充电场站的电缆检测拿起来是三件事,绝缘、耐压、接地。真到了现场,这三件事并不在同一本标准里,问法也不一样。绝缘和耐压属于电缆线路试验,有明确的规程条款管着。接地属于低压配电装置的安全要求,走的是另一套依据。把三件事当成一张清单去打钩,常见的问题是拿绝缘的判据去套接地,或者反过来。
先把要测的对象圈定。本文讲的是场站内零点四千伏这一级的配电电缆,从配电柜出口到桩位分支箱,再到桩侧引入段这一段。充电枪线不在其中,枪线有专门的产品标准,电缆本体与护套另有要求,弯曲与耐磨的考核方式也不是一回事。桩体本身的安规测试也另有一套,测的是带电部件与外壳之间的绝缘、介电强度、接地连续性,那是设备侧的事。本文只讲埋在电缆沟里、穿管敷设的这一段线路。
场站的电缆大致分成三截。前一段是电源引入段,从上级配电室或箱变到场站的总配电柜,这一段通常较长,也可能是上级单位的资产。中间一段是场站内的配电段,从总柜沿电缆沟到各桩位的分支箱,是本文的重点。末一段是桩侧引入段,从分支箱进充电桩的那几十米。
第二截的形态决定了后面所有做法。段长多为几十米到两三百米,一个回路带着三五个到十几个分支,敷设以电缆沟与穿管为主,末端挂的是充电模块的交流侧或分支箱母线。段短与分支多之外,末端还带着设备,这三件事把常规做法改掉了大半。
另有一处边界常被跳过。电源引入段有时候不是场站自己的资产,归上级配电室或供电单位管。这一段要不要测、由谁测、测完的资料归谁,动工之前先谈定。谈不拢的情形下,场站侧只测到自己配电柜的进线端子为止,接线鼻子之后的那一截由产权方负责。这类分界写进方案里,事后少扯皮。
出报告的归属也跟着分界走,交接试验的报告由施工单位或委托的试验单位出,预防性试验的报告由运维单位存档,两套的保存期限不同。两套报告的格式与保存期限不同,混在一个文件夹里,过两年再查时很难说清哪一份对应哪一次。分开归档,查起来省事。
场站这一级还有个特点,改造频繁。新增桩位或扩容变压器,此外还有调整配电柜,每一次改动都会让原来的回路边界变一次。图纸与现场对不上的情形很常见,测之前先沿路径走一趟,把实际走向与图纸核一遍,比照着旧图接线可靠。
主绝缘这一侧还缺一个常被追问的东西,多少兆欧算合格。GB 50150-2016 给出密度指标的是外护套与内衬层,这一版的现行状态回官方平台核过,主绝缘的要求落在耐压试验前后绝缘电阻测量应无明显变化这一句上。主绝缘看的是稳定性与历年趋势,不是某个固定门槛。现场想要一个明确的数值,规程里翻不到,各家的内部规程给的也不一样,差得还不小。这个基准由运行单位按自己这批电缆的初始读数定,比照搬别人的数稳当。
同一段电缆,交接时按一套依据,投运后按另一套依据。这两套依据对同一件事给的答案并不总是一样。
这是本文要紧的地方。额定电压为零点六一千伏的电缆线路,在交接试验里不安排耐压。
GB 50150-2016 里写得很直白,额定电压为 0.6/1kV 的电缆线路应用 2500V 兆欧表测量导体对地绝缘电阻代替耐压试验,试验时间应为 1min。发布与实施日期与住建主管部门的公告对得上。条文中的“代替”两个字不是遗漏,是明确安排。同一本标准对兆欧表的电压档也有交代,电缆绝缘测量宜采用 2500V 兆欧表,6/6kV 及以上电缆也可用 5000V 兆欧表。橡塑电缆外护套、内衬层的测量宜采用 500V 兆欧表。
到了预防性试验那一侧,表述变了。DL/T 596-2021 里写的是,对额定电压为 0.6/1kV 的电缆线路,可用 1000V 或 2500V 兆欧表测量导体对地绝缘电阻,以代替耐压试验。这本代替的是一九九六年那一版。交接只给了二千五百伏一档,预防性给的是一千伏或二千五百伏两档。
