T∕CEC 117-2016 160kV～500kV挤包绝缘直流电缆系统运行维护与试验导则

ICS 29.240.20 K47 T/CEC 中国电力企业联合会标准 TI CEC 117-2016 160kV500kV挤包绝缘直流电缆系统 运行维护与试验导则 The guide to operation maintenance and tests for DC extruded cable systems at voltage from 160kV to 500kV 2016-10-21发布2017-01-01实施 中国电力企业联合会发布 T /CEC 117-2016 目次 前育”“”“”“”“”“”“”“”“.”.II 引言.III l范围 2规范性引用文件 3 术语和定义 4 总则2 5 安装后试验.”.2 6巡视检查3 7例行试验5 附录A（资料性附录专用放电装置及操作方法？ 附录B（资料性附录）时域反射定位测试（四R）方法“8 I TI CEC 117-2016 前言 本标准按照GB厅1.1-2栅标准化工作导则第1部分z标准的结构和编写给出的规则起草。 本标准由中国电力企业联合会提出。 本标准由电力行业电力电缆标准化技术委员会归口。 本标准主要起草单位z南方电网科学研究院有限责任公司、中国电力科学研究院、西安交通大 学、国网福建省电力公司厦门电力公司、广东电网有限责任公司汕头供电局、国网浙江省电力公司舟 山供电公司、中天海缆科技有限公司。 本标准主要起草人z傅明利、侯帅、赵健康、钟力生、严有祥、樊友兵、陈铮铮、徐阳、张建民、 郑新龙、肖微、张畅生、蚁克特、陈朝晖、张伟刚、陈日坤、林智雄。 本标准为首次制定。 本标准在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心北京市自广路三 条一号，100761）。 II T /CEC 117-2016 号 挤包绝缘如交联聚乙烯XLPE）高压直流电缆是直流输电系统中的关键设备，我国已有160kV、 200kV和320kV电压等级的XLPE挤包绝缘直流电缆线路投入运行。由于直流电缆的绝缘老化和缺陷 产生、发展直至绝缘失效机理不同于交流电缆，因此不能将现有交流电缆运行维护与试验方法直接应 用于直流电缆系统。此外，高压直流电缆大多应用于海底或跨水域场合，运行长度大，使之运行维护 和试验更加困难。为保障直流电缆线路的安全可靠运行，有效诊断和定位故障隐患，结合己有挤包绝 缘高压直流电缆系统运行维护经验，特制定本标准，对160kV500kV挤包绝缘直流电缆系统的安装 后试验、巡视检查和例行试验的试验项目、试验周期和试验方法进行规定。 III T /CEC 117-2016 160kV500kV挤包绝缘直流电缆系统运行维护与试验导则 1 范围 本标准规定了160kV500kV挤包绝缘直流电缆系统（包括直流陆地电缆与直流海底电缆及其附 件）的安装后试验、巡视检查和例行试验的试验项目、试验周期和试验方法。 本标准适用于160kV500kV挤包绝缘直流电缆系统。其他电压等级直流电缆系统可以参照执行， 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB厅3048.5电线电缆电性能试验方法第5部分z绝缘电阻试验 GB厅3048.14电线电缆电性能试验方法第14部分2直流电压试验 GB厅7354局部放电测量 GB厅16927.1高电压试验技术第1部分z一般定义及试验要求 GB/T 31489.1额定电压500kV及以下直流输电用挤包绝缘电力电缆系统第1部分z试验方法 和要求 GB 50150 