电力电缆直流耐压试验分析及结果判断

1、电力电缆直流耐压试验分析及结果判断 【摘 要】本文结合高压电力电缆试验的实践，分析直流耐压试验对发现电缆绝缘缺陷的有效性（油浸纸绝缘电力电缆）及直流耐压试验对交联聚乙烯电力电缆的局限性，探讨预防性电力电缆耐压试验的合理性，评价通过泄漏电流来判断电力电缆绝缘优劣的方法。 【关键词】直流耐压试验；预防性试验；绝缘缺陷；交联聚乙烯；有效性；局限性；在线监测；泄漏电流 0 引言 新敷设的电力电缆（以下简称“电缆”）投入运行前必须通过交接试验，6千伏以上的高压电缆主要试验项目是直流耐压试验及泄漏电流的测量。由于进行直流耐压试验的设备种类较多，接线方式各异，试验结果差别很大，即对同一电缆用不同设备、不同接

2、线测取泄漏电流，也会得到相差甚远的数值。对油浸纸绝缘电缆和交联聚乙烯绝缘电缆都采用直流耐压试验是否合适，每年一次的预防性实验利大还是弊大，如何判断电缆能否投入运行，这些都是我们在日常工作中经常遇到的问题。本文结合我单位工作经验，介绍一些观点和见解。 1 直流耐压试验对发现电缆绝缘缺陷的有效性 直流耐压试验的目的在于检验电缆的耐压强度，它对发现绝缘介质中的气泡、机械损伤等局部缺陷比较有利，因为在直流电压下，绝缘介质中的电位将按电阻分布。当介质有缺陷时，电压主要被与缺陷部分串联的未损坏介质的电阻承受，较有利于发现介质缺陷，电缆绝缘在直流电压下的击穿强度约为交流电压下的二倍，所以可以施加更高的直流电

3、压对绝缘介质进行耐压强度的考验。很多情况下，我们用摇表检测电缆绝缘良好，而在直流耐压试验中发生绝缘击穿，可见直流耐压是检测高压电缆绝缘缺陷的有效手段。 2 直流耐压试验对交联聚乙烯绝缘电缆的局限性 直流耐压试验发现电缆绝缘缺陷十分有效，但对交联聚乙烯绝缘电缆则未必，而且可能产生副作用。 1）联聚乙烯绝缘在交流电压下的电场分布不同于施加直流电压时的电场分布交联聚乙烯绝缘材料是聚乙烯塑料经交联工艺而生成的，属整体型绝缘材料，其介电常数为2.1-2.3，且一般不受温度变化的影响。在交流电压下，交联聚乙烯绝缘层内的电场分布是由介电常数决定的，即电场强度是按照介电常数的反比例分配的，这种分布比较稳定。

4、而在直流电压下，其绝缘层中的电场强度是按照绝缘电阻系数的正比例分配的。而且，绝缘电阻系数分布是不均匀的，这是因为在交联聚乙烯塑料生产过程中，因工艺原因不可避免的在主料中有杂质存在，如甲烷聚乙醇，他们具有相对较小的绝缘电阻系数，且沿绝缘层径向分布是不均匀的，所以在直流电压下，交联聚乙烯绝缘层中的电场分布不同于理想绝缘结构，而与材料的不均匀性有关。 2）直流耐压试验不仅不能有效地发现交联聚乙烯绝缘中的水树枝等绝缘缺陷，而且由于空间电荷的作用，还容易造成高压电缆在交流电压作用下某些不应发生问题的地方投运不久就发生击穿。此外，电缆的某些部分，如电缆头，在交流情况下，存在某些缺陷，在直流耐压试验时却不会

5、击穿。 3）现场进行直流耐压试验，发生闪络或击穿可能会对其他正常的电缆和接头的绝缘造成危害。 4）直流耐压试验会在交联聚乙烯材料中产生累积效应，它将加速绝缘老化，缩短使用寿命。 3 预防性试验的利与弊 在计划经济年代，我国参照前苏联的做法，常将运行中的电缆计划时间停运，加入五六倍电压试验，其理由好象人体每年做一次身体检查一样，如电缆受潮、外层损坏自然可以出现击穿，然后测故障点、修复，再用五六倍电压施加5到10分钟，正常后投入运行，如仍击穿或泄漏电流不正常，再进行一次测故障点、修复，直至电缆完全正常。但随着市场经济的发展，这种过程有很多不利因素，首先从经济上考虑，电缆耐压击穿后停电的三五天或更长

6、一些时间，对一个企业或单位来说，损失有时是无法估量的，尤其是对一些单电源的用户。技术上，我国的绝缘预防性试验往往集中在春季，由于要在很短的时间对所管辖的电缆进行试验，一则劳动强度大，二则难以对每条电缆都进行仔细分析。另外，随着电缆制造技术的提高，大规模采用交联聚乙烯电缆和不滴流纸绝缘电缆，长期用五倍电压做预防性耐压试验也不尽合理。我们经常发现这样一种情况，对于一些老电缆，一经试验肯定击穿，不做试验反而能运行很长时间。所以随着科技进步，开展在线监测取代年复一年的预防性试验是一个方向。 4 以泄漏电流为依据判断电缆绝缘优劣的方法 电缆泄漏电流的测量与直流耐压试验在发现绝缘缺陷的原理上是有区别的。一

7、般来说，直流耐压试验对于暴露介质中的气泡和机械损伤等局部缺陷等比较灵敏，而泄漏电流能够反映介质整体受潮与整体劣化情况。两者在试验中又密不可分，泄漏电流实际上是在直流耐压试验中测得的。测量泄漏电流的微安表在实验回路中位置不同，实验的高压引线是否采用屏蔽线等因素都会影响具体的泄漏电流的数值，所以在测量泄漏电流的过程中，我们的判据不是电流的具体数值，而是泄漏电流的变化趋势。依据泄漏电流判断绝缘状况时，我们应注意以下几点： 1）电压升高的每一阶段都必须注意观察电流随时间变化的趋势。一条绝缘良好的电缆，每当电压升到一阶段，电容电流和吸收电流叠加在泄漏电流上，表观电流一定是先剧增，后随时间下降，电压稳定一分钟后的稳态电流值只及电压初上升时的10%到20%，这就是泄漏电流。如电缆整体受潮，则电流在电