电力电缆的交接与预防性试验改过(1)

1、电力电缆的交接与预防性试验 l电力电缆线路试验的项目电力电缆线路试验的项目l电力电缆的试验主要指电缆在生产和安装敷设后所进行的各种试验，电力电缆的试验主要指电缆在生产和安装敷设后所进行的各种试验，其项目大致可分为五类：其项目大致可分为五类：l例行试验：例行试验：检验每个产品是否存在偶然因素造成的缺陷。检验每个产品是否存在偶然因素造成的缺陷。 l抽样试验抽样试验: :验证生产过程中产品的关键性能是否符合设计要求验证生产过程中产品的关键性能是否符合设计要求 l型式试验：型式试验：确定电缆产品的设计是否满足预期的使用要求。确定电缆产品的设计是否满足预期的使用要求。 l安装竣工后的交接试验安装竣工后的

2、交接试验l投入运行后的预防性试验。投入运行后的预防性试验。工厂出厂试验工厂出厂试验1)1)直流耐压和泄漏电流试验（主要用于油纸绝缘电缆线路）。直流耐压和泄漏电流试验（主要用于油纸绝缘电缆线路）。2)2)测量绝缘电阻（用于测量绝缘电阻（用于1kV1kV以下的低压电缆线路、以下的低压电缆线路、200m200m以内的短电缆线以内的短电缆线路、停电时间超过一星期但不满一个月的电缆线路、挤包电缆线路的外护路、停电时间超过一星期但不满一个月的电缆线路、挤包电缆线路的外护层的绝缘检测）。层的绝缘检测）。3)3)核相试验（用于新安装和检修后的电缆线路）。核相试验（用于新安装和检修后的电缆线路）。4)4)电缆油

3、试验（用于充油电缆线路）。电缆油试验（用于充油电缆线路）。5)5)电缆护层绝缘试验（用于有护层绝缘要求的电缆线路）。电缆护层绝缘试验（用于有护层绝缘要求的电缆线路）。6)6)电缆线路参数测量（用于需要进行电力系统参数计算的电缆线路）。电缆线路参数测量（用于需要进行电力系统参数计算的电缆线路）。7)7)接地电阻测量（用于高压电缆护层接地及其他土建设施接地系统）。接地电阻测量（用于高压电缆护层接地及其他土建设施接地系统）。8)0.1Hz8)0.1Hz超低频试验（用于超低频试验（用于35kV35kV及以下电压的挤包绝缘电缆线路）。及以下电压的挤包绝缘电缆线路）。9)9)交流变频谐振试验（用于交流变频

4、谐振试验（用于110kV110kV及以上的挤包绝缘电缆线路）。及以上的挤包绝缘电缆线路）。电力电缆线路的交接试验和预防性试验因其要求不一，试验项目也略电力电缆线路的交接试验和预防性试验因其要求不一，试验项目也略有不同。有不同。现行的电缆线路电气试验项目现行的电缆线路电气试验项目表表1 1kV和和3kV电力电缆例行试验项目电力电缆例行试验项目产品名称产品名称检验项目检验项目试验方法试验方法额定电压额定电压1kV和和3kV电缆电缆1、20导体直流电阻试导体直流电阻试验验2、交流电压试验、交流电压试验3、室温下绝缘电阻试验、室温下绝缘电阻试验见附录见附录A(标准的附录标准的附录)见附录见附录B(标准

5、的附录标准的附录)见附录见附录C(标准的附录标准的附录) 交流电压试验交流电压试验 试验电压为试验电压为2.5U0+2kV（见表（见表2），持续），持续5min，试验结果：绝，试验结果：绝缘应无击穿。缘应无击穿。表表2 1kV和和3kV电力电缆试验电压电力电缆试验电压额定电压额定电压U0/kV0.61.8试验电压试验电压/kV3.56.5试验结果试验结果绝缘不击穿绝缘不击穿 2.室温下绝缘电阻试验室温下绝缘电阻试验20时交联聚乙烯绝缘电力电缆绝缘电阻应不小于时交联聚乙烯绝缘电力电缆绝缘电阻应不小于2000M.km。表3 额定电压6kV到35kV挤包绝缘电力电缆例行试验项目产品名称产品名称检验项

