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“高压电缆线路载流能力提升及现场试验技术评

发布日期:2019-05-11 02:29

  统计资料显示,近年来城市输配电电缆线路发展迅速,特别是高压和超高压电缆,已成为城市输电网络的重要组成部分,一些经济发达的中心城市,电力电缆已经成为这些城市输配电网络的骨架。高压电缆线路的经济性和可靠性,关乎城市电网的安全和社会经济的平稳运行。

  针对城市电网中高压电缆线路的运行管理现状和技术需求,中国电力科学研究院开展了《高压电缆线路载流能力提升及现场试验技术评估与应用》项目研究,提出了复杂运行条件下高压电缆线路载流量的校正系数和提升方法,以及高压交联聚乙烯电缆线路现场试验技术的评估。在北京、上海、江苏、湖北等地的应用情况表明,项目成果有效促进和保障了城市高压电缆线路的经济性和可靠性。

  随着城市供电负荷以及供电可靠性要求越来越高,运行条件越来越复杂,电缆线路走廊限制越来越多,因此必须充分发挥电缆线路的经济性,提升线路的可靠性。

  在经济性方面,现有的载流量计算标准中,一些复杂运行条件下高压电缆线路载流量无计算模型与依据;传统的载流量设计方法,留取裕度较大,不能充分发挥电缆线路的输送能力;同时对于部分需要提升载流能力的重载线路,往往缺少相关载流量提升方法和技术。总体上来说,城市的电网规划建设滞后于经济发展和电力负荷需求的增长,一些重点线路的传输容量已经接近设计值,需要探索可行的提升输送容量的方法。

  在可靠性方面,由于高压电缆线路必须在现场完成附件安装,在施工和安装过程中可能引入缺陷,影响电缆线路安全稳定运行。高压电缆线路竣工试验技术的有效性,作为对安装质量最后的考核手段,其有效性对于保证高压电缆线路的可靠运行至关重要。从现有运行经验看来,目前的试验方法能够有效地发现电缆线路施工和安装过程中的一些缺陷,但现有的电缆竣工试验技术,存在有效性和准确性不高,不能准确反应线路的实际缺陷和状况。

  因此,如何科学地确定高压交联电缆线路的载流量,准确地排除施工和安装过程中造成的质量隐患,是城市电力电缆建设和运维管理中亟需解决的关键问题。

  在高压交联电缆线路载流量方向,研究团队研究了国产皱纹铝套电力电缆的缓冲层热阻对载流量的影响规律,提出了国产皱纹金属护套高压电力电缆缓冲层热阻的修正计算公式和缓冲层结构设计原则;通过试验和理论分析,提出了典型复杂运行条件下高压电缆载流量校正系数,实现了载流量的准确确定。在此基础上,进一步通过优化线路设计、消除局部热效应提出了载流量提升方法并完成了试验验证,填补了国内相关技术的空白。

  在高压交联电缆竣工试验技术领域,研究团队验证了变频耐压试验的工频等效性和交流耐压试验的有效性,探索了新型局部放电检测技术在竣工试验中的应用,特别是发现了含针尖缺陷电缆的击穿电压在20—30Hz频率范围内的变化规律,采用振荡波电压下局部放电试验检测出工频耐压试验未发现的110 kV电缆线路模拟缺陷,验证了该方法的有效性。

  2012年中国电机工程学会鉴定委员会认为,项目提出的运行载流量确定及提升技术合理,采用的振荡波电压局部放电试验技术路线可行,对实际工作指导性强,经济效益显著,应用前景广阔,整体达到了国际领先水平。

  中国电力科学研究院高电压研究所电缆室是国内最早从事电力电缆运行技术研究的科研团队,主要从事电缆运维检测技术、状态评价、技术支撑、现场服务等方向的研究工作,是电力行业电力电缆标准化技术委员会秘书处挂靠单位。团队科研实力雄厚,在电缆运行技术研究领域国内领先、国际著名,完成了电缆专业领域多项课题的研究,曾获得2004年国家科学技术进步二等奖1项,2008年以来,获得湖北省科技进步奖三等奖2项、江苏省科技进步三等奖1项,中国电力科技进步三等奖1项、国家电网公司科技进步奖励多项。(樊友兵)