杜鹏，杨东波

（浙江华东工程咨询有限公司，浙江 杭州 311122）

长河坝水电站位于四川省甘孜藏族自治州康定县境内，共4台机组，电站装机容量为2600 MW，平均发电量约为108.0亿kW·h，枯水期平均出力约为376 MW，远景可达110.4亿kW·h和638 MW。500 kV输变电工程是长河坝水电站建设中的重大工程。由于电缆线路长、电容量大，试验难度较大，所以本文对电缆的交流耐压试验方案进行专题研究。

近几年，国内在建的大型水电站较少，可参考案例寥寥无几。上海世博会传输线路为500 kV电缆，文献[1]介绍了其500 kV交联电缆竣工耐压试验方案，分析了变频串联谐振耐压、空冲电缆带电24 h运行、零起升压耐压后空冲电缆24 h等3种试验方案的原理。文献[2]给出了电缆试验的一些行业规范标准。文献[3]对感应电压进行了测试，一是对抑制感应电压的措施进行了试验验证；二是对感应电压注入测量法进行了现场试验验证。文献[4]分析了直流耐压试验对交联聚乙烯电缆绝缘性能的影响，阐述了高压电缆用交流耐压试验取代直流耐压的必要性及迫切性。文献[5]结合实际工作，对工频耐压试验、串联谐振耐压试验、0.1 Hz超低频耐压试验这三种相似但各不相同的试验设备及方法作简单的介绍。文献[6]通过分析计算，采用合适耐压方案，完成了长达5.08 km郑州滨-腾220 kV交联电缆耐压试验。文献[7]利用现有设备，通过合理配合，在不降低试验系统品质因数的前提下完成了大容量、高电压、长距离电缆的交流耐压试验。文献[8]从水电站电气设备安装质量控制要素入手，提出提升水电站电气设备安装质量的具体措施及电气设备调试管理方法。文献[9-10]介绍了水电站电气安装的重要性和质量控制要点。在水电站机电安装中，电气设备的安装尤为重要，关系到后期电站的运行安全。本文结合长河坝水电站工程特点，依据相关标准规范，研究了更具实际操作意义的500 kV电缆交流耐压试验方案。

1 试验介绍

本试验的自然条件要求：气温范围10～40 ℃，相对湿度≤80%，风速0～3 m/s。

1.1 试验项目

本次试验主要包括3个主要项目，即GIB及电缆现场交流耐压试验、GIB内装避雷器现场交流电压试验、GIB及内装避雷器现场局部放电测量。

1.2 试验电缆

长河坝水电站500 kV电缆由SILEC制造厂家生产，额定电压500 kV，额定频率50 Hz，工频60 min耐受电压（有效值）为600 kV。

1.3 试验目的

检查电缆安装后的绝缘性能是否良好，检验是否存在绝缘隐患（如安装错误，包装、运输、储存和安装调试中的损坏等）导致的绝缘故障。

2 主要试验流程及加压程序

2.1 主要试验流程

试验人员和设备进场后，组装并调试好试验设备后，按2个步骤完成500 kV GIB和3号机两回500 kV高压电缆的特殊试验。其中GIB的局部放电试验将与500 kV GIB内装避雷器交流电压试验同时进行。

主要试验流程：试验人员和设备进场组装并调试好试验设备后，按3个步骤完成500 kV GIB 和两回500 kV高压电缆的特殊试验。其中 GIB的局部放电试验将与500 kV GIB内装避雷器交流电压试验同时进行。主要试验流程包括以下几个步骤：

步骤1： 进行500 kV第Ⅲ回高压电缆现场交流耐压试验，同时进行3号主变高压侧500 kV厂房段第Ⅲ部分GIB 交流耐压试验；

步骤2： 进行3号主变高压侧500 kV厂房段第Ⅲ部分GIB 内装避雷器交流电压试验，同时进行该部分GIB的局放测试；

步骤3： 进行500 kV第Ⅱ回高压电缆现场交流耐压试验，同时进行2号主变高压侧500 kV厂房段第Ⅱ部分GIB 交流耐压试验；

步骤4： 进行2号主变高压侧 500 kV 厂房段第Ⅱ部分GIB内装避雷器交流电压试验，同时进行该部分GIB的局放测试；

步骤5： 进行500 kV第Ⅰ回高压电缆现场交流耐压试验，同时进行1号主变高压侧500 kV厂房段第Ⅰ部分GIB交流耐压试验；

步骤6：进行1号主变高压侧500 kV 厂房段第Ⅰ部分GIB内装避雷器交流电压试验，同时进行该部分GIB的局放测试。

2.2 加压程序

第Ⅰ阶段：从0 min时刻开始零启升压，于1 min时刻升压至Ⅰ段试验电压317.5 kV，持续至4 min时刻，持续时间3 min；

第Ⅱ阶段：于4 min时刻从Ⅰ段试验电压升高电压，于5 min时刻后升至Ⅱ段试验电压510 kV，持续至10 min时刻，持续时间5min；

第Ⅲ阶段：于10 min时刻从Ⅱ段试验电压降低电压，于11 min时刻降至Ⅲ段试验电压 330 kV，持续时间60 min，于71 min时刻再次降低试验电压，于72 min时刻降压至0 V。

3 接线原理及参数计算

长河坝水电站共4台机组，安装调试顺序从4号机组到1号机组。4号机组主变出线电缆最长，故以最长的4号主变出线电缆C相为例，计算电缆现场交流耐压时的各项参数。给出4号机组主变出线电缆C相耐压试验所用主要仪器设备参数见表1。

根据法国SILEC提供的《设备特性及性能保证值》，本工程中所用的500 kV电缆导体和金属套间单项电容值为0.145 μF/km。4号主变出线电缆C相长度为400 m，试验范围内GIS的电容量为9000 pF。

测量用分压器电容量为750 pF，则被测试验回路中总电容量约为：

选用2台额定电压250 kV，电感量100 H，额定电流6 A电抗器，1台额定电压125 kV，电感量500 H，额定电流6 A电抗器，将3台串联组成1个电抗器组。再由4个电抗器组并联，则电抗器组的额定电压为600 kV，电感量为62.5 H，额定电流为24 A。

谐振频率为：

最高试验电压下回路电流为：

表1 4号主变出线电缆C相耐压试验用主要仪器设备试验参数Table 1 Test parameters of main equipment for C withstand voltagetest of main transformer outlet cable No. 4

经计算，该套试验设备各项参数均能满足500 kV电缆现场交流试验要求。

4 结论

长河坝水电站500 kV电缆耐压试验方案可操作性较好，在现场施工中可应用性较广。在交流耐压试验难度较大的情况下。本文合理地安排试验步骤，有利于缩短试验周期，减小技术和安全风险，缩短了工程工期，值得在实际工程施工中推广。