两本规程覆盖面同为 750 kV 及以下,但一本管新安装设备的交接,一本管运行中设备的预防性试验,判据与周期不该互相套用。这里恰恰是它们口径不一致的一处:同一个 0.6/1kV 的电缆,新装时用二千五百伏,投运后的例行试验里一千伏也认。
两档之间怎么选,规程里没有给选择依据。我的看法是沿用交接时用过的那一档,预防性试验的价值在于与上一次比,换了电压档,读数变了,分不清是绝缘变了还是表的档变了。一千伏那一档的用处在于另一种情形:现场有弱电回路没解干净,怕兆欧表的输出电压顺着邻近回路窜过去,退一档更稳妥。这两条都是经验性的取舍,规程里查不到,写进方案时按本稿的推算对待,不该写成规程要求。
北京康高特(KGT)代理的 MEGGER MIT515/2 在这一档上用着顺手,测试电压给的是 250V、500V、1000V、2500V、5000V 五档,还允许用户自定义,两千五百伏与一千伏两档都落在里面,交接与预防性两种场合一台表都能覆盖。测量范围可到 20TΩ,安全等级 CAT IV 1000V,抗干扰能力 3mA,另有极化指数与去极化电流的测试能力。场站里充电桩与模块带来的干扰不小,抗干扰能力比量程更值得看。
兆欧表的保护端在这一类场合要用起来。终端头表面脏污、瓷套或护套表面凝露,泄漏电流会顺着表面走,读到的阻值里混着表面这一份——比绝缘本体那一份还大。MIT515/2 给的保护端性能是在 5000V 下测 100GΩ 绝缘电阻时可屏蔽的电流至少为绝缘测试电流的若干倍,接上保护端把表面这一路引开,读数才反映本体。
吸收比与极化指数在这一档上用不用,现场说法并不一致。DL/T 474.1-2018 对绝缘电阻、吸收比的试验方法有交代,极化指数也在其中,但那套判据原本是给容量较大的设备准备的。零点六一千伏的短段电缆电容量小,吸收现象本来不明显,硬算比值反倒容易读出噪声。我的看法是主绝缘看实测值与历史趋势,护套看密度指标,吸收比值在场站这一级不必强求。
为什么这一档能被绝缘代替耐压,道理不复杂。零点六一千伏电缆的绝缘裕度大得多,缺陷又多为受潮与外破,也有终端头脏污这一类,兆欧表对这些恰好灵敏。耐压在这一电压等级上的边际收益有限,代价是要解列、要放电、要占时间。
中压电缆走的是另一条路。橡塑电缆的交流耐压在 GB 50150-2016 里按额定电压分档列表给出,18/30kV 及以下取 2U0,加压时间五分钟;21/35kV 到 64/110kV 也取 2U0,加压时间放到六十分钟。这一些档位与零点六一千伏那一档无关。
现场常见的错法,是把中压电缆的耐压取值往低压上套。低压电缆在这一档上不在那张表里,规程给它安排的是兆欧表。硬打耐压并不违规,但要清楚规程原本没有要求,打多少、打多久得自己定,定下来的依据要写进方案里。
另一处容易混的是相数与芯数。低压三相回路与单相回路的芯数配置不同,测绝缘时非被试相的处理也不同。GB 50150-2016 要求对电缆的每一相测量其主绝缘的绝缘电阻和进行耐压试验,对一相进行测量或试验时,其它相导体、金属屏蔽或金属套和铠装层应一起接地。DL/T 596-2021 也有同样的交代。分相做、非被试相接地,两本规程在这一句上是一致的。
芯数不同,处理的根数也不同。三相回路五芯,单相回路三芯,中性线与保护线各占一根。测主绝缘时中性线要不要一并纳入被试范围,看这一回路的中性线截面与配置,配了过流保护的按相线看待。GB/T 50966-2024 在修订时修改了低压电缆中性线的要求,这一版自二〇二五年五月起实施,代替的是二〇一四年那本。具体芯数配置按现行设计口径办,别照旧图施工。