电气装置安装工程电气设备交接试验标准 DUf 1278-2013 海底电缆运行规程 DL/T474.2现场绝缘试验实施导则第2部分z直流高电压试验 IEC 60270: 2015高电压试验技术局部放电测量也i民voltagetest techniques-Partial discha耶 measurements) 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件 3.1 挤包绝缘extrudedinsulation 由热塑性或热固性（如交联聚乙烯）材料以挤出工艺包覆导体的绝缘类型 3.2 安装后试验testafter installation 电缆系统安装完成后，为了验证电缆系统安装质量对电缆系统开展的各种试验。 3.3 例行试验routinetest 为获得电缆系统状态量而定期进行的各种停电试验。 3.4 时域反射定位测试植皿edomain reflectometry test; TDR 通过向电缆一端施加脉冲电压，脉神信号在电缆中以一定的速度传播，并在电缆缺陷点或电缆接 头、终端反射后根据反射的传播时间定位电缆缺陷（如短路和断线故障）和电缆接头位置，或对电缆 长度进行测定。 I TI CEC 117-2016 3.5 红外成像观察infraredray imaging observation 利用红外测温成像技术，对电缆线路中具有电流、电压致热效应或其他致热效应的部位进行温度 测量及温度分布观察。 3.6 紫外成像观察ultravioletray ima回ngobservation 利用紫外成像技术，对电缆线路中可能存在的外部放电进行观察和定位。 3.7 局部放电检测partialdischarge detection 利用脉神电流、特高频电磁藕合、声发射和地电波法（技术对直流电缆系统进行局部放电测 试，判断是否存在绝缘缺陷。 4总则 4.1 本标准所规定的试验项目、试验周期和试验方法是挤包绝缘直流电缆系统技术监督的基本要求， 也是挤包绝缘直流电缆系统全寿命周期管理工作的重要组成部分。 4.2试验结果应与历次试验结果相比较，或参照其他相关的试验结果，根据变化规律和趋势，进行全 面分析后做出判断 4.3试验人员应选用合适的测试方法和仪器、设备，并应在环境条件相近的条件下进行试验，以保证 试验结果的准确性、可比性。 4.4特殊情况需要改变试验项目、周期或要求时，应由有关专业人员提出意见并确定具体实施方案。 4.5 在进行与温度和温度有关的试验（如绝缘试验、泄漏电流测试等）时，应同时测量被试品的温度 和周围壁气的温度和湿度。 5 安装后试验 5.1 试验项目 a) 电缆主绝缘及挤包外护套绝缘电阻测量： b) 主绝缘直流耐压试验： c) 泄漏电流测量： d) 挤包外护套直流耐压试验z e) 时域反射定位测试（四R）。 5.2 主绝缘及挤包外护套绝缘电阻Jli!IJ量 5.2.1 电缆主绝缘的绝缘电阻测量应采用2500V或以上电压的绝缘电阻表，挤包外护套的绝缘电阻测 量宜采用IOOOV绝缘电阻表，测量充电时间需满足GB/T3048.5的规定，不少于lmin，不超过5m扭。 5.2.2 耐压试验前后，电缆主绝缘的绝缘电阻值应无明显变化。每千米电缆挤包外护套的绝缘电阻不 低于5Mno 5.3 主绝缘直流耐压试验 5.3.1 对电缆系统施加与运行极性一致的直流试验电压U1凹，推荐值为l.45Uo，加压时间lb，绝缘不 击穿。试验时为保证试验电压的准确性，试验电压可根据GB50150的规定，分为46阶段均匀升压 （如0.25、0.5、0.75、1.0倍试验电压，在每个阶段试验电压下停留！