淺談電力電纜絕緣性試驗

楚樹橋

中鐵電氣化局集團有限公司設計研究院 北京豐臺 100036

摘要：對于任何一種電氣設備來說，絕緣性能的高低都是決定其安全級別的重要參考依據。良好的絕緣性能無疑將為低壓電器設備提供一個更加良好的運行環境和更加持久的電力運行系統。對于低壓電器設備的絕緣性能檢測技術規范和測試方法可以有助于保障電氣設備的良好運行。通過這些絕緣測試，我們可以更加明確低壓電器的使用指標，確定其絕緣性能和質量，完善整個電力系統。在諸多的測試項目和測試環節中，絕緣電阻和耐壓測試是其中兩個非常重要的指標，關于他們的測試結果對于整個低壓電器的運行來說具有非同一般的意義。

關鍵詞：電力電纜；絕緣性；試驗

1導言

隨著人們生活和工作對電力供電系統的依賴性增大，供電安全起著重要的作用。在供電系統中，電力電纜作為電力系統的組成部分，支持整個供電系統運行的基礎。電力電纜測試結果發現，發生故障的原因可以多種多樣。確保電力電纜運行的穩定性和安全性，避免各種原因產生的不同類型的故障。

2電力電纜測試電纜故障原因

電纜線路的改造、大修、新建竣工以及一年一度的預防性試驗時，一般要先進行絕緣電阻的測試。判斷電纜線路絕緣體好壞，日常檢測和故障處理。在所有電力電纜故障中，電力電纜在交接試驗、預防性試驗或耐壓試驗前由于電纜損傷沒有被及時發現，運行時間長久之后就會對電力電纜的正常運行造成影響。電力電纜測試電纜故障通常情況下，主要分為斷路和短路故障兩種。當前為了能夠對電力電纜故障進行詳盡區分，主要可以分為以下幾個方面：

2.1機械損傷引起的電力電纜故障比例最大，有時候可能使得測試結果很大的誤差。產生的原因有直接受到震動或者是沖擊性負荷的外力損壞、安裝時的損壞（導致電纜的絕緣包皮出現損傷）和自然力造成的損壞，對電力電纜運行的穩定性和安全性具有較為重要的影響。對于較短的電纜，有時甚至造成錯誤判斷。避免防水設計不合理，材料選擇不當，機械強度不符合要求等設計原因造成電力電纜故障。

2.2絕緣受潮主要是中間接頭和終端結構密封不良或安裝不合理造成，給判斷電纜絕緣體內是否存在缺陷帶來較大困難。由于電力電纜是大電容電力設備，對于一些特殊環境中的電力電纜，電纜絕緣電阻的測量值一般只作為判斷電纜絕緣狀況的參考。因為其在運行過程中容易受到外界環境因素的影響，影響電纜絕緣電阻測量。電力電纜絕緣老化速度加快，影響電纜絕緣電阻測量。出現絕緣開裂、穿孔以及絕緣性能下降等故障，影響電纜絕緣電阻測量。

2.3在電力電纜運行過程中，過電壓主要由電纜內部過電壓和雷擊過電壓造成。由于受到外部大氣或者是內部過壓因素影響，大部分電壓將加在與缺陷相聯的未損壞部分上。導致絕緣擊穿，測試結果受影響。在實際的管理工作中，設計和安裝的原因也是不可避免。應嚴格地按技術規范、測試標準進行試驗，按照規范施工。判別電纜運行狀況、絕緣程度的優劣，避免在潮濕的氣候條件下制作接頭。

2.4由于電力電纜運行時間長，所以絕緣電阻的測量對于檢查電纜絕緣受潮、臟污或存在局部缺陷是非常靈敏的。部分電力電纜運行線路比較隱蔽，不作為鑒定電纜是否能夠繼續運行的主要依據。在電力電纜實際運行過程中，陰雨潮濕天氣或電纜頭本身臟污、受潮對電纜絕緣電阻有較大的影響。為了能有效提升電力電纜測試工作效率減少電纜故障，要預先在陰雨天氣或下雨后故障處理時對電力電纜進行搖測絕緣電阻、直流耐壓試驗以及泄漏電流的等測試。