交接环节不安排,不等于永远不做。DL/T 596-2021 把停电后投运前的情况分了三档:停电超过一周但不满一个月的,测量主绝缘绝缘电阻。停电超过一个月但不满一年的,测量主绝缘绝缘电阻,宜进行主绝缘耐压试验,试验时间五分钟。停电超过一年的,应进行主绝缘耐压试验。
场站里闲置桩位不少,改造、扩容、更换配电柜之后重新送电,落进第二档的情形并不少见。这一档里写的是“宜”,属于推荐而非强制,究竟按什么办要看停了多久、停的时候环境如何、有没有外力破坏的嫌疑。
真要上耐压,取舍上有个先后。与其每次都把耐压排进去,不如先把绝缘读数与历史值摆在一起看,下降明显再考虑加压。耐压的代价是解列范围要扩大,放电须按规程做,时间也要占,场站夜间停运的窗口本来不宽。DL/T 596-2021 对放电有明确交代,耐压试验后对导体放电时,应通过每千伏约 80kΩ 的限流电阻反复几次放电,直至无火花后才允许直接接地放电。
判据这一侧两本规程说法接近,耐压试验前后绝缘电阻测量应无明显变化,加压期间无击穿、无闪络。
读数的可比性比单次数值更要紧。绝缘电阻随温度变,同一段电缆夏天与冬天能差出好几倍。场站的例行试验多在夜间停运窗口做,季节不同、负荷不同,电缆本体的温度也不同。复测时把温度一并记下,再与历史值摆在一起,读数对不上先想温度,再想绝缘是否真的劣化了。
温度这一层其实常被忽略。有人拿一次偏低的值直接判不合格,其实那天刚下过雨,沟里积了水,终端头表面湿了一片。擦干净等一等再测,读数回到正常范围。先排环境,再谈缺陷。
这是场站区别于普通配电室的地方。末端挂的不是变压器绕组,是充电模块与分支箱母线,模块里有整流桥、滤波电容、功率器件,耐压水平远低于电缆本体。上高压之前必须把末端设备全部解列,挂牌,然后再加压。漏掉一台模块,打穿的是模块不是电缆。
充电模块内部还有泄放回路。断电之后输出电压会在短时间内被泄放下来,这本来是保护设计,但它意味着末端状态既不是确定的开路,也算不上确定的短路,随断电时刻与模块状态变。测绝缘之前给足放电时间,读数才站得住。
还有一层,橡塑绝缘的电缆不宜频繁做直流耐压。交联聚乙烯这一类绝缘在直流下会积累空间电荷,打完之后如果放电不充分,残留在绝缘里的电荷反倒成了隐患。绝缘这一档既然规程允许用兆欧表代替,直流耐压便不必当成例行项目。
那次在某站吃过亏。下午接到通知说第二天要并网送电,天又闷,人都有些急,解列只解到分支箱出线开关,没注意到末端还有一台待投运的桩已经接上。二千五百伏兆欧表打上去,读数低得离谱,反复换相都一样。后来把那台桩的进线也解开,读数才回到正常范围。虚惊一场,白白耗掉两个钟头。事后我们把“解列要到设备端、不只是到开关”写进了作业卡。
多分支的回路要不要解开单段独测,得看分支箱的结构。分支箱内若各支路有独立的开关,逐路断开再测,哪一路有问题能直接定位。若各支路是并接在同一母线上没有分隔手段,测到的是并联后的合成值,某一路偏低会被其他几路拉高,读数看着正常实则有隐患。这种情形宁可在分支箱处把线解开分段测,多花的时间换来的是结论可信。
主绝缘之外还有一层。GB 50150-2016 交代,橡塑电缆外护套、内衬层的绝缘电阻不应低于零点五兆欧每千米。它用的是五百伏兆欧表,与主绝缘的二千五百伏不是一回事。
这条判据给的是密度指标,落到具体一段上要按段长折算。五十米的一段,换算下来要够到十兆欧。一百米的一段是五兆欧,两百米的一段是二点五兆欧,三百米的一段只要一点六七兆欧。同一条判据,段长差六倍,门槛也差六倍。
场站的段长多落在前两档,落在门槛偏高的那一头。拿着一个固定数值去判所有段,短段容易误判成不合格,长段又容易放过。折算按密度指标推出来,是本稿的算法,规程里给的是每千米的值,具体段长的门槛要自己算,算完写进记录里。