6、目检验项目试验方法试验方法额定电压额定电压6kV到到35kV挤包绝缘电力挤包绝缘电力电缆电缆1、20导体直流电阻试导体直流电阻试验验2、交流电压试验、交流电压试验3、局部放电试验、局部放电试验见附录见附录A(标准的附标准的附录录)见附录见附录B(标准的附标准的附录录)GB/T3048.12表4 6kV到35kV电力电缆试验电压额定电压额定电压U0，kV3.668.712182126试验电压，试验电压，kV12.62130.5426373.591试验电压为试验电压为3.5U0kV（见表（见表4），持续），持续5min，试验结果：绝，试验结果：绝缘应无击穿。缘应无击穿。标准名称电压（kV）交流电压

7、试验局部放电试验GB/T12706.2GB/T12706.3630353.5Uo/5min3.5Uo/5min或2.5Uo/30min1.73Uo/10pC1.73Uo/10pCGB/T110171102.5Uo/30min1.5Uo/10pCGB/E188902202.5Uo/30min回路灵敏度优于或等于5pC，1.5Uo下应无可检出的放电交流电压试验和局部放电试验一、交联电缆五阻值测量 （一）测量主绝缘电阻 （二）（二）测量外护套绝缘电阻 （三）测量内衬层绝缘电阻 （四）铜屏蔽层电阻和导体电阻比（一）测量主绝缘电阻 绝缘介质在直流电压作用下的电流包含充电电流、吸收电流和电导电流。如图1所

8、示。图1 绝缘介质在直流电压作用下各电流与时间的关系 RO加压瞬间的绝缘电阻；R测量过程终了时的绝缘电阻；i1充电电流；i2吸收电流；i3电导电流；i总电流。 充电电流i1：决定于被试绝缘的几何尺寸、形状和材料，这部分电流开始最大，但在10-15s10-2s之内下降至可略去地步。 吸收电流i2：主要是不均匀介质内部较为缓慢的极化形成的，极化时间从10-2s至几十分钟甚至几小时以上，这部分电流随着时间逐渐减小，通常在一分钟之内可降至可略去地步。 电导电流i3：它又可分为两部分。一是绝缘表面的泄漏电流，其大小与绝缘表面的脏污、受潮程度有关；二是绝缘内部的电导电流，与绝缘内部杂质的含量、是否分层或开

9、裂有关，其电流不随时间而 降低。 总电流I：是随时间衰减的，因此试品实际的绝缘电阻随着时间的增加而逐渐上升，并趋向稳定。这一过程可用吸收比来表示，电缆绝缘受潮时或有贯穿性的缺陷，电导电流较大，现场均采用R60S/R15S的比值，并称吸收比。应用这一原理，测量电缆绝缘电阻及吸收比，可初步判断电缆绝缘是否受潮、老化、并可检查耐压后的绝缘是否损伤。所以，耐压前后均应测量绝缘电阻。 测量电缆绝缘电阻的步骤及注意事项如下：（1 1）拆除对外联线，擦净电缆头，试验前电缆要充分放电并接地。（2 2）选择适当兆欧表(选择量程）。0.6/1kV电缆用电缆用1000V兆欧表；兆欧表；0.6/1kV以上电缆用以上电

10、缆用2500V兆欧表；兆欧表；6/6kV及以上电缆可用及以上电缆可用5000V兆欧表。兆欧表。（3 3）接线接线兆欧表有三个接线端子：接地端E、线路端子L、屏蔽端子G。注意线路L端子上引线处于高压状态，应悬空，不可拖放在地上。将非被试相缆芯与铅皮一同接地，（4）测量测量15S,60S数值，数值，每测量完一相都要充分放电每测量完一相都要充分放电。l（5）断开兆欧表与被试品的连线l（6）关闭兆欧表l（7）被试品放电，每次测完绝缘电阻后都要将电缆放电、接地。电缆线路越长，电容越大，则接地时间越长，一般不少于1min。l注意事项：注意事项：l被试品放电l每次测量完都要先断开兆欧表与被试品的连线，再关闭

