進(jìn)入冬季，不少電網(wǎng)運(yùn)維企業(yè)、市政管線管理單位都遇到了高壓電纜低溫下啟動(dòng)失敗、例行耐壓試驗(yàn)擊穿率升高的問(wèn)題，不少運(yùn)維人員疑惑：有沒(méi)有既符合行業(yè)檢測(cè)規(guī)范，又不會(huì)損傷電纜本體的冬季電纜測(cè)試方案？部分新能源電站運(yùn)維方還反映，冬季集電線路高壓電纜故障排查周期長(zhǎng)，反復(fù)停電試驗(yàn)不僅影響發(fā)電量，還可能對(duì)完好電纜造成不可逆的絕緣損傷，額外增加運(yùn)維成本。對(duì)于G端的城市管理部門來(lái)說(shuō)，冬季高壓電纜故障直接影響供暖、交通等民生保障場(chǎng)景的穩(wěn)定運(yùn)行，符合規(guī)范、可靠性高的檢測(cè)手段也是冬季運(yùn)維的核心需求之一。

一、冬季低溫環(huán)境對(duì)高壓電纜運(yùn)行的核心影響

我國(guó)北方、高海拔地區(qū)冬季低溫常維持在-10℃以下，部分高寒地區(qū)*低溫可突破-30℃，這種環(huán)境下高壓電纜的XLPE絕緣材料性能會(huì)發(fā)生明顯變化：一方面，絕緣材料的玻璃化轉(zhuǎn)變會(huì)導(dǎo)致其彈性下降、脆性升高，承受電場(chǎng)應(yīng)力的閾值明顯降低【1】；另一方面，電纜運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的水樹(shù)缺陷在低溫下會(huì)出現(xiàn)局部結(jié)晶，進(jìn)一步加劇電場(chǎng)集中的問(wèn)題，這也是冬季高壓電纜啟動(dòng)時(shí)容易出現(xiàn)擊穿、跳閘的核心原因。

以往不少運(yùn)維單位采用傳統(tǒng)工頻耐壓試驗(yàn)做冬季電纜測(cè)試，但工頻試驗(yàn)電壓的等效應(yīng)力較高，疊加低溫帶來(lái)的材料性能下降，很容易出現(xiàn)“誤擊穿”——也*是本來(lái)可以通過(guò)缺陷修復(fù)繼續(xù)運(yùn)行的電纜，在試驗(yàn)過(guò)程中被擊穿，直接報(bào)廢。據(jù)某省級(jí)電網(wǎng)2023年冬季運(yùn)維數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，采用傳統(tǒng)工頻耐壓做高壓電纜測(cè)試時(shí)，冬季的誤擊穿率比春夏季高72%，單條10kV 3km高壓電纜的更換成本超過(guò)20萬(wàn)元，給企業(yè)帶來(lái)了不必要的成本損耗。對(duì)于需要高頻次開(kāi)展冬季電纜測(cè)試的運(yùn)維單位來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)檢測(cè)方法的適配性明顯不足，不僅難以精準(zhǔn)排查隱性缺陷，還可能帶來(lái)額外的資產(chǎn)損失。

二、超低頻（VLF）電纜測(cè)試的技術(shù)優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用規(guī)范

針對(duì)冬季低溫場(chǎng)景下的高壓電纜測(cè)試痛點(diǎn)，超低頻（VLF）測(cè)試技術(shù)已經(jīng)成為行業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)可的解決方案。超低頻VLF測(cè)試通常采用0.1Hz的正弦波試驗(yàn)電壓，其對(duì)XLPE絕緣電纜的耐壓等效效果與工頻電壓一致，但對(duì)絕緣材料的應(yīng)力損傷僅為工頻試驗(yàn)的1/500左右，完全可以在不損傷電纜本體的前提下完成耐壓性能檢測(cè)和缺陷排查【2】。對(duì)于冬季低溫下絕緣性能本*偏弱的高壓電纜來(lái)說(shuō)，超低頻VLF電纜測(cè)試的低損傷特性，剛好解決了傳統(tǒng)試驗(yàn)誤擊穿率高的痛點(diǎn)。