3絕緣質量評價

3.1絕緣電阻

絕緣電阻是設置在兩極之間用來隔絕低電壓設備電源接觸的設備結構。如果兩個電極在通電后，出現了漏電情況，那就說明他們之間存在著絕緣電阻。絕緣電阻是否能夠正常起作用與很多因素有關，比如絕緣電阻材料絕緣性能的好壞，很明顯，使用優質的絕緣性能材料所產生的電阻效果也較為明顯，劣質的絕緣性能材料則阻礙電阻效果的呈現。再比如絕緣材料的保存程度。如果絕緣材料保存不夠完好，且有受潮等情況，那么絕緣電阻就會下降，反之絕緣效果就會上升。

3.2耐壓測試

從理論層面來看，不同條件下的所測量出來的絕緣電阻值的大小會有所差異，因此，為了減少耐壓測試的誤差，我們應該選擇較為穩定的環境來進行絕緣電阻的耐壓測試。比如在較為適宜的濕度和溫度環境中，選擇合適的絕緣材料，來進行測試。

只有這樣，才能夠減少絕緣測試的誤差，使得用戶的用電系統更加安全和穩定。同時，為了保證測試結果的可靠性和可比性，可以采用多組對比測試的模式，通過改變不用的濕度、溫度、環境等因素來進行多次測試，最終得出具體的測試結果，確定絕緣效果如何，從而為生產更好的絕緣產品提供技術支持。

4泄漏電流及直流耐壓試驗

泄漏電流試驗是測量電纜在直流電壓作用下，流過被試電纜絕緣的持續電流，從而有效地發現電纜的絕緣缺陷。測量泄漏電流與測量絕緣電阻在原理上是相同的，不同的只是測量泄漏電流時所用的直流電壓較高，能發現一些用兆歐表測量絕緣電阻所不能發現的缺陷，如尚未貫通兩電極的集中性缺陷等。通常，泄漏電流的測量是與電纜直流耐壓試驗同時進行的，有時也在降低試驗電壓的情況下單獨測量。在對電纜進行直流耐壓試驗時，不僅看達到耐壓時間時的泄漏電流值，而且要全面觀察，旋轉調壓器必須緩慢、勻速，電壓升高的時候泄漏電流也隨之升高，但稍有停頓，泄漏電流就會大幅下降，這是正常的現象，如果停止升壓，泄漏電流值還不減小，就說明電纜可能存在缺陷。

5電纜的交流耐壓試驗

5.1交流耐壓試驗的優點

按高壓試驗的通用原則，被試品上所施加的試驗電壓場強應模擬高壓電氣設備的運行狀況，直流耐壓試驗對交聯聚乙烯絕緣電纜存在局限性，而且還可能產生負作用，主要表現在以下幾個方面：

5.1.1交聯聚乙烯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，電場按絕緣電阻系數呈正比例分配，而XLPE絕緣材料存在電阻系數不均勻性，導致在直流電壓下電場分布的不均勻性。

5.1.2交聯聚乙烯絕緣電纜在直流電壓下會積累單極性電荷，釋放由直流耐壓試驗引起的單極性空間電荷需要很長時間。如果在直流殘余電荷未完全釋放之前投入運行，直流電壓便會疊加在工頻電壓峰值上，電纜上的電壓值將遠遠超過其額定電壓。

5.1.3交聯聚乙烯絕緣電纜的一個致命弱點是其絕緣內容易產生水樹枝，在直流電壓，水樹枝會迅速轉變為電樹枝，并形成放電，加速了絕緣水劣化，以致于在運行工頻電壓作用下形成擊穿。

5.1.4直流耐壓試驗不能有效地發現在交流電壓作用下電纜的某些缺陷。

5.2電纜試驗的發展

在1980年左右，國外電力部門發現了直流耐壓試驗對橡塑絕緣是無效的且具有危害性。1997年國際大電網會議（CIGRE）發表《高壓擠包絕緣峻工驗收試驗導則》（30～300Hz及試驗電壓標準），在全世界范圍內廣泛推廣應用。我國在20世紀90年代中期已開始并關注此問題，并頒發了相關標準：Q/CSG10007-2004中國南方電網有限責任公司企業標準《電力設備預防性試驗規程》。

6結論

總之，直流耐壓試驗對交聯聚乙烯絕緣電纜存在局限性，而且還可能產生負作用，在工程上，存在著很多舊電纜駁接新電纜的情況，使用直流耐壓試驗，試驗電壓很高（達到35kV）擊穿或者破壞舊電纜的風險較高。交流耐壓試驗由于試驗電壓較低（交接試驗21.75kV，預試13.92kV）不能用來檢查正常絕緣的絕緣水平所以在現實中，遇到這樣的情況下，大多數還是選擇使用直流耐壓試驗。

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