本文节选自《防止电力生产事故的二十五项重点要求辅导教材》（2023年版）第17部分 防止电力电缆损坏事故的重点要求。

《二十五项重点要求辅导教材(2023年版)》分为二十五章，每章又分为“总体情况说明”和“条文说明”两个部分。

“总体情况说明”部分主要是介绍相关反事故措施的编制原则、重点内容以及与原反事故措施的区别。

“条文说明”分为“条文”“条文解释”和“案例”三方面：“条文”部分列出了《二十五项重点要求》中重点要解释的条文；“条文解释”部分介绍了反事故措施相关条文提出的理由和依据，指出了相关条文在执行过程中应当注意的问题并明确了对应措施；“案例”部分主要是在收集分析近年来重大电力生产事故的基础上，选取与反事故措施相关条文对应的事故作为案例，以便对反事故措施进一步理解。

【条文】17.1防止电缆绝缘击穿事故          

【条文】条文17.1.5 设计阶段应充分考虑耐压试验作业空间、安全距离，在GIS电缆终端与线路隔离开关之间宜配置试验专用隔离开关，并根据需求配置GIS试验套管。110（66）kV及以上采用电缆进出线的GIS，宜预留电缆试验、故障测寻用的高压套管连接位置并考虑足够的作业空间。GIS电缆终端尾管与GIS筒之间应设计过电压限制元件。         

【条文说明】GIS一般根据主接线形式分为若干个间隔，每个间隔完成一定的功能，隔离开关的主要功能是将GIS各元件进行隔离，形成有效可见断口，从而在被隔离并已安全接地的元件上进行检修。和GIS相连接的电缆线路，在进行交接试验或例行试验时，如果GIS终端与线路隔离开关之间不配置试验专用隔离开关，试验时的感应电压容易进入设备的其他部件中，造成其他未做电缆试验的GIS内部也带电，极易造成人身事故或产生误动作。因此，需在GIS终端与线路隔离开关之间设计试验专用隔离开关。

注：试验专用隔离开关在实际应用中暂未发现相关案例，查阅南部企业《110kV-500kV组合电器（GIS和HGIS）技术规范书（通用部分）》和《126kV～550kV气体绝缘金属封闭开关设备采购标准（第1部分：通用技术规范）》（Q／GDW13097.1-2023）均未提及“GIS终端与线路隔离开关之间设计试验专用隔离开关”的相关要求。该项条款的落地还需不同专业部门的协调与沟通。

电缆线路的交接试验必须进行主绝缘交流耐压试验，因此在设计阶段配置相应的试验套管可方便后期开展试验。同时，增加隔离开关可将终端与其他设备进行隔离，方便耐压试验的进行，并有利于发生故障后进行检测维修。目前，两边均是GIS终端的电缆线路越来越多，应在GIS终端两侧为电缆试验创造条件。（注：按照招标技术要求，GIS厂家一般均提供电缆试验套管，以租赁形式开展相关服务，并提供开罐、清理等服务，但一般不会保存在电缆运维单位，连杆的拆卸、恢复、抽充气体等均由检修单位负责实施。）

除此之外，GIS设备的排列位置，电缆仓位置以及GIS室的内部布局，可能都会影响后期电缆试验的现场实施，都需要在设计阶段加以考虑。

条文17.1.5规定GIS电缆终端尾管与GIS筒之间应设计过电压限制元件。比《电力工程电缆设计标准（节选）》（GB 50217-2018 ）规定更趋于严格。

GB 50217-2018  4．1．13 条文如下：

交流系统单芯电力电缆及其附件的外护层绝缘等部位应设置过电压保护，并应符合下列规定：

1 35kV以上单芯电力电缆的外护层、电缆直连式GIS终端的绝缘筒，以及绝缘接头的金属套绝缘分隔部位，当其耐压水平低于可能的暂态过电压时，应添加保护措施，且宜符合下列规定：