min，并读取泄漏电流。试验电压 升至规定值后维持lb。 5.3.2 回流电缆系统应经受负极性直流电压耐压试验，推荐的直流试验电压宜为25kV，推荐试验时间 为lh，绝缘不击穿。当电缆较长、电容较大时，应保证足够长的充电时间，宜从试验电压值的75%开 始，以每秒2%的速度上升至试验电压值。 2 T /CEC 117-2016 5.3.3 耐压试验结束后应对被试电缆进行充分放电，放电时间为24h或者更长。若有条件，建议在被 试电缆导体与金属屏蔽之间串联专用放电装置分阶段放电，方法参见附录Ao 5.3.4试验设各、试验要求及其他注意事项应满足GB厅3048.14及DL/T474.2的相关规定。 5.4泄漏电流测量 5.4.1 泄漏电流测量和直流耐压试验应同时进行。应在5.3.1规定的不同阶段升压过程中的每个电压值 下分别读取和记录泄漏电流值，并在试验电压升至规定值之后lnrilhlOm且以及加压时间达到规定时 测量泄漏电流值。试验中应分析泄漏电流变化趋势，如有异常变化应降压停止试验，查明原因后方可 继续加压进行试验。 5.4.2 电缆泄漏电流如具有下列情况之一，电缆绝缘可能有缺陷，应找出缺陷部位或查明原因并予以 处理z a) 泄漏电流测量值读数不稳定： b) 泄漏电流与上次试验值相比大于土10%; c泄漏电流随试验电压升高急剧上升： d) 泄漏电流随试验时间延长有上升现象。 5.4.3 按照GB厅16927.1中规定，对于泄漏电流测量需用量程较宽的仪器，试验接线及回路设置应消 除杂散电流对测量结果的影响。 注E由于直流电压试验中可能会出现破坏性放电，其电流远太于泄漏电流测量装置的量程，因此通常在直流电流 测量回路中使用电压保护装置。 5.5挤包外护套直流耐压试验 对于挤包绝缘直流陆地电缆，对电缆外护套施加直流负极性lOkV电压，试验时间lnri且，电缆外护 套不击穿。对海底电缆不作要求。 5.6 时域反射定位测试（TDR) 5.6.1 按照GB厅31489.1中规定，对安装后的电缆进行时域反射测量，获取波传播特性参数特征谱 图，以得到电缆长度、接头位置等工程信息，并保存波形谱图作为将来故障诊断与定位的参考信息。 5.6.2 TDR测量时应通过调整参考波速v/2对电缆实际长度进行校准，使测量长度与电缆实际长度相 匹配。测量后，保存TDR试验测试结果作为电缆传播特性的参数以及波形谱图信息。时域反射定位测 试（四R）参见附录Bo 6巡视检查 6.1 一般要求 6.1.1 巡视检查分为定期巡视、故障巡视和特殊巡视三类。 6.1.2 定期巡视是为保证电缆线路正常运行，及时发现运行中存在的问题所进行的周期性巡视。 6.1.3 故障巡视是当电缆发生故障后，开展的有目的性的故障点查找和探测。故障巡视在电缆发生故 障后立即进行，对引发事故的证物应妥善保管，并对事故现场进行记录和拍摄，以便为事故分析提供 证据和参考。 6.1.4特殊巡视是在特殊气候、自然灾害、外力影响条件下或异常运行状态对电网安全稳定运行有特 殊要求时安排进行的有针对性的巡视，巡视的范围视情况可分为全线、特定区域和个别组件。 6.2 巡视检查的要求、内容及周期 6.2.1 巡视检查应沿电缆线路，对电缆本体、附件、附属设备和附属设施进行巡视，不得出现遗漏点 或段。 6.2.2 巡视检查的要求、内容及周期按照表1执行同时，结合状态评价和运行经验确定巡视周期 也可根据电缆线路区段和时间段的变化及时对巡视周期进行必要的调整。 3 TI CEC 117-2016 表1巡视检查的要求、内容及周期 巡视对象部件要求及内容周期 本体 ！）