kV電纜要求對(duì)試驗(yàn)電纜施加AC37.5kV電壓情況下測(cè)量電纜及附件的局放量，達(dá)到西門(mén)子提出的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)視為合格。試驗(yàn)原理圖如圖1所示。設(shè)備安裝調(diào)試期間試驗(yàn)情況如表1。

圖1 局放試驗(yàn)原理圖

表1 設(shè)備安裝調(diào)試期間試驗(yàn)情況

現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，第一日晚設(shè)備調(diào)試時(shí)，背景值400pc，由于背景值太大，讀出的測(cè)量值沒(méi)有意義。為驗(yàn)證是否是電源質(zhì)量問(wèn)題，第二日試驗(yàn)時(shí)增加了一臺(tái)模擬隔離變壓器，試驗(yàn)背景值從400pc降為50pc,為進(jìn)一步確認(rèn)電源干擾對(duì)試驗(yàn)影響大，我們做了一個(gè)對(duì)比試驗(yàn)：用二期廠房電源給局放設(shè)備供電，設(shè)備帶連接電纜和試驗(yàn)電纜試驗(yàn)。由于二期廠房目前還沒(méi)有使用設(shè)備，電源干擾小，局放試驗(yàn)背景值為33pc，AC37.5kV時(shí)局放測(cè)量值為33pc；改用一期總組廠房電源給局放設(shè)備供電，由于一期總組廠房用電設(shè)備較多，電源回路干擾很大，局放試驗(yàn)背景值為140pc；為進(jìn)一步降低背景值，達(dá)到試驗(yàn)要求，采用二期廠房電源供電，并且在現(xiàn)有設(shè)備基礎(chǔ)上再加一個(gè)隔離變壓器，試驗(yàn)背景值為4pc，由于增加的隔離變?yōu)槟M隔離變，容量不夠，不能進(jìn)行帶載試驗(yàn)。

同時(shí)在進(jìn)行設(shè)備電源處理（增加電容濾波）、獨(dú)立接地、試驗(yàn)接線方式和除塵、設(shè)備距離調(diào)整等改進(jìn)措施之后，對(duì)CRH380BL動(dòng)車(chē)組16列FC04車(chē)、16列TC10車(chē)、16列TC7車(chē)進(jìn)行局放試驗(yàn)，如表2所示。試驗(yàn)結(jié)果符合試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

表2 局放試驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)

4 結(jié)論

由表1可看出廠房照明燈、局放設(shè)備使用空間大小、均壓罩連接方式對(duì)局放量有一定的影響,由于試驗(yàn)場(chǎng)地在生產(chǎn)廠房現(xiàn)場(chǎng)，受周?chē)h(huán)境影響較大，試驗(yàn)值不穩(wěn)定。從電壓圖像可看出廠房干擾較多，帶上試驗(yàn)電纜前后，背景值差別很大，很難讀取局放量。試驗(yàn)時(shí)操作者可盡量避免上述方面對(duì)局放不利的因素。

同時(shí)從試驗(yàn)情況可以看出，提高電源質(zhì)量降低背景噪音是做好局放試驗(yàn)的前提條件。

5 生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)局放試驗(yàn)注意事項(xiàng)

根據(jù)CRH380BL生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)局放試驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題和改進(jìn)方法，總結(jié)如下試驗(yàn)注意事項(xiàng)：

通過(guò)試驗(yàn)比較，選擇電源插座三相線中對(duì)試驗(yàn)影響最小的兩相，做為設(shè)備電源，同時(shí)為提高電源質(zhì)量，在局放設(shè)備系統(tǒng)中隔離變壓器前端增加電容，起到對(duì)電源濾波的作用。

通過(guò)試驗(yàn)確定，局放試驗(yàn)時(shí)局放設(shè)備系統(tǒng)中耦合電容和注入電容靠近試驗(yàn)電纜（即放在動(dòng)車(chē)組車(chē)頂進(jìn)行試驗(yàn)），試驗(yàn)背景值比耦合電容和注入電容放在車(chē)下試驗(yàn)背景值小。現(xiàn)有工藝文件中局放試驗(yàn)也是將耦合電容放在車(chē)頂進(jìn)行試驗(yàn)。

通過(guò)試驗(yàn)確定，局放試驗(yàn)時(shí)高壓連接電纜接在變壓器和耦合電容之間作為高壓引線比高壓連接電纜接在耦合電容和試驗(yàn)電纜之間，局放背景值小。

對(duì)于受電弓車(chē)，長(zhǎng)線電纜局放試驗(yàn)時(shí)T型端應(yīng)與車(chē)體接地。

高壓連接電纜不能放地上，應(yīng)用支架支起。

局放設(shè)備接地和車(chē)輛接地要分開(kāi)。

對(duì)局放設(shè)備和試驗(yàn)電纜要做好防塵措施。

試驗(yàn)時(shí)，注意試驗(yàn)設(shè)備之間的間隙。

［1］國(guó)標(biāo)GB/T 12706-2008額定電壓1kV到35kV擠包絕緣電力電纜及附件[S].

［2］羅兵,孫才新,顧樂(lè)觀.局部放電在線監(jiān)測(cè)中的電磁干擾及抑制方法[J].高壓電器,1995,6(3):44－47.

［3］孫講評(píng),趙剛,傅正財(cái),等.電流互感器局部放電試驗(yàn)干擾的的與抑制[J].高壓電器,2008,12(6):555－558.