 3)GIS终端的绝缘筒上，宜跨接护层电压限制器或电容器。

其说明部分给出了详细的原因说明如下：

电缆直连GIS终端的绝缘筒，因断路器切合时产生操作过电压，具有约20MHz高频衰减振荡波和波头长0.1μs陡度的特征，该行波沿电缆导体侵入，在金属套感生暂态过电压的相关因素和等价电路，如图1所示，可得到绝缘筒间过电压(Uab)、电缆金属套对地过电压(Us)的表达式：

式中：E₁——GIS的断路器切合过电压沿电缆导体进行波幅值（kV）；     Zcb——气体绝缘母线的导体与护层间波阻抗（Ω）；     Zcs——气体绝缘母线的护层与大地间波阻抗（Ω）；     L1、L2——气体绝缘母线和电缆的各自接地线感抗（Ω）；     C——两护层间的杂散电容（F）。其余符号含义同上。以上算法虽不复杂，然而在工程设计中要确定准确的有关参数，一般较难办。

经由实际系统的测试结果评估。迄今所见，主要有日本报道过66kV及以上单芯电缆线路的系列实际测试，现摘列部分结果如下：

66kV～275kV电缆直连GIS终端的绝缘筒，在3种不同条件电缆线路的测试结果，Uab分别达44.9kV、52.4kV、104.4kV、186.6kV（相应额定电压级为66kV、77kV、154kV、275kV），均超出耐压值，若在绝缘筒并联0.03μF电容或护层电压限制器，则测得Uab不超过6kV～14kV，证实有效（参见日本《电气学会技术报告》第366号（1991）、第527号（1994）等专题论述）。

首先需指出，我国迄今使用电缆直连GIS终端为国外引进产品，国内有关标准尚无GIS终端的绝缘筒耐压指标，现基于第1款第2项，并借鉴日本《地中送电规程》(JEAC 6021—2000)(如图2所示)拟定此对策。其次在用词上并未以“应”而取“宜”，是考虑到一旦若选用较高的耐压指标而确能耐受Uab时，保护措施或将免除。

现场实际应用照片：

电力电缆工群友发布上述图片，为CIGRE推荐的安装方式

上海电缆公司范工在今日电力公众号上发布了相关文章《GIS开关操作过程中电缆终端尾管外表闪络现象浅析》，感兴趣的，可搜索阅读。

【案例1】 某电站升压改造工程中，因老站的空间限制无法增设110kV GIS仓位室，因此无法在110kVGIS筒体位置增设隔离开关将终端与其他设备进行隔离，影响耐压试验的开展以及电缆故障后的检测维修，如图17-9所示。

图17-9老电站内因空间受限110kVGIS无法增加隔离开关情况

【案例2】 某电站升级改造工程中，对GIS设计考虑不周，GIS电缆筒的侧面没有预留观察孔，仓体与房顶的安全距离又不满足要求，造成无法增设试验套管和隔离开关，影响耐压试验的开展以及电缆故障后的检测维修，如图17-10所示。

图17-10某110kVGIS开关站    

【对比十八项反措条款】       

13.1 防止绝缘击穿 13.1.1设计阶段

【条文】13.1.1.4设计阶段应充分考虑耐压试验作业空间、安全距离，在GIS 电缆终端与线路隔离开关之间宜配置试验专用隔离开关，并根据需求配置GIS 试验套管。

说明：为新增条款。提出了耐压试验作业空间、安全距离的要求，方便开展电缆试验。根据国家电网公司《电力电缆线路试验规程》（Q/GDW 11316）的要求，电缆线路的交接工作必须做主绝缘交流耐压试验，因此在设计阶段配套相应的试验套管可方便后期开展试验。同时，增加隔离开关可将终端与其他设备间进行隔离，方便耐压试验的进行，并有利于发生故障后进行检测维修。

参考文献： 

1.《防止电力生产事故的二十五项重点要求》辅导教材:2023年版:全2册/中国电机工程学会全国电力安全专家委员会编，北京:中国电力出版社，2023.11