11、兆欧表 运行中的电缆，其绝缘电阻应从各次试验数值的变化规律及相间的相互比较来综合判断，其相间不平衡系数一般不大于22.5。电缆绝缘电阻的数值随电缆温度和长度而变化。为便于比较，应换算为20时每公里长的数值。如式（1）所示。 (1)式中： 电缆在20时，每公里长的绝缘电阻； 电缆长度为L，t时的绝缘电阻； L 电缆长度（公里）； 温度系数，如表1。表表1 电缆绝缘的温度换算系数电缆绝缘的温度换算系数KKLRRiti2020iRitRK温度温度/0510152025303540K0.480.570.700.851.01.131.411.661.92 （二）（二）测量外护套绝缘电阻 本项目只适应于三

12、芯电缆的外护套，进行测试时，采用500V兆欧表，电压加在金属护套与外护层表面的石墨导电层之间，当每千米的绝缘电阻低于0.5M时，应采用下述方法判断外护套是否进水：根据不同金属在电解质中形成原电池原理进行判断的方法。 橡塑电缆的金属层、铠装层及其涂层用的材料有铜、铅、铁、锌和铝等。这些金属的电极电位如表2所示： 表表2 金属的电极电位金属的电极电位金属种类铜Cu铅Pb铁Fe锌Zn铝Al电位(V)+0.334-0.122-0.44-0.76-1.33 在原电池中铜为“正”极，镀锌钢带为“负”极。 1、当外护套或内衬层破损进水后，用兆欧表测量时，每千米绝缘电阻值低于0.5M时，说明有问题。 2、用万

13、用表的“正”、“负”表笔轮换测量铠装层对地或铠装层对铜屏蔽层的绝缘电阻，两次测量结果差异大表明已形成原电池，就可判断外护套和内衬层已破损进水。 3、外护套破损不一定要立即修理，但内衬层破损进水后，水分直接与电缆芯接触并可能会腐蚀铜屏蔽层，一般应尽快检修。 对重要电缆 ，试验周期为1年；一般电缆3.6/6kV及以上者为3年, 3.6/6kV以下者为5年.要求值为每千米绝缘电阻值不应低于0.5M. 对单芯电缆，由于其金属层（电缆金属套和金属屏蔽的总称）采用交叉互联接地方法，所以应按交叉互联系统试验方法进行试验。 （三）（三）测量内衬层绝缘电阻 电压加在铜屏蔽与金属护套之间，周期及要求值同（二）。

14、（四）（四）铜屏蔽层电阻和导体电阻比 在电缆投运前、重做终端或接头后、内衬层破损进水后，应在相同温度下测量铜屏蔽电阻和导体电阻比。 比值增加时，表明铜屏蔽层的直流电阻增大，铜屏蔽层有可能被腐蚀；比值减小时，表明附件中的导体连接点的接触电阻有增大的可能。2. 2. 直流耐压和泄漏电流试直流耐压和泄漏电流试验验2.直流耐压和泄漏电流试验l2.12.1直流耐压和泄漏电流试验接线方式直流耐压和泄漏电流试验接线方式l2.1.12.1.1微安表置于高压端的半波整流直流试验接线微安表置于高压端的半波整流直流试验接线 靠近电缆金属护套的绝缘层存在局部缺陷或受潮，由于绝缘介质在直靠近电缆金属护套的绝缘层存在局部

15、缺陷或受潮，由于绝缘介质在直流高压下的电渗透作用，杂质、水分等自由离子便移向电缆导体，在高电流高压下的电渗透作用，杂质、水分等自由离子便移向电缆导体，在高电压下转变成贯穿性缺陷压下转变成贯穿性缺陷。微安表置于高压侧有较高的测量精度，这是因为微安表受杂散电流的影响较小。 微安表量程切换，操作人员必须戴高压绝缘手套或站在可靠的绝缘垫上进行微安表量程切换，操作人员必须戴高压绝缘手套或站在可靠的绝缘垫上进行操作。操作。 2.1.2 微安表置于低压端的半波整流接线 微安表处于低压端，具有读数安全，量程切换方便等优点。但是无法排除微安表处于低压端，具有读数安全，量程切换方便等优点。但是无法排除高压引线对测

