一起高压充油电缆进气后的处理和分析
宋亚鹏
（四川华能太平驿水电厂，四川映秀　623003）　　充油电缆是一种重要的输配电设备，平时应加强巡视和定期预防性试验检查，以免发生重大的设备事故。太平驿水电厂在一次充油电缆的定期预防性试验中，发现一台220kV变压器的高压侧充油电缆B相进气，后经过多次真空处理，终于恢复正常，避免了一次可能发生的事故。现将事件发现和处理的经过作简单介绍，希望对大家处理同类事件有所帮助。

1　设备基本参数
　　四川华能太平驿水电有限责任公司3号主变压器型号为：SSP8－75000／220，于1996年投运；配套的高压侧充油电缆主要技术参数如下：
型号：CYZQ102额定电压：220kV
工作油压：0．04～0．3MPa
截面积：400mm²
单相长度约180m
生产厂家：上海电缆厂
配套电缆终端头：ZP2B－220防污型电缆用油：十二烷基苯
　　配套压力油箱：X－Y－60不锈钢（油压0．02～0．4MP）


出厂时的电气性能试验数据如下：
①导电线芯在20℃时直流电阻：0．0427Ω／km。
②电缆经受直流电压545kV未击穿。
　　③电缆油样实验：工频电压击穿额度60kV／2．5mm；介质损失角正切（tgδ）0．0025。
　　充油电缆上、下端落差为21m。
2　发现及处理
　　2002年11月24日，在3号主变压器3B高压侧充油电缆的B相取芯线油样时，发现户外侧终端不出油，并向内吸气，后检查电缆压力箱油压：户外已为0，户内为0．12MPa（正常应为0．24MPa以上）。检查电缆又无漏点，根据此现象，初步判断B相充油电缆内部可能已经进空气。
　　通过现场研究决定，将0．23MPa和0．35MPa两只压力箱先后拉到B相电缆低端侧向电缆充油，最后在0．35MPa压力箱油压下降到0．3MPa时，上端才出油。户外侧的压力箱用备用压力箱充压至0．08MPa。
　　按充油电缆检修工艺要求，漏油严重的电缆必须抽真空。因此25日和26日，在户外侧顶端抽真空8h，真空度达到9．31Pa，26日下午3：00停泵，取户内终端和户外侧芯线油样，油质试验合格。但在B相电缆中间弧形悬吊的那一段顶部可能尚存在空气，当充油电缆终端套管充满油时，由于内部空余空间太小，不利于油中的空气析出，故利用真空泵在两端无法将残留气抽出。
　　12月1日请上海电缆厂家来厂处理，处理方法是从电缆高终端对其抽真空（0．013Pa），从约20h后，基本正常。上午对B相电缆处理，油车在3号B主变室内高压侧处，真空泵在出线平台端B相处，先将原油车中的油进行循环脱气，然后取油样合格，晚上把出线平台端B相上端终端油排掉，以增大抽真空空间，对B相终端抽真空（在此过程中，油车继续循环脱气）。12月2日上午取油样合格后，对B相进行充油。充完之后静止到12月3日中午，取B相油样，结果都符合运行规定，下午对B相电缆做直流耐压试验，耐压：400V、15min通过，对B相压力箱补压到规定值：下端压力现为0．3MPa。
　　经过上述系统处理，电缆正常投运，避免了一次可能事故的发生。
3　处理分析
　　先抽真空，再真空加油可以减少充油电缆中空气、氧气、水分的含量，从而减缓电缆油的氧化速度，这有助于延长油的使用寿命和保护电缆的电气安全。　　由于氧气在油中的分配系数Ki约为氮气的两倍（20℃时分别为0．17、0．09），使得氧在溶解于油的气体中所占比例大于在空气中的比例。
　　在大气压下，假定空气为100mol、油为1L，则油中氧气与氮气含量分别为：

　　在抽真空加油时，电缆终端真空为P₀＝0．013Pa。由于溶解度系数K_h与气体组份性质、环境温度、油品因素有关，在一定范围内与压力的大小无关；而分配系数K_i则是在给定温度和压力下的溶解度系数，故K_i会随着压力的改变而变化，而K_h则不变。



　　通过上述计算可知，假定空气为100mol时，每1L油含氧、氮的量（mol）见表2。


　　从上表比较中可以看出：用真空加油时，油中氧气的溶解量大大降低，这可以大大减缓油品的氧化速度。
　　根据计算，氧气、氮气在空气中与油中溶解气体所占百分比见表3。


　　比较以上两种气体在空气和油中的含量及组成比例可知，油对氧气比对氮气有更好的亲合作用，故在用油电气设备的运行和维护中，应注意好密封，尽量减少与空气（氧）的接触。
　　另外，在真空加电缆油时，随着设备内总压力减小，水蒸汽分压也随之减小，故水分必将不断挥发，从而不断地减少充油电缆本体及油中的水份，使之在运行中，提高设备本身的电气绝缘水平。
　　从以上分析可知，充油电缆是否进行真空加油，将直接影响其设备中氧气、残留总气体、水分的含量，从而影响油质的氧化速度和设备运行的可靠性。
　　因此，对进气后的充油电缆及时进行真空处理，是必须的。
四川电力技术