外护套的破损常被忽略。电缆沟里有积水、穿管口有毛刺,护套破了主绝缘却还完好,这种状态兆欧表测主绝缘是测不出来的。护套绝缘单独测,才有机会发现。
破损的位置有规律。穿管的两端管口与沟内转角,还有沟壁支架的卡箍处,这几处是护套被磨破的高发点。管口没做护口处理,转角半径过小,卡箍拧得过紧,都能把外护套磨穿。测护套绝缘时沿路径走一趟——把这几处看一遍,比单纯读数更有用。
有个项目上闹过一次误会。同一批电缆,短的那几段护套读数偏低,长的那几段反倒好看,当时判成短段护套有问题,返工挖了两处。后来才想到是门槛没跟着段长折算,短段本来该读到更高的数,那个偏低的值其实是正常的。改完判据,被挖开的那两处白折腾了。
前面两章的依据是 GB 50150-2016 与 DL/T 596-2021,两本都是电缆线路试验的规程。接地不在它们里头。
场站的接地要分两摊看。一摊是场站接地装置本身,接地阻抗、土壤电阻率这些量,依据是 GB/T 50065-2011 的设计要求与 DL/T 475-2017 的测量方法导则。另一摊是保护接地的连续性,桩体外壳与金属桥架这些可导电部分,连同配电箱门,到接地端子之间的通路,属于装置安全的范畴。
两摊的测法不一样,用的仪器也不一样,判据更不一样。接地阻抗用接地电阻测试仪按三极法或四极法测,保护接地连续性用大电流测导通。把这两摊混成“测一下接地”,测出来的数与要判的东西对不上。
场站这一级的接地与上级配电变压器的接地怎么分界,各家做法并不一致。有的单位把场站接地网与变压器中性点接地连成一体,有的另做独立接地再等电位联结。这个分界 GB/T 50065-2011 有设计原则,具体到某个场站怎么落地,仍要看设计文件与验收记录,统一的说法目前也没有,谁也说服不了谁。
两摊的量级也差得远。接地阻抗按欧计——零点几欧到几欧都在常见范围。保护接地连续性也按欧计,但要求低到零点一欧这一档。绝缘电阻按兆欧计。三个量摆在一起看,量级差了六七个数量级,用一台仪器从头测到尾的想法行不通。单位先对齐。
保护接地连续性测的是通路,不是散流。判据按 IEC 61010-1:2010 的口径是不大于零点一欧,仪器要输出足够大的电流才能把接触电阻的影响压下去。
北京康高特(KGT)代理的 DV POWER RMO60E 与 RMO100E 是为这一类测量做的,输出直流六十安与一百安,满载电压至十二伏,电阻量程低到零点一微欧,分辨率可到零点一微欧。自研的白驹 Pro 300A 回路电阻测试仪也在这条线上,三百安的输出对付开关触头与搭接面更从容。
测点要挑在真正有问题的地方。桩体外壳的接地螺栓、桥架的连接片、配电箱门的铰链跨接,这三处是松动与锈蚀的高发位置。螺栓未做防松处理,运行震动之后松动。扁钢搭接处锈蚀,通路电阻一路涨上去。这类缺陷在投运阶段常常不显形,等发生漏电时保护装置可能无法可靠动作。
导通测量与绝缘测量不能互相替代。一边是大电流测金属通路,一边是高压测绝缘材料,物理量不同、量级也不同。
电流大小直接决定测得准不准。输出几安的表测搭接面,接触电阻里的氧化膜成分压不下去,读数偏大且不稳定。RMO 这一档输出的是直流六十安与一百安,白驹 Pro 三百安,电流上去之后氧化膜被击穿,读到的才是金属通路本身的阻值。选仪器时先看输出电流,再看分辨率。
测点数量按桩位数定。一个中等规模的场站几十台桩,每台桩的外壳接地螺栓与桥架跨接各算一处,配电箱门也算,测下来是几百个数据。仪器能存多少组、能不能导出,在选的时候一并看。MRU-200 可存 990 组结果,RMO 与白驹的存数方式各有不同,够不够用按场站规模估一遍。
场站地面多为混凝土或沥青硬化面,这是测接地阻抗时绕不开的麻烦。辅助极打不下去,回路便建不起来,读数要么不稳要么根本出不来。
