艾瑞克：電力電纜的絕緣試驗標準及方法

 一、絕緣電阻測量

測量電力電纜的主絕緣電阻可以檢查電纜絕緣是否老化、受潮，以及耐壓試驗中暴露出來的絕緣缺陷。

對1000V以下的電纜測量時用1000V絕緣電阻測試儀，對1000V及以上的電纜用2500V絕緣電阻測試儀，對6kV及以上電纜用5000V絕緣電阻測試儀。

像塑絕緣電力電纜的絕緣電阻很低時，應用萬用表正、反接線分別測屏蔽層對鎧裝、鎧裝層對地的直流電阻，以檢查它們是否受潮。當絕緣確實受潮時，應安排檢修。

 當電纜埋于地下后，測量鋼鎧甲對地的絕緣電阻，可檢查出外護套有無損傷；同理，測量銅屏蔽層對鋼鎧甲間的絕緣電阻也可以檢查出內護套有無損傷。通過這兩項測量可以判斷絕緣是否已經受潮。當電纜敷設在電纜溝、隧道支架上時，其外護套的損傷點不在支點處且又未浸泡在水中或置于特別潮濕的環境中，則外護套的操作很難通過測量絕緣電阻來發現，此時測量銅屏蔽層對鋼鎧甲的絕緣電阻則更為重要。

當被測電纜較長時，充電電流很大，因而絕緣電阻測試儀開始指示的數值很小，這并不表示絕緣不良，必須經過較長時間遙測才能得到正確的結果。

測量中若采用手動絕緣電阻測試儀，則轉速不得低于額定轉速的80%，且當絕緣電阻測試儀達到額定轉速后才能接到被試設備上并記錄時間，讀取15s和60s的絕緣電阻值。絕緣電阻測試儀停止搖動時，更應進行充分放電，放電時間最少不少于2min。

二、直流耐壓和泄漏電流試驗

1.直流耐壓試驗

交流電力電纜之所以用直流來進行工頻耐壓試驗，主要是由于電力電纜具有很大的電容，現場采用大容量試驗變壓器不現實，所以改為直流耐壓試驗，以顯著減小試驗電源的容量。直流耐壓試驗一般都采用半波整流電路，可采用直流高壓發生器進行試驗，由于電纜電容量較大，故不用加裝濾波電容。對于35kV以上的電纜，試驗電源采用倍壓整流方式。試驗中測量泄漏電流的微安表可接在低電位端，也可接在高電位端。

通常直流試驗所帶來的剩余破壞也比交流試驗小得多(如交流試驗因局部放電、極化等所引起的損耗比直流時大)。直流試驗沒有交流真實、嚴格，串聯介質在交流試驗中場強分布與其介電常數成反比，而施加直流時卻與其電導率成反比，因此在直流耐壓試驗時，一是適當提高試驗電壓，二是延長外施電壓的時間。

正常的電纜絕緣在直流電壓作用下的耐電強度約為400～600kV/cm，比交流作用下約大一倍左右，所以直流試驗電壓大致為交流試驗電壓的兩倍，試驗時間一般選為5～10min。

(1)電纜的直流擊穿強度與電壓極性有一定關系。試驗時一般電纜芯接負極，電纜芯接正極時，擊穿電壓比接負極時約高10%。

(2)浸漬紙絕緣電纜的擊穿電壓與溫度關系很大，在溫度t℃時的擊穿電壓U與在25℃時的擊穿電壓U0有如下關系

        U＝U0[1－0.0054(t－25)]

(3)即在25℃以上，每升高1℃擊穿電壓降低0.54%。

(4)在進行直流耐壓和泄漏電流試驗時應均勻升壓，升壓過程中在0.25、0.5、0.75、1.0倍試驗電壓下各停留1min，讀取泄漏電流值，以便必要時繪制泄漏電流和試驗電壓的關系曲線。