是否变形 直流陆地 2）表面温度是否过高 每三个月巡视一次 电缆 挤包外护套是否存在破损情况或裂纹 海底电缆 每周汹见一次一般蚓陆湖 按照DI/T1278-2013中6.5执行位最低时涟衍，海底电缆登陆段 登陆段 有异制才，应蹦瞄视次数 按照DI/T1278-2013中6.6执行，并注意下列问题 ！）海底电缆保护区内及附近是否有倾倒弃土和垃圾的情况 在非禁渔期，应对海底电 2）海底电缆保护区内及附近是否有敷设安装管道、通信电缆 缆海中部分进行每周一次出 海底电缆等施工作业的情况 海全线巡视在禁檀期，应 海中段3）海底电缆保护区内及附近现有电缆对本线路是否有影响。 对海底电缆海中部分进行每 直流海底 4）海水冲刷引起的电缆振动与磨损 两周一次出海全线巡视 电缆 5）由于负荷变化使电缆外护套热胀冷缩而导致的疲劳损害。 6）电缆防护措施的维修，如电缆上抛石保护的修复等 每月巡视两次气温高、 海底电缆海底电缆负荷高时，应加强 防雷设施按照DIJT1278-2013中6.3执行对海底电缆接地系统的温度 和接地系统监测，每周监测一次，特殊 情况可适当调整 海底电缆 按照DIJT1278-2013中6.2执行每月巡视两次 警示标志 ！）电缆终端、设备线夹、与其他电气设备连接部位是否存在 发热或温度异常 2）电缆终端外绝缘是杏出现破损、裂纹、严重结垢，是否有 明显放电痕迹、异味及异常响声。 3）电缆终端固定件是杏出现松动、锈蚀，支撑绝缘子是否开每月巡视两次：红外和紫 裂、破损外成像观察一年四次，有异 电缆终端4）电缆终端法兰盘尾管及带压力箱的充泊终端是否存在渗泊常时或当电缆线路负荷超过 现象50%时，应适当缩短巡视周 5）电缆终端是否有倾斜现象，引流线是否过紧期 电缆附件 6）电缆终端及附近是否有不满足安全距离的异物。 7）利用红外成像观察法检查电缆终端是否存在异常发热 8）利用紫外成像观察法检查电缆终端是否存在电晕放电。 9）其他按照DIJT1278-2013中6.4执行 。中间接头是否浸水 隧道、电缆沟、电缆工井 2）中间接头是否存在损伤或变形，密封胶有无渗漏现象 到中间接头底座及电缆支架是否牢固、有无锈蚀或损坏。 内中间接头每三个月巡视一 中间接头 4）中间接头防火阻燃措施是否完好 次红外成像观察每年一 们中间接头防水、防潮、防外力破坏的措施是否完好。 次。有异常时应适当缩短巡 6）利用缸外成像观察法检查电缆中间接头是否存在异常发热 视周期 ！）避雷器连接引线是否存在断股、脱落、螺栓缺失等现象 2）避雷器设备线夹、与其他电气设备连接部位是否存在发热 或温度异常 3）避雷器外绝缘是否出现破损、裂纹、严重结垢，是否有明每月巡视两次有异常时 附属设备避雷器显放电痕迹、异味及异常响声或当电缆线路负荷超过当0% 的避雷器固定件是否出现松动、锈蚀，支撑绝缘子是否开时，应适当缩短巡视周期 裂、破损 5）避雷器在线监测装置是否完好，读数是否清晰、准确。 6）避雷器是否有倾斜现象，引流线是否过紧 4 巡视对象部件 接地装置 附属设备 在线监测 装置 电缆支架 附属设施 标识标牌 防火设施 7例行试验 7.1 试验项目 表1（续） 要求及内容 I)接地箱箱体（含门、锁是否完好无损，基础是否牢固可 靠。 2主接地引线是否接触良好，焊接部位是否做防腐处理 3）接地类设备与接地箱接地母排及接地网是否连接可靠 。