浅析高压直流耐压试验在发现电缆绝缘缺陷中的运用及影响

摘要：分析了高电压直流耐压试验可有效发现纸绝缘电缆缺陷， 但在发现交联聚乙烯绝缘电力电缆缺陷方面有局限性。介绍了通过分析直流耐压试验、泄漏电流来判断电力电缆主绝缘缺陷的方法。

关键词： 直流耐压试验; 绝缘缺陷; 交联聚乙烯

Abstract: the author analyzes the high voltage dc pressure test can effectively found paper insulation cable defect, but in found crosslinked polyethylene insulated power cable defects have limitations. This paper analyzes dc pressure test, leakage current power cable to judge Lord insulation fault method.

Keywords: dc pressure test; Insulation fault; Crosslinked polyethylene

中图分类号： TQ325.1+2 文献标识码：A文章编号：

1前言

电力电缆作为一种输电设备，不但具有占地少、供电可靠性高、运行和维护简便、可保密等优点，而且有利于提高电力系统功率因数，有利于美化城市.由于进行直流耐压试验的方法种类较多，接线方式各异，试验结果差别很大。随着交联电缆的广泛使用，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，如何正确判断电缆的试验结果，能否投入运行，这些都是我们在工作中遇到的实质性问题，需要我们正确地判断并得出正确的结论，为电缆的安全运行提供可靠的依据。

2直流耐压试验对发现纸绝缘电缆缺陷的有效性

直流耐压试验可判断纸绝缘电缆的好坏，并可获取其内部缺陷的可靠数据。避免交流高电压对纸绝缘的永久性破坏作用。在直流电压的作用下，电缆绝缘中的电压按绝缘电阻分布，当电缆绝缘存在发展性局部缺陷时，直流电压将大部分加在与缺陷串联的未损坏的部分上，所以直流耐压试验比交流耐压试验更容易发现电缆的局部缺陷。电缆直流耐压试验时，电缆导体接负极。这时电缆绝缘中有水分存在，将会因电渗透作用使水分子从表层移向导体，发展成为贯穿性击穿缺陷，易于在试验电压下击穿，因而有利于发现电缆绝缘缺陷。在直流电压下，绝缘介质中的电压按电阻系数分布，当介质有缺陷时，电压主要由与缺陷部分串联的未损介质的电阻承受，使缺陷更容易暴露。电缆纸绝缘在直流电压下的击穿强度约为交流电压下的2倍以上，所以可施加更高的直流电压对绝缘介质进行耐压强度的考验。在许多情况下，用遥表测量电缆的绝缘良好，而电缆的绝缘在直流耐压试验中被击穿。因此，直流耐压试验是检验电缆耐压强度、发现纸绝缘介质受潮、机械损伤等局部缺陷的有效手段。

3耐压试验

耐压试验分为直流耐压试验和交流耐压试验。目前橡塑电缆，特别是交联聚乙烯电缆得到迅速的发展，由于高压交联聚乙烯电缆采用直流耐压存在有明显缺点。不宜采用直流电压试验。原因有以下两点：①直流试验电压过程中交联聚乙烯电缆及附近形成空间电荷，对绝缘有积累效应，加速绝缘老化，缩短使用寿命。②直流电压下绝缘电场分布与实际运行电压下不同，前者按电阻率分布而后者按介电常数分布。

由于橡塑电缆的绝缘特点，直流耐压不能模拟运行工况。而且由于橡塑电缆对直流电压有记忆效应，使直流试验有累积叠加效应，使得运行后电缆承受过电压，导致绝缘击穿。还有一个特点是橡塑电缆的绝缘内易产生水树枝，在直流试验设备试验时充电电流小、容量小、重量轻。

此外直流试验大多数试验电压值在4.0U0以下，而对110KV及以上的橡塑电缆，即使有缺陷的接头或严重的气隙其对直流的耐受力大于4U0，因此直流对于发现高压橡塑电缆的缺陷已近无效。

3.1交流耐压试验设备。

谐振试验装置，由于把电缆的电容作为谐振参数，由谐振回路提供电流。因此，试验设备相对体积小、重量轻，可以在现场实现。

谐振试验装置可以分为：调频式谐振、调感式串联谐振对于交联电缆，20HZ~300HZ的交流电的检测功效是一样的。

一般可选用调频式谐振装置，它是目前做高压电缆耐压试验的首选设备。它具有品质因数高、试验电流小、输入功率小、输入功率小、击穿时短路电流等优点。

3.2交联聚乙烯电缆的常见事故及诊断；

3.2.1水树枝劣化是交联聚乙烯电缆事故的主要原因，约占70%。对于运行环境恶劣，如散热不良的电缆要特别注意。

3.2.2屏蔽铜带断裂开：在屏蔽铜带一端接地的电缆中，当屏蔽铜带断裂时，非接地端的铜带上将感应出高电压。导致断裂部位放电，往往破坏绝缘。其事故特点是弹芯比三芯多，断裂部位冒火、冒烟。