16、量结果的影响，测量结果的误差较大高压引线对测量结果的影响，测量结果的误差较大 2.1.4直流高压试验装置试验接线 新技术的不断应用，设备的容量和可靠性已基本满足生产需要，由新技术的不断应用，设备的容量和可靠性已基本满足生产需要，由于重量较轻，携带方便，接线简单，近年来正在逐步取代传统的试验设于重量较轻，携带方便，接线简单，近年来正在逐步取代传统的试验设备。但保护装置一旦失灵，仍然比较容易损坏备。但保护装置一旦失灵，仍然比较容易损坏 3.3 3.3 电缆泄漏电流电缆泄漏电流3.3.1 3.3.1 电缆泄漏电流变化电缆泄漏电流变化规律规律1234)( Ai)(kVUtU2/tU泄漏电流变化曲线泄漏

17、电流变化曲线 1良好绝缘；良好绝缘；2受潮绝缘；受潮绝缘；3有集中性缺陷；有集中性缺陷；4有危险的集中性缺陷有危险的集中性缺陷2.3.4 2.3.4 怎样分析、判断直流耐压和泄漏电流试验的结果怎样分析、判断直流耐压和泄漏电流试验的结果l(1)(1)伴随响度不等的一声放电，微安表突然指向最大值，伴随响度不等的一声放电，微安表突然指向最大值，说明电缆线路在耐压试验中发生绝缘击穿。应立即停说明电缆线路在耐压试验中发生绝缘击穿。应立即停止试验止试验。l(2)(2)微安表指示的泄漏电流随试验电压的上升急剧增加，微安表指示的泄漏电流随试验电压的上升急剧增加，提示电缆线路的绝缘有重大缺陷。提示电缆线路的绝缘

18、有重大缺陷。 l(3)(3)耐压后的泄漏电流值与耐压前的泄漏电流值之比耐压后的泄漏电流值与耐压前的泄漏电流值之比（吸收比）大于（吸收比）大于1 1，提示电缆绝缘受潮或有其他缺陷。提示电缆绝缘受潮或有其他缺陷。l(4)(4)电缆绝缘在直流试验电压下发生闪络放电，提示电电缆绝缘在直流试验电压下发生闪络放电，提示电缆线路存在贯穿性绝缘缺陷。缆线路存在贯穿性绝缘缺陷。l(5)(5)微安表指针异常摆动微安表指针异常摆动。 三、交流耐压试验 电力电缆在运行中，主绝缘要承受:额定电压，大气过电压操作过电压谐振过电压工频过电压投入运行前必需考核耐受电压水平，只有在规定的试验电压和持续时间下，绝缘不放电、不击穿

19、，才能保证投入后的安全运行。 针对不同电缆直流耐压试验的特点针对不同电缆直流耐压试验的特点油纸电缆：油纸电缆：直流试验能够有效的发现故障隐患，并且不会损害电缆直流试验能够有效的发现故障隐患，并且不会损害电缆的绝缘。的绝缘。直流耐压测试设备体积小、重量轻，携带方便，价格便直流耐压测试设备体积小、重量轻，携带方便，价格便宜。宜。橡塑电缆：橡塑电缆：橡塑电缆的绝缘介质在直流电场和交流电场下的场强分橡塑电缆的绝缘介质在直流电场和交流电场下的场强分布、老化和击穿机理不同，导致在交流电压下会击穿的布、老化和击穿机理不同，导致在交流电压下会击穿的电缆缺陷，而在直流耐压下发现不了。电缆缺陷，而在直流耐压下发现

20、不了。4-5U0的直流试验电压会破坏电缆的绝缘，直流测试后，的直流试验电压会破坏电缆的绝缘，直流测试后，重新投入使用的电缆更易发生故障。重新投入使用的电缆更易发生故障。n电缆线路电容值大，采用工频电压试验，电缆线路电容值大，采用工频电压试验，工频试验变压器容量必须大，现场难实现；工频试验变压器容量必须大，现场难实现；n采用直流耐压试验等效：因为电缆的绝缘采用直流耐压试验等效：因为电缆的绝缘电阻很大（一般在电阻很大（一般在10G以上），直流耐压时以上），直流耐压时充电电流极小，具备试验设备容量小、重量充电电流极小，具备试验设备容量小、重量轻、可移动性好等优点；轻、可移动性好等优点；n但直流耐压试