在线监测j硬件装置是否完好 2在线监测j装置数据传输是否正常 们在线监测j系统运行是否正常 l电缆支架是否稳固，是否存在缺件、锈蚀、破损现象 2）电缆支架接地是否良好 I)电缆线路铭牌、接地箱铭牌、警告牌是否缺失，显示是否 清晰、正确 2）路径指示牌（桩、砖是否缺失、倾斜 I)防火糟盒、防火涂料、防火阻燃带是否存在脱落 2）变电站或电缆隧道出入口是否按设计要求采取防火封堵措 施 a) 电缆主绝缘及挤包外护套绝缘电阻测量： b) 主绝缘直流耐压试验： c) 泄漏电流测量： d) 局部放电检测： e) 挤包外护套直流耐压试验z f) 时域反射定位测试（DR); g) 充泊终端检查， 7.2 主绝缘及挤包外护套绝缘电阻测量 7.2.1 按照5.2的规定对电缆主绝缘及挤包外护套的绝缘电阻进行测量， T /CEC 117-2016 周期 每月巡视两次有异常时 或当电缆线路负荷超过50% 时，应适当缩短巡视周期 硬件装置每三个月巡视一 次系统运行情况每天检查 一次 每月巡视两次 每月巡视两次 每月巡视两次 7.2.2 主绝缘及挤包外护套绝缘电阻测量应在7.3试验项目前后进行，前后测量值应无明显变化。 7.2.3 测量在电缆系统投运满1年后、重新安装终端或接头后、电缆线路停运超过3个月重新投运时 以及必要时进行。 7.3 主绝缘直流耐压试验 7.3.1 按照5.3的规定对电缆主绝缘进行直流耐压试验，试验电压推荐为0.81.45Uoo例行试验不对 回流电缆作要求。 7.3.2 测量在电缆系统投运满1年后、重新安装终端或接头后、电缆线路停运超过3个月重新投运时 以及必要时进行。 7.4泄漏电流测量 7.4.1 按照5.4的规定在电缆主绝缘进行直流耐压试验时测量泄漏电流。 7.4.2 测量在电缆系统投运满1年后、重新安装终端或接头后、电缆线路停运超过3个月重新技运时 以及必要时进行， 7.5局部放电检测 7.5.1 如果条件允许，可在进行直流耐压试验的同时对电缆系统进行局部放电检测。可以采用超高 5 TI CEC 117-2016 频、超声等多种手段重点对电缆接头及终端处进行局部放电信号检测。局部放电检测方法按照GB厅 7354的规定进行。 7.5.2检测时间应达到30min60m尬。 7.5.3 在排除外界干扰的条件下，测试过程中应无明显局部放电现象。若平均记录脉忡重复率大于1 次旭h时，则视为有局部放电现象发生。 7.5.4 测量结果中应记录测量过程中的Q-t时序图、累计放电量及放电次数，具体测量按照IEC 60270: 2015中11.2进行。 7.6挤包外护套直流耐压试验 7.6.1 按照5.5的规定对挤包外护套进行直流耐压试验。 7.6.2必要时进行。 7.7 时域反射定位测试（TDR) 7.7.1 按照5.6的规定对挤包绝缘直流电缆系统进行时域反射定位测试。 7工2必要时进行。 7.8 充油终端油压检查 7.8.1 带压力箱的充泊终端应检查泊压及液面位置，如发现渗漏应检查漏泊点，如有必要，需进行修 理并补泊。必要时可替换终端或导致泄漏的组、部件。 7.8.2压力箱和泊压警示系统可靠性检查应符合下列要求： a) 压力箱的供油量不应小于压力箱压力体积特性（供泊特性）曲线所代表的标称供泊量的90%; b) 合上泊压警示系统的试跄开关应能正确发出相应的声、光警示信号： c) 压力箱压力应大于1个大气压，并且不少于厂家设定的额定压力值的85%。 7.8.3充泊终端泊压检查应每年进行一次。 6 TI CEC 117-2016 附录A 资料性附录 专用放电装置及操作方法 A.1 概述 160kV500kV挤包绝缘直流电缆电容较大，直流耐压试验后通过自身放电的速度缓慢，试品残余 电压较高，采取将电缆导体与金属屏蔽直接短接的放电方法存在一定的危险性。建议在被试电缆导体 与金属屏蔽之间并联专用放电装置分阶段放电。本附录推荐了一种用于某200kV直流电缆耐压试验后 的放电装置及其参数和操作方法。不同试验电压水平可以采取不同放电回路参数与放电步骤。 