能用的退路有几条。绿化带与未硬化的边角排在前,实在找不到便在极位上浇水加盐——降低接触电阻,再不行便把地桩间距拉开,用距离换回路。间距拉开之后测到的是更大范围的土壤,与设计要求对应的范围是否一致要心里有数。
北京康高特(KGT)代理的 SONEL MRU-200 支持三线法与四线法,另有三线加钳法与双钳法,另有脉冲法测冲击接地阻抗,分辨率可到 0.001Ω。它的电力系统频率可手动或自动选择 16 Hz、50 Hz、60 Hz、400 Hz,土壤电阻率用温纳法测,地桩间距可设到 50 m。要注意的是十六赫兹与四百赫兹这两档不在 DL/T 475-2017 对异频电流法要求的四十到六十赫兹区间之内,写报告时得点明用的是哪一档。仪器还能测干扰电压与干扰电压频率,场站的干扰原本杂,这个功能有用。
有个站试过更省事的法子。辅极实在打不进去,先用双钳法在接地引下线上测了一轮,读数看着正常便收了工。其实双钳法要求有闭合回路,那几处接地引下线并不构成多支路并联,测出来的数偏向于通路电阻而不是散流电阻。后来补做了三极法,两者差了一大截。教训是钳形法省事,但前提要先看回路在不在。
土壤电阻率同样受季节影响。雨季测与旱季测能差出不少——这中间的差别不能忽略,记录时把测量日期一并写上,下次比对才有参照。MRU-200 用温纳法测,地桩间距可设到 50 m,间距不同反映的土层深度也不同,场站若填过土或做过硬化,浅层的数与深层并不是一回事。
有回在城郊的一个站,地面硬化到底,绿化带只剩窄窄一条。辅极打了半天打不进去,末了是在那条绿化带的两头各挖一个小坑,浇了两桶水才把回路建起来。浇完又等了十几分钟,读数才稳下来。那天的记录里把极位与处理办法都写上了,第二年再来时省了不少事。
布极的方向也讲究。辅助极尽量避开与地下金属管线平行的走向,场站的电缆沟与给排水管多,顺着沟走会把电流极的电位分布拉偏。实在避不开便把极位转到与管线垂直的方向,或者把间距加大,让被测的那一部分土壤占主导。
顺序上有个先后。先解列挂牌,解到设备端而不只是开关。再查接地与等电位,通路的缺陷先排掉。然后分相测绝缘,非被试相接地。测完放电。确需耐压的放在绝缘之后,耐压之后再复测一次绝缘,前后读数应无明显变化。
记录要能复核。电缆编号与回路号、型号规格与芯数、段长及其来源、兆欧表的电压档与读数、环境温度、末端状态与解列范围、放电视方式,这几项缺了任一项,下次比对便无从下手。外护套的判据要写明是按段长折算的哪一级门槛。这一处常出错。耐压若做了,加压值与时间一并记。
周期这一侧,DL/T 596-2021 管的是预防性试验,交接按 GB 50150-2016 走,两者不该混着排。场站的例行试验排进年度计划时,把这两套依据分开列,执行的人不容易出错。
充电系统直流侧的绝缘检测与监测,属于 GB/T 18487.1-2023 那一套的规定,能量传输前做绝缘检测、能量传输阶段做绝缘监测,由车辆与供电设备配合完成。这与场站配电电缆的绝缘试验是两回事,一套管直流侧的实时监视,一套管停役状态下的线路试验,互相替代不了。场站侧把电缆测完,不等于直流侧的绝缘监测可以省。
周期排起来可以按两套走。交接试验在投运前做一次,之后转入预防性试验的年度安排。场站的例行试验排进计划时把电缆、接地、导通分开列,各自对应各自的依据与判据。遇到改造或扩容,还有长时间停用后重新投运,再按 DL/T 596-2021 那一档分级处置补做。
结语:三件事分两套依据
绝缘与耐压归电缆线路试验,交接与例行两本规程都写明这一档用兆欧表代替耐压,只是电压档不同。接地归低压装置安全,等电位导通又是另一摊。依据分开,测什么便清楚了。