21、验方法对于但直流耐压试验方法对于XLPE交联电缆，交联电缆，存在很多缺点。存在很多缺点。 （一）直流耐压试验存在的主要问题 1、试验等效性差 2、直流和交流下的电场分布不同 3、放电难以完全 4、对水树枝的发展影响巨大 1、试验等效性差： 高压试验技术的通用原则是高压试验技术的通用原则是试品上施加的试验电压场强应模拟高压电器的试品上施加的试验电压场强应模拟高压电器的运行工况。运行工况。试验结论要代表高压电器中薄弱点是否对今后的运行带来危害。试验结论要代表高压电器中薄弱点是否对今后的运行带来危害。这就意味着试验中的故障机理应与电缆运行中的机理应该相同的物理过程。这就意味着试验中的故障机理应与电缆

22、运行中的机理应该相同的物理过程。以武高所、西交大、上海供电局所做的研究数据为例，如表以武高所、西交大、上海供电局所做的研究数据为例，如表3 3。 表表3 3 击穿电压试验等效性比较结果击穿电压试验等效性比较结果 试验电压类型（试验电压类型（U UX X） 等效性等效性K=UK=UX X/U/Uacac 缺陷类型缺陷类型 直流直流 工频工频 0.1Hz 0.1Hz 振荡波振荡波 针尖缺陷针尖缺陷 4.3 1 1.5 1.54.3 1 1.5 1.5 切痕缺陷切痕缺陷 2.8 1 2.6 1.12.8 1 2.6 1.1 金具尖端缺陷金具尖端缺陷 3.9 1 2.2 1.63.9 1 2.2 1.

23、6 进潮和水树枝缺陷进潮和水树枝缺陷 2.6 1 1.2 1.42.6 1 1.2 1.4 从上表可以看出：针对不同缺陷，直流耐压的击穿电压的分散性非常大，从上表可以看出：针对不同缺陷，直流耐压的击穿电压的分散性非常大，从从2.62.64.34.3倍不等。因此无法做为判断电缆绝缘好坏的依据。倍不等。因此无法做为判断电缆绝缘好坏的依据。2 2、直流和交流下的电场分布不同：n直流电压下绝缘的电场分布取决于材料的体积电阻率，n交流电压下的电场分布取决于各介质的介电常数电缆终端头、接头盒等电缆附件中的直流电场强度的分布和交流电场强度的分布完全不同，n直流电压下绝缘老化的机理和交流电压下的老化机理不相同

24、n3 3、放电难以完全： XLPE电缆在直流电压下会产生“记忆”效应，存储积累性残余电荷。 需要很长时间才能将这种“记忆性”直流偏压释放。如果残余电荷未完全释就投入运行，直流偏压便会叠加在工频电压峰值上，使得电缆上电压值远远超过其额定电压，从而有可能导致电缆绝缘击穿。 4、对水树枝的发展影响巨大： XLPE电缆致命的一个弱点是绝缘易产生水树枝，一旦产生水树枝，在直流电压下会迅速转变为电树枝，并形成放电，加速了绝缘老化，以致于运行后在工频电压下形成击穿。而单纯的水树枝在交流工作电压下还能保持相当的耐压值，并能保持一段时间。1. 1. 直流高压在运行电缆的水树区域形成负电直流高压在运行电缆的水树区

25、域形成负电荷积累荷积累. .2. 2. 这些积累的电荷将一直残留在绝缘体上这些积累的电荷将一直残留在绝缘体上. .3. 3. 耐压试验后，投入运行时在空间电荷处电耐压试验后，投入运行时在空间电荷处电压叠加，导致局部放电、电树形成、直压叠加，导致局部放电、电树形成、直至绝缘击穿。至绝缘击穿。DC hipot input Negative space charges AC input 负极性空间电荷DC高压输入AC输入直流对水树的影响直流试验的现状直流试验的现状目前在发达国家对固体绝缘电缆已不采用直流耐压试验。前在发达国家对固体绝缘电缆已不采用直流耐压试验。降低试验电压，进行耐压试验降低试验电压，