從標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范層面來(lái)看，超低頻VLF電纜測(cè)試已經(jīng)被納入國(guó)內(nèi)外多個(gè)官方標(biāo)準(zhǔn)：我國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《0.1Hz超低頻高壓發(fā)生器通用技術(shù)條件》明確了超低頻測(cè)試設(shè)備的技術(shù)參數(shù)要求，《高壓交聯(lián)聚乙烯電纜運(yùn)行維護(hù)技術(shù)規(guī)程》也將超低頻測(cè)試列為冬季低溫場(chǎng)景下高壓電纜預(yù)防性試驗(yàn)的推薦方法【1】；國(guó)際上IEEE 400.2標(biāo)準(zhǔn)也對(duì)超低頻VLF電纜測(cè)試的試驗(yàn)流程、判定標(biāo)準(zhǔn)做出了明確規(guī)定，檢測(cè)報(bào)告的認(rèn)可度覆蓋全球絕大多數(shù)地區(qū)【3】。這一點(diǎn)恰好匹配了G端用戶對(duì)檢測(cè)合規(guī)性、報(bào)告*性的需求：不管是市政管線驗(yàn)收、電網(wǎng)運(yùn)維考核，還是重點(diǎn)項(xiàng)目的電纜移交檢測(cè)，超低頻VLF電纜測(cè)試的報(bào)告都符合相關(guān)政策要求，無(wú)需額外的認(rèn)證轉(zhuǎn)換。

相比傳統(tǒng)檢測(cè)方法，超低頻VLF電纜測(cè)試還適配冬季戶外作業(yè)的需求：設(shè)備體積更小、重量更輕，不需要配套大型工頻試驗(yàn)變壓器，單人即可完成現(xiàn)場(chǎng)布點(diǎn)，試驗(yàn)過(guò)程中不需要對(duì)電纜做長(zhǎng)時(shí)間的預(yù)熱處理，在-30℃的低溫環(huán)境下也可以正常啟動(dòng)作業(yè)，大幅提升了冬季電纜測(cè)試的效率。從成本角度來(lái)看，超低頻VLF電纜測(cè)試的單次作業(yè)成本僅為傳統(tǒng)工頻試驗(yàn)的1/3左右，適合運(yùn)維預(yù)算有限的B端企業(yè)長(zhǎng)期使用。

三、冬季高壓電纜運(yùn)維的超低頻測(cè)試實(shí)操要點(diǎn)

冬季開(kāi)展高壓電纜測(cè)試時(shí)，除了要遵循通用的試驗(yàn)規(guī)范，還要結(jié)合低溫環(huán)境的特點(diǎn)調(diào)整操作流程，同時(shí)選擇適配低溫場(chǎng)景的設(shè)備。目前康高特代理的HVA45TD、B2HV HVA Pro等超低頻電纜測(cè)試系統(tǒng)，已經(jīng)在國(guó)內(nèi)多個(gè)高寒地區(qū)的冬季運(yùn)維項(xiàng)目中落地應(yīng)用，覆蓋電網(wǎng)、新能源、市政、軌道交通等多個(gè)場(chǎng)景。

具體操作過(guò)程中，首先要完成現(xiàn)場(chǎng)預(yù)處理：清理高壓電纜終端表面的冰霜、積雪，避免表面閃絡(luò)影響檢測(cè)結(jié)果，不需要對(duì)電纜本體做額外的加溫處理，這兩款超低頻VLF測(cè)試設(shè)備的工作溫度范圍覆蓋-35℃~55℃，可以直接在冬季低溫戶外環(huán)境下啟動(dòng)運(yùn)行。接下來(lái)根據(jù)電纜的電壓等級(jí)選擇對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)參數(shù)：10kV高壓電纜選擇1.5U0的0.1Hz VLF試驗(yàn)電壓，持續(xù)加壓30分鐘，同步開(kāi)展介質(zhì)損耗測(cè)量和局部放電檢測(cè)，既可以完成預(yù)防性耐壓試驗(yàn)，也可以精準(zhǔn)定位電纜內(nèi)部的水樹(shù)、絕緣破損等隱性缺陷【4】。在冬季低溫環(huán)境下開(kāi)展高壓電纜測(cè)試，采用超低頻VLF技術(shù)既可以避免傳統(tǒng)工頻試驗(yàn)的損傷問(wèn)題，也符合相關(guān)規(guī)范要求，檢測(cè)結(jié)果的可靠性也更高。

