各種電力電纜的耐壓試驗方法
發布時間：
2023-11-18
現行的電纜線路耐壓試驗方法有多種，不同電壓等級、不同類型的電力電纜有不同的試驗方法。這裏介紹油浸紙絕緣電纜、交聯聚乙烯電纜和塑料絕緣電纜的耐壓試驗方法。
一、油浸紙絕緣電纜的直流耐壓試驗
直流耐壓反映電纜絕緣的泄漏和耐壓特性。理論分析和實用效果均表明，油浸紙介質電纜、充油電纜或充氣電纜的直流、交流耐壓特性基本相同。
對油紙絕緣電力電纜的試驗，除製造廠在進行例行試驗時采用交流電壓外，安裝和運行單位對電纜線路進行交接驗收和預防性試驗或故障修複後試驗時，都采用直流耐壓，因為直流耐壓試驗具有下列優點：
1.最常用的直流試驗設備直流高壓發生器攜帶輕便，適合現場使用。對電纜作直流耐壓試驗時一般以半波整流獲得試驗電壓，並應用多倍壓整流技術，故可用體積容量都較小的試驗設備（試驗變壓器和整流設備），獲得對較長電纜線路進行直流高壓試驗的電壓。
2.交流耐壓試驗有可能在絕緣空隙中產生遊離放電，從而導致絕緣的永久性損壞，采用直流耐壓試驗則避免了這種情況發生。
3.在進行直流耐壓試驗時，可以同時測量泄漏電流。根據泄漏電流的數值及其隨時間的變化、泄漏電流和試驗電壓的關係，可以判斷電纜的絕緣狀況。
4.對電纜進行直流耐壓試驗時，按規程規定采用負極性接線，即將導體接負極。這種接法的好處是，如果紙絕緣已經受潮，由於水帶正電，在直流電壓下，有明顯“電滲現象”，會使水分子從表層移向導體（負極），從而使泄漏電流增大，甚至形成貫穿性通道，有利於暴露紙絕緣中已經局部受潮的缺陷。
5.直流耐壓試驗加壓時間可以較短，如規程規定對6～35kV電纜進行交接和預防性試驗時每相加壓時間為5min。這是因為直流擊穿電壓與加壓時間關係不大，如有缺陷，一般在直流電壓下幾分鍾內就可以發現，無需長時間加壓。
在進行直流耐壓試驗時測泄漏電流，實際上和用絕緣電阻測試儀測電纜絕緣電阻的道理是完全相同的。但由於直流耐壓試驗時施加電壓和使用的儀表準確度都高於絕緣電阻測試儀，而且可以在加壓過程中觀察泄漏電流的變化，所以泄漏電流試驗比測量絕緣電阻更能有效地發現絕緣缺陷。
電纜在直流電壓下，流過絕緣內部的電流是電容電流、吸收電流和傳導電流的疊加。流過絕緣的泄漏電流隨時間而變化，它同電纜絕緣的品質、所含雜質、氣泡、水分等含量有關：絕緣完好的電纜，隨著加壓時間延長，泄漏電流減少，並趨於一個穩定數值；絕緣較差的電纜，泄漏電流很快趨向穩定值，而且穩定後的數值與初始值很接近；絕緣存在嚴重缺陷時，泄漏電流不隨時間延長而下降，反而出現上升趨勢，如果延長加壓時間或提高直流電壓，泄漏電流增加的趨勢可能繼續發展直到絕 緣擊穿。
為使所測得的泄漏電流反映電纜絕緣的真實狀況，應采取措施消除外來因素對泄漏電流的影響。如果測得的泄漏電流數值不穩定，泄漏電流隨時間延長而上升，或隨試驗電壓增加而急劇上升，必須查明原因。
二、交聯聚乙烯電纜的耐壓試驗
在我國，直流電壓目前仍然是交聯聚乙烯（XLPE）電纜進行試驗的主要電源，在IEC標準中明確規定，額定電壓150kV以上的XLPE電纜及其附件安裝後的電氣試驗采用交流電壓試驗，即施加電力係統相間電壓，經1h試驗，或施加正常運行電壓，經24h試驗，不推薦采用直流電壓試驗。
我國使用高壓（110～220kV）XLPE電纜始於1984年。隨著城市電網建設和改造的發展，從1985年以後，廣州、上海、北京等大城市相繼從國外進口高壓XLPE電纜及其附件。正是從這時候開始，一些國家對高壓XLPE電纜采用直流耐壓試驗的結果和電纜運行情況進行了研究分析，得出了一個共同的結論，即高壓XLPE電纜不宜采用直流耐壓試驗，認為XLPE電纜在進行直流耐壓試驗時，主要存在以下幾方麵的問題：
1.XLPE電纜絕緣層在直流和交流電壓下，內部電場分布情況完全不同。在直流電壓下，電場按絕緣電阻係數呈正比例分配，而XLPE絕緣材料存在電阻係數不均勻性，導致在直流電壓下電場分布的不均勻性。交流電壓下，電場按介電係數呈反比例分配，XLPE為整體絕緣結構，其介電係數為2.1～2.3，且一般不受溫度變化的影響。因此，在交流電壓下，XLPE絕緣內部電場分布是比較穩定的。這樣，往往造成在交流工作電壓下有缺陷的部位在直流試驗時不被擊穿，反過來，在直流試驗時被擊穿的部位，在交流工作電壓下卻不會產生問題。
2.XLPE絕緣內部如果有了水樹枝，在交流工作電壓下，水樹枝的發展是很緩慢的，而在直流耐壓試驗時會加速水樹枝的發展，甚至轉變為電樹枝，即直流試驗會導致XLPE絕緣產生積累效應，加速絕緣老化，縮短使用壽命。
3.直流耐壓試驗過程中，在XLPE電纜及其附件絕緣內會形成空間電荷，空間電荷的不斷形成可導致電纜在交流工作電壓下擊穿，或在附件界麵因積累電荷而沿界麵滑閃。
三、塑料電纜的局放試驗
橡塑電纜的絕緣中存在氣隙、潮水等，在額定直流電壓下，一般隻存在極短的局部放電過程或不發生局部放電。在額定交流電壓下，可能產生局部放電，也可能不產局部放電。若發生局部放電，其放電過程比較短，在一定的時間內其局部放電過程不至於使電纜的絕緣擊穿，但其危害性很大。故隻對電纜的特定部位進行局部放電測量，如電纜的懷疑部位、中間接頭、終端頭等。
補充說明
1.對於橡塑電纜，直流耐壓試驗隻能發現電纜絕緣已明顯劣化或擊穿的情況，因對電纜有“破壞”作用，故僅在迫不得已時使用，且僅作參考。
6.介損測量法，因其本身局限性，在現場使用幾乎無意義。
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