直流耐压及泄漏电流试验

摘要：本文首先综述了直流耐压试验的优点及试验方法，并且从不同试验线路的影响、高压端引线的影响、温度的影响及表面泄漏的影响等四个方面介绍了影响泄漏电流值的因素。

关键词：直流耐压；泄漏电流试验；微安表

前言：电力电缆在生产、安装及运行过程中所进行的例行试验、交接试验和预防性试验中都要进行耐压试验。耐压试验的基本方法是：在电缆主要绝缘上施加高于其工作电压一定倍数的电压值，并保持一定的时间，要求被试电缆能承受这一试验电压而不击穿。从而达到考核电缆在工作电压下运行的可靠性和发现绝缘内部严重缺陷的目的。耐压试验根据所加电压的性质可分为交流耐压试验和直流耐压试验两种。电缆的出厂例行试验一般为交流耐压试验，而电缆线路的交接试验和预防性试验，一般均采用直流耐压试验。

1.直流耐压试验的优点

直流耐压试验比交流耐压试验具有以下优点：可以用较小容量的试验设备，对较长的电缆线路进行高压试验；可以避免交流高压对良好绝缘起永久性的破坏作用；对绝缘内部缺陷更敏感，即可以在较低电压下发现电缆的缺陷。因为在电缆绝缘内部如果存在会发展的局部缺陷，而且绝缘中某一部分的电导升高，则大部分的电压降作用在其余未损坏的部分上，所以与交流耐压相比，用较小的直流试验电压就易发现缺陷；试验时间较短。直流耐压试验时，击穿电压与电压作用时间关系不大，一般缺陷在加压1min后即可发现、缩短了试验时间。进行直流耐压试验时，电缆导体线芯一般是接负极。如果接正极，当绝缘层中有水分存在时，将会因电渗透性作用，而使水分移向电缆护层，结果使缺陷不易被发现。当电缆导体线芯接正极时，其击穿电压较接负极时约高10%。这与绝缘厚度，温度及电压的作用时间均有关系。一般绝缘材料的直流击穿强度要比其交流击穿强度大一倍左右，因此，直流耐压试验的电压比交流耐压试验电压高。在进行直流耐压试验的同时，一般均进行泄漏电流的试验，以反映电缆的绝缘情况，测量泄漏电流时，电缆的导电线芯与其他线芯和屏蔽或铠装间形成两个电极，中间是绝缘体，当在两极上施加直流电压时，绝缘体内部和表面均有微弱的电导电流流过，该电导电流又称为泄漏电流。泄漏电流和绝缘电阻之间的关系，可以用普通的欧姆定律关系式表示出来。

泄漏电流的试验原理与摇表测量绝缘电阻完全相同，但泄漏电流试验中所用的直流电源，是由高压整流设备供给，试验电压较高，并可借助调压器调节直流电压，比较容易发现绝缘缺陷。在升压过程中，可以随时监视泄漏电流值得大小，以了解被试电缆的绝缘情况。由于微安表的量程可以根据泄漏电流的大小进行选择转换，所以泄漏电流值得读数比摇表更精确。良好的电缆绝缘，其泄漏电流应与试验电压近似为线性关系，而当电缆绝缘有缺陷或受潮时，其泄漏电流值将随试验电压的升高急剧增长，破坏了伏安特性的线性关系。因此，泄漏电流试验较绝缘电阻试验更容易发现绝缘缺陷，是电缆试验中的重要项目。

2.试验方法

直流耐压和泄漏电流试验，根据微安表及整流设备所处的位置不同，可有许多种接线方式，但严格地讲，按微安表所处位置的不同来区分，只有微安表在低压端和高压端两种。

2.1 微安表在低压端

硅堆或整流管在低压端、微安表在低压端地试验线路特点如下：线路优点：灯丝变压器在低压端所需绝缘低，体积小；微安表在低压端读数操作方便，比较容易保护。线路缺点：必须有两个高压出线套管的变压器；当试验电压较高时，由于高压引线的电晕放电电流流过微安表，因而误差较大；由于被试品对于试验变压器线圈对地电容的反充电作用的存在，使在试验小电容设备时，直流电压因为充电作用而降得很低，因而试验结构不够准确；由于被试品的反充电作用，有交变电流流过微安表，因此微安表指针有可能摇摆不定；硅堆或整流管在高压端、以高压绝缘灯丝变压器作灯丝电源的泄漏试验线路特点如下：线路优点：泄漏电流指示比较准确；可以用只有一个高压套管的试验变压器，降低试验变压器的造价；微安表在低压侧便于操作。线路缺点：需要一个高压灯丝变压器，体积和重量大。无法避免试验变压器的泄漏电流影响。

2.2 微安表在高压端

硅堆或整流管在低压端而微安表在高压端地试验线路特点如下。线路优点：灯丝变压器位于低压端，对绝缘强度要求不高。由于微安表处于高电位，测出的泄漏电流准确，不受杂散的电流影响；线路缺点：微安表对地绝缘要求高；测量泄漏电流时，调换量程用绝缘杆操作、读数不方便；高压试验变压器必须有两个引出线套管。

3.影响泄漏电流值的因素

3.1 不同试验线路的影响

当采用微安表位于低压端的测试线路时，其受杂散电流的影响较大，因此测得的泄漏电流值可能产生误差。当采用微安表位于高压端的测试线路时，微安表受强烈的电磁场的影响，因此必须将微安表很好的加以屏蔽。其方法是：采用透明的导电玻璃，或将表头转动线圈部分加以铝箔屏蔽，否则会造成较大的误差。

3.2 高压端引线的影响

当微安表位于高压端，采用话筒屏蔽线作高压引线时，其外表面地泄漏电流被屏蔽而不流过微安表，因此无测量误差，否则将产生较大的误差。当微安表位于低压端时，采用屏蔽线就没有作用了，这时接到被试电缆的引线，在其电场强度（取决于导线直径和形状）大于20kV/cm时，沿导线表面的空气发生游离，对地有一定的泄漏电流并流过微安表，因此影响测试结果的准确度。其改善方法是：加大高压引线的直径，缩短长度，减少其表面毛刺和增加对地距离。

3.3 温度的影响

直流泄漏试验与绝缘电阻试验一样，温度对试验结果的影响十分显著。随着温度的上升，泄漏电流增加。值得指出的是：在电缆线路检修或制作三头、尤其是灌注内部热绝缘胶后，在其冷却之前，如果进行直流耐压和泄漏电流试验，不仅泄漏电流很大，而且随着加压时间的延长增加很快，甚至导致热击穿。

3.4 表面泄漏的影响

泄漏电流有表面泄漏电流和体积泄漏电流之分。要测量的是体积泄漏电流。在恶劣的气候条件下以及电缆终端头脏污、受潮时，电缆的表面泄漏电流很大，甚至超过体积泄漏电流，致使泄漏电流试验结构不准确。此时必须采用屏蔽方法，以消除表面泄漏电流但对泄漏电流试验的影响。

结束语：

电缆直流耐压试验中，采用高压硅堆代替整流管和灯丝变压器具有重量轻、体积小、机械强度高、稳定性好，结构简单、容量大等优点，因此被广泛的采用。