對(duì)于B端的新能源電站、工礦企業(yè)用戶來(lái)說(shuō)，這套超低頻電纜測(cè)試系統(tǒng)可以大幅降低運(yùn)維成本：相比外委第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)，自行開(kāi)展測(cè)試的單次成本僅為外委的1/5，同時(shí)檢測(cè)周期可以壓縮70%，冬季高壓電纜出現(xiàn)啟動(dòng)故障時(shí)，4小時(shí)內(nèi)即可完成整條線路的缺陷排查，快速恢復(fù)供電，減少發(fā)電量損失或者生產(chǎn)停擺損失。而對(duì)于G端的城市運(yùn)維、交通管理部門來(lái)說(shuō)，這套設(shè)備的檢測(cè)數(shù)據(jù)可以直接導(dǎo)出符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的正式報(bào)告，滿足運(yùn)維臺(tái)賬更新、安全考核、項(xiàng)目驗(yàn)收等多類需求，同時(shí)可以提前排查85%以上的冬季高壓電纜隱性缺陷，大幅降低低溫環(huán)境下的電纜故障發(fā)生率，保障民生配套設(shè)施的穩(wěn)定運(yùn)行。

據(jù)某風(fēng)電企業(yè)2023年冬季運(yùn)維試點(diǎn)數(shù)據(jù)，采用HVA45TD超低頻VLF測(cè)試系統(tǒng)后，其集電線路高壓電纜的冬季故障停機(jī)時(shí)間下降了68%，試驗(yàn)誤擊穿率降至0，全年減少電纜更換成本和發(fā)電量損失超過(guò)300萬(wàn)元，投入產(chǎn)出比表現(xiàn)突出。

四、超低頻電纜測(cè)試設(shè)備的選型參考

不同用戶可以根據(jù)自身的運(yùn)維場(chǎng)景選擇合適的超低頻電纜測(cè)試設(shè)備：對(duì)于電纜長(zhǎng)度較短、流動(dòng)性作業(yè)需求高的B端用戶，比如新能源電站、中小工礦企業(yè)，可以選擇HVA45TD設(shè)備，整機(jī)重量?jī)H28kg，單人即可搬運(yùn)，支持*長(zhǎng)30km的10kV高壓電纜測(cè)試，同時(shí)兼容耐壓試驗(yàn)、介損測(cè)量、局放檢測(cè)三類功能，完全滿足常規(guī)冬季電纜測(cè)試需求。對(duì)于電纜電壓等級(jí)更高、檢測(cè)體量更大的用戶，比如省級(jí)電網(wǎng)運(yùn)維單位、城市軌道交通運(yùn)營(yíng)方、市政管線管理部門，可以選擇B2HV HVA Pro設(shè)備，支持多通道同步檢測(cè)，*高兼容110kV電壓等級(jí)的高壓電纜測(cè)試，檢測(cè)效率比普通單通道設(shè)備高2倍，適合大規(guī)模的冬季高壓電纜例行運(yùn)維檢測(cè)。

需要注意的是，冬季低溫環(huán)境下選擇超低頻VLF電纜測(cè)試設(shè)備時(shí)，要優(yōu)先確認(rèn)設(shè)備的工作溫度范圍、檢測(cè)功能完整性，以及檢測(cè)報(bào)告是否符合國(guó)內(nèi)相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，避免采購(gòu)的設(shè)備無(wú)法適配戶外作業(yè)需求，或者檢測(cè)結(jié)果不被監(jiān)管部門認(rèn)可。不管是哪類用戶，選擇適配冬季低溫環(huán)境的超低頻VLF電纜測(cè)試設(shè)備，都可以大幅提升高壓電纜運(yùn)維的效率，降低故障風(fēng)險(xiǎn)和運(yùn)維成本。

參考文獻(xiàn)

【1】 高壓交聯(lián)聚乙烯電纜運(yùn)行維護(hù)技術(shù)規(guī)程

【2】 0.1Hz超低頻高壓發(fā)生器通用技術(shù)條件

【3】 IEEE 400.2 擠包絕緣電力電纜超低頻耐壓試驗(yàn)規(guī)范

【4】 高寒地區(qū)電力電纜運(yùn)行故障分析與運(yùn)維導(dǎo)則