3.2.3铜屏蔽接地故障：多半发生在接头处，由于密封不严，缆头受潮使铜屏蔽和钢铠之间绝缘下降。电缆护层故障——原电池原理判断，用橡塑电缆护套损伤挥测仪定位，电干电缆线芯在生产过程中易产生尖锐毛刺。电场畸变导致主绝缘劣化放电。因此3KV以上的交联聚乙烯电缆都有两层半导体材料构成的线芯屏蔽层和绝缘屏蔽层。如果屏蔽层带做得厚度不够，厚薄不均、直接影响电缆的安全运行和寿命。

4电缆绝缘试验的技术

4.1直流耐压试验时，必须采用负极性连接

一般在进行直流耐压试验时，只注意接线是否正确，而忽略电压极性的问题。电力电缆直流击穿强度与电压极性有关，如将电缆芯接正极，在电场作用下，电缆绝缘层水分将会渗透移向电场较弱的铅皮，结果使缺陷不易发现，击穿电压比电缆芯按负极接线时提高10%。因此，对电力电缆进行直流耐压试验要采用负极性连接。

4.2直流耐压试验时，必须将电缆充分放电

电力电缆的电容量很大，进行直流耐压试验后，剩余电荷的能量还比较大，直接影响绝缘电阻和吸收比的测量。如果电缆在第一次直流耐压试验后，放电时间短，未将剩余电荷放尽就进行绝缘电阻试验，充电电流与吸收电流会比第一次减小，这样就会出现绝缘电阻虚假增大和吸收比减小的现象。

4.3直流耐压试验时，必须加以屏蔽

对电力电缆进行直流耐压及直流泄漏试验时，因试验电压较高，绝缘良好的电缆泄漏电流较小，因而设备引起的杂散电流对试验结果影响很大。为了消除杂散电流对试验结果的影响，采用微安表接在高压侧，高压引线及微安表加屏蔽接线。这种试验接线，由于采取微安表接在高压回路，且高压引线和微安表加了屏蔽，因此能消除高压引线电晕和试验设备杂散电流对试验结果的影响，其试验结果的准确度高。此种接线，对电缆外皮对地绝缘或不绝缘的都可采用。

5试验结果的分析与判断

一般可认为通过直流耐压试验而未被击穿的电缆的绝缘是合格的，该电缆可以投入系统运行。但并不是说，通过直流耐压试验的电缆质量就是好的。具有优良质量的电缆线路应在合理运用及无外力损伤的情况下安全运行数十年无事故。判断电力电缆线路绝缘优劣的标准如下：

5.1电缆经直流耐压试验后绝缘击穿者，不能投入系统运行，应立即测寻故障点并进行抢修。

5.2泄漏电流随试验电压的增高而急剧上升者，或者电缆在试验电压稳定后泄漏电流急剧上升，不能投入系统运行，应人为提高试验电压将电缆击穿，然后测寻故障点并进行抢修。

5.3若泄漏电流值很不稳定(排除电源电压波动等外界因素)，则可能是电缆绝缘内部微小气隙的局部放电引起的。这时可延长耐压持续时间或提高试验电压，观察泄漏电流的变化情况。如果在延时或提高电压的情况下，泄漏电流恶化趋势不大，可以投入系统运行，3个月后再复试。

5.4泄漏电流不平衡系数超过规定的标准时（不平衡系数不大于2），应首先排除外界因素造成的影响，当确认是由电缆绝缘内部缺陷引起的泄漏电流不平衡时，应采取上述第5.3条中的延时或提高试验电压的方法进行考核、判断与处理。

5.5泄漏电流随时间延长有上升趋势，且泄漏电流值比上次显著增大时，可采取上述第5.3条中的延时或提高试验电压的方法进行考核、判断与处理。

5.6直流耐压试验中有少数闪络现象，但在延时或提高试验电压情况下，闪络现象不再出现者，允许投入系统运行，但需6个月后复试；如果仍有闪络现象出现，一般应找出故障点并予以排除。

6结语

直流耐压试验不能有效地发现高压交联聚乙烯主绝缘电缆的缺陷，在直流电压下，由于温度和电场强度的变化，交联聚乙烯绝缘层的电阻系数会随之发生变化，绝缘层各处电场强度分布因温度不同而各异，在同样厚度下的绝缘层，因为温度升高而击穿水平降低，由于高压交联聚乙烯绝缘层厚，因此不宜用于直流试验测试；交流耐压试验是检验交联电缆绝缘质量的有效手段。准确有效的掌握电缆各部位的运行状况有利于提高电缆的安全运行，减少电缆在运行中的故障。