A.2 放电装置及操作步骤 当被试电缆通过直流高压发生器、分压器等自然放电，电压降至lOOkV（或30%的试验电压 后，将该专用放电装置Cl60M.Q）全部接入放电回路，见图A.la即先将专用放电装置顶端E与直流 高压发生器高压端0连接，然后利用专用放电装置底部的放电杆依次良好接触放电点A、B、C、D 点，使电缆电容电压逐步降至约90、40、20、lOkV.放电杆接触D点后，待被试电缆电压降至4kV 左右时，将专用放电装置顶端EC即直流高压发生器高压端。）直接接地。然后对被试电缆、直流高 压发生器和直流分压器接地放电，并形成可靠明显的接地点。被试电缆残压与对应短接点见表A.1. 专用放电装置 E 商压电源 圈A.1通过专用放电装置放电示意固 表A.1被试电缆残压与对应短接点 强压 接地点 短接电阻 kV M1 360100 9040 A 160 4020 B 80 2010 c 40 运10D 20 主三4E 20 7 TI CEC 117-2016 附录B 资料性附录 时域反射定位测试（TDR）方法 8.1 概述 常规测试手段仅能对整个电缆的状况给出整体评估，无法对缺陷位置进行定位，而时域反射定位 测量（TDR）方法则可以对长距离电缆线路进行缺陷位置的定位。 TDR试验技术利用向电缆一端施加脉冲信号，同时在信号注入端对反射信号进行测量来实现，其 中反射是由电缆接头、终端以及其他电缆中不规则的部分导致的。 B.2 定义 B.2.1 时间间隔At 在四R试验过程中，由发射脉冲信号到接收反射脉神信号之间的时问间隔。 B.2.2 v/2波速 在进行四R故障定位时，假定波速为一常数，而计算时使用某一参考波速。一般通过校正，即记 录发射脉神信号至仪器接收到由电缆终端或己知中间接头反射脉冲信号的时间间隔剑，该过程中脉冲 经历路程为电缆长度的两倍或脉冲入射端到己知中间接头距离L的两倍，利用L=(v/2) At使之与电 缆实际长度或到己知中间接头实际距离相匹配，计算出参考波速。参考波速用12表示，v/2波速与记 录时间间隔/;.t的乘积即为定位部分与测量点之间的距离Lo B.2.3 时域反射定位测试（四R）方法对电缆进行故障定位的原理 根据电磁波在电缆中的传播特性可知，当电磁波在传播过程中遇到阻抗不匹配时，会分为两组不 同波：一组反射波，一组透射波，其反射系数、透射系数与电缆线路的电阻、电容、电感等有关。 8 其中反射系数p表示反射波电压U，.与入射波电压U;.间的比例，其关系如式（B.1)所示z 式中z ZL一一导致不连续的阻抗z 马一一传输电缆的特征阻抗。 p u,. ZL一z, u., zL+z, 由于马与ZL的阻抗失配，导致透射与反射的发生，而透射系数z表示为2 (B.1) Z Z, 2Z 1=l+p=J+_!e_一且一土一(B2) zL+z, zL+z, 对电缆进行时域反射定位测试的试验电路如图B.1所示，其中有z,=.j(R+jmL)l(G+jmC) 0 z. L R L R AC G C G ZL 图8.1TDR试验电路圄传输线路采用等效模型 正是由于这种现象，四R试验过程中电磁脉冲中携带了大量被测线路的信息。通过将电缆与TDR T /CEC 117-2016 设备相连接，进行时域反射定位测试，获得电缆中波的传播特性。通过对反射信号的测量，记录发射 信号与反射信号的时间间隔flt.电磁波在电缆中的传播速度在四R试验中假定为一固定值，可认为注 入发射脉冲信号与接收由电缆末端或己知电缆中间接头反射脉冲信号的时间间隔，与电缆长度或脉冲 入射端到己知中间接头的距离成正比。电缆长度或脉冲入射端到己知中间接头的距离可表示为z vl!i.t (B.3) 2 通过对电缆实际长度或己知中间接头距离