(5)進行完電纜直流耐壓或泄漏電流試驗后，應牢記先用100～200kΩ的限流電阻充分放電，然后還要對地直接放電，并保持足夠的接地時間。 

2.泄漏電流測量技術

(1)絕緣良好的電纜泄漏電流很小，一般只有幾到幾十微安。由于試驗變壓器用高壓引線等雜散電流的影響，當將微安表接入低電位端測量時，往往使測量結果不準，有時誤差竟達到真實值的幾倍到幾十倍。

(2)在實際測量中應盡量將微安表接在高電位端的接線，這時對測量微安表、引線及電纜兩頭，應該嚴格地屏蔽，對于整盤電纜可以采用如圖1-2所示屏蔽接線方式。這里微安表采用金屬屏蔽罩屏蔽，微安表到被試品的引線采用金屬屏蔽線屏蔽，對電纜兩端頭則采用屏蔽帽和屏蔽環屏蔽。屏蔽和引線之間只有很小的電位差，所以并不需要很高的絕緣。

 (3)在現場試驗時，由于電纜兩頭相距很遠，無法實現連接，所以上述方法是不可行的。有的運行單位采用借用三相電纜中的另一相作為兩端屏蔽連線，但由于測量的泄漏電流包含了另一相的泄漏電流，且每相均承受兩次耐壓，因此采用這種方法的等效性值得研究。

3.關于交聯聚乙烯電纜直流耐壓試驗的討論

交聯聚乙烯電纜絕緣直流耐壓試驗是一個有爭議的試驗項目，由于交聯聚乙烯絕緣性質十分特殊，進行直流耐壓試驗可能是不適合的。主要觀點有：

(1)直流電壓對交聯聚乙烯絕緣有積累效應，當經過直流耐壓試驗后，將在電纜絕緣中殘余一定的直流電壓，這時將電纜投入使用，大大增加了擊穿的可能。

(2)交聯聚乙烯電纜在運行中，在主絕緣交聯聚乙烯中逐步形成水樹枝、電樹枝，這種樹枝化老化過程，伴隨著整流效應。由于有整流效應的存在，致使在直流耐壓試驗過程中，在水樹枝或電樹枝端頭積聚的電荷難以消散，并在電纜運行過程中加劇樹枝化的過程。

(3)由于交聯聚乙烯XLPE絕緣電阻很高，以致在直流耐壓時所注入的電子不易散逸，它引起電纜中原有的電場發生畸變，因而更易被擊穿。

(4)由于直流電壓分布與實際運行電壓不同，直流試驗合格的電纜，投入運行后，在正常工作電壓作用下也會發生絕緣故障。

因而，有的運行單位將交聯聚乙烯電纜的直流耐壓試驗從常規性預防性試驗改為鑒定性試驗，即當其他預防性試驗項目發現問題而又無法判斷電纜能否投運時，才進行直流耐壓試驗。也有建議將直流耐壓試驗改作交流耐壓試驗，如采用變頻諧振試驗裝置或超低頻交流耐壓裝置(0.01Hz)進行試驗。近年來發展的交聯聚乙烯電纜在線檢測技術為交聯聚乙烯電纜運行檢測提供了新的方法。

三、其它試驗方法

基于電力電纜的吸收過程的特點，國內外已研究出幾種有一定特點的停電試驗方法，如殘余電壓法、反向吸收電流法、電位衰減法等，這些方法在實際應用中取得了較好的效果，有的已與在線檢測配合使用。

3.電位衰減法

電位衰減法是在電纜放電后，測量自放電的電壓下降速度，其測量原理如圖1-7所示。

試驗時先對電纜絕緣充電，再打開開關K1讓它自放電。

由于靜電電壓表的絕緣電阻遠高于電纜的絕緣電阻，如電纜絕緣良好，則自放電很慢；

如電纜絕緣品質已經下降，則放電電壓下降速度很快，如圖1-8所示的曲線。