26、进行耐压试验。在低电压下，泄漏电流没有意义；在低电压下，泄漏电流没有意义；不能有效发现绝缘缺陷，达不到耐压试验的目的。不能有效发现绝缘缺陷，达不到耐压试验的目的。不做试验不做试验, 等电缆发生故障后检修。等电缆发生故障后检修。大部分用户采用交流耐压试验，大部分用户采用交流耐压试验，VLF在检查电缆及其附在检查电缆及其附件问题方面有较好的效果。件问题方面有较好的效果。什么叫串联谐振在电阻、电感及电容所组成的串联电路内，当容抗与感抗相等时，电路中的电压与电流相位相等，电路呈现纯电阻性，这种现象叫做串联谐振。LRC串联电路的三种形式l线路呈感性CLXXLRC串联电路的三种形式线路呈容性CLXXLRC

27、串联电路的三种形式也就是谐振状态线路呈纯电阻性CLXX谐振频率的计算LCffCfLfCXfLXCL2121221;2则：品质因数Ql当回路发生谐振时，有以下关系：当回路发生谐振时，有以下关系：l品质因数品质因数l品质因数是衡量谐振电路特性的一个重要参数。也品质因数是衡量谐振电路特性的一个重要参数。也可以说是输出电压与输入电压的放大倍数。可以说是输出电压与输入电压的放大倍数。QURXURXUXXRUXXIULCCLCCXC22)(RXRXQLC谐振的坏处与好处l坏处：若电力线路发生谐振，谐振过电压比正常运行电压高出几倍，对线路的绝缘造成极大的损伤。l好处：应用谐振的手段，可利用极小的容量，就可对

28、大容性电缆或设备进行交流耐压。 （二）（二）交流耐压试验装置工频交流耐压试验最大困难是长线路需要很大容量的试验设备。目前主要采用0.1Hz作为试验电源和变频串联谐振试验电源。 （1 1）用0.1Hz作为试验电源 理论上可以将试验变压器的容量降低到1/500，试验变压器的重量可大大降低，可以较容易地移动到现场进行试验，目前此种方法主要应用于中低压电缆的试验，又试验条件的真实性毕竟不如近工频交流电压(30300Hz)，由于电压等级偏低，还不能用于110kV及以上的高压电缆试验。试验采用3U0（相电压），60min。222 fCUUXSCVF-2型变频串联谐振成套试验装置型变频串联谐振成套试验装置l

29、工作频率范围：30300Hzl供电电源电压：220V10%、单相、50/60Hz l供电电源容量：10kW lQ值：2080试验设备容量计算22 fcUSS=UI （四） 变频高压交流耐压装置的选择 变频高压交流电源容量的选择，要根据系统最长电缆的型号、试验电压、长度和截面，估算试验电压下的电容电流，计算出变频高压交流电源容量。 1 1、电缆的电容参数 电缆不同型号、不同截面在1km长度下的电容如表4、表5、表6。表4 电缆导体截面面积（mm2） 电容（F/km） YJV、YJLVYJV、YJLVYJV、YJLVYJV、YJLVYJV、YJLV6/6kV、6/10kV 8.7/10kV、8.7

30、/15kV 12/35kV 21/35k 26/35k 1350.2120.1730.152 1500.2370.1920.1660.1180.1441700.2700.2170.1870.1310.1251950.3010.2400.2060.1430.13511200.3270.2610.2230.1530.14311500.3580.2840.2410.1640.15311850.3880.3070.2670.1800.16312400.4300.3390.2910.1940.17613000.4720.3700.3190.2110.19014000.5310.4180.3520.231

31、0.20915000.6030.4380.3880.2540.23216000.6670.4700.4160.2870.256表5 电缆导体截面面积（mm2） 电容（F/km） YJV、YJLVYJV、YJLVYJV、YJLVYJV、YJLVYJV、YJLV6/6kV、6/10kV 8.7/10kV、8.7/15kV 12/35kV 21/35k 26/35k 1350.2120.1730.152 1500.2370.1920.1660.1180.1441700.2700.2170.1870.1310.1251950.3010.2400.2060.1430.13511200.3270.2610.2230.1530.14311500.3580.2840.2410.1640.15311850.3880.3070.2670.1800.16312400.4300.3390.2910.1940.