电缆交流耐压试验中小型试验变压器的作用与实践

【摘 要】对电缆的耐压检测是为了保证线缆在应用中的安全，而直流耐压检测对于交联线缆而言并不适应，因此利用交流耐压试验检测是试验中应用较广的，而借助于与小型试验变压器的组合与灵活应用实现交流耐压测试，则可以有效的开发现有资源，提高工作的效率，降低设备的应用成本。

【关键词】电缆检测；交流耐压试验；小型变压器；试验参数

一、电力电缆的检测

质检机构对电线电缆的检测主要是电性能方面,电性能的试验主要有导体直流电阻试验、绝缘电阻试验、耐压试验、冲击电压试验等。常用的交联聚乙烯电缆在变电站和电网中使用广泛，在以往的测试实验中其采用的是直流耐压的测试方式，但是交联聚乙烯电缆的介质性质与油纸绝缘线缆存在差异，外界的湿度和温度会改变其性质。数倍的直流电压在试验中不能显现其本身存在的问题。

首先，交联聚乙烯电缆在交流与直流电压的作用下出现的电场分布存在差异。电缆绝缘层利用的是聚乙烯材料，是一种整体化的绝缘层，受到温度的干扰小。在直流电压的影响下，绝缘层中的电场强度与电阻率之间出现的是一种正比关系，且其绝缘层的电阻率分布是不均匀的状态，因为生产中其材料不可能为纯净，含有杂质就会导致导电场分布不均匀。而在交流的电场作用下，其绝缘层的电场分布是以介电常数所决定，电场强度与介电常数之间呈现反比例关系，这种分布稳定性较好，所以电缆的绝缘层在交直流电压的作用下出现的分布不均就会影响其测试的结果。

其次，绝缘电缆在直流电压的影响下回出现单极性电荷的累计，如果这样的单极性电荷累计在耐压试验中出现，这种需要一段时间才能被释放出来，如果电缆在直流残余电荷没有完全释放的情况下投入到运行中其直流电压会叠加在工频电压上，使得峰值改变，这样电缆的电压值就会超过额定，其老化程度会加剧，缩短电缆的使用寿命，严重的就会击穿。

最后，绝缘电缆的半导体突出位置或者受到污染的点会在空间产生电荷，但是在试验中如果电缆的终端发生了表面闪络或者电缆附件击穿的故障，这就导致电缆芯线出现波震荡，对其他正常的电缆和接头的绝缘层形成危害。电缆的绝缘层存在一个明显缺陷，其容易形成水树枝，在直流电压的作用下会快速的变为电树枝，然后形成放电加速绝缘层的水劣化，这样就会在工频电压下产生击穿。

综合的看，采用交流耐压测试可以有效的避免交联聚乙烯电缆在直流耐压检测时出现的问题，有效的对其耐压性作出测试。

二、小型试验变压器在交流耐压试验中的应用

1、小型变压器在耐压测试中的应用方式

在测试中综合国内外的标准，额定小于60KV的电缆线路耐压测试时，交流可以按照交联聚乙烯电缆的基准测试电压的2倍计算。在实际的试验中，要采用小型试验变压器进行交流耐压测试，既需要获得基本交流电压，如对10KV的电缆进行交流耐压测试，其标准额定电压为17.4KV。如检修部门的小型变压器的变比为220/50KV，0-250V、3KVA调压器，2台可调感低压滤波电抗器，电感量为6×(1±4×0.05)mH。因为试验变压器高压绕组的最大电流设计为60mA，经过计算单独的小型变压器按照174.KV的耐压标准所能够进行的耐压试验，其电容量较低，而交联电缆的对地电容量较大，因此单台小型变压器不能满足耐压测试需求。而在供电变电站的控制范围内，其10KV的开关柜至架空电缆、融冰电缆等因为没有适应的高压补偿电抗器，所以要保证试验的容量就必须采用多台变压器进行联合加压才能满足测试需求，其中调压器最大输出电流设计为12A，要降低调压器的输出电流，需要利用低压滤波电抗器完成并联补偿，是低压侧的试验电容量满足调压器的基本需求，也降低了试验电源的电容量。

2、试验设定和要点

首选对试验的参数进行评估，现场试验中利用相关的计算公式或者现场测量获得以下试验参数：交联电缆的相对电容量；高压一次试验电流；试验变压器的并联数量；低压二次侧试验的电流；欠补偿时电抗器的补偿电流；并联补偿电抗器电感等。试验中会遇到容升的情况，高压一次试验电压在17.4KV时，实际的低压二次试验电压小于74V，所以并联补偿电抗可以按照实际情况进行调适。

在试验中应注意：交联电缆的交流耐压试验是一种容性的负载，试验中会出现容升的情况，因此试验电压需要在高压侧利用分压器测量；交流耐压试验如果在过程中出现击穿，试验装置的漏抗和电缆形成的振荡回路会出现过电压，为了控制过电压的负面影响，回路中应接入保护装置；在试验回路上应装置过流保护设施，因为电缆部分或者完全被击穿，回路中的电容电流会增加，为了让过流保护快速动作，低压电抗器应采用欠补偿；试验加压的过程中应利用电流表对试验中变压器低压侧的电流改变，主要是控制变压器并联加压的过程中出现不平衡的情况，而造成某一台变压器出现过载，而影响试验的效果。

3、试验效果

按照上述的方式完成对交联电缆的耐压测试，其结果是可以满足实际需求的。其可以适应在供电范围内，交联电缆小于150m的情况下对其进行耐压测试。而对于较长的电缆则在利用交流耐压测试的时候则可以利用串联谐振交流耐压装置完成测试。

三、结束语

在对线缆进行耐压测试的时候，可以选择直流与交流两种加压模式，但是与交联聚乙烯电缆而言，直流加压的耐压测试对其并不适用，反而会造成负面影响。因此采用交流耐压测试是较为合理的措施。然而在实际的应用中一些小型的变压器不能独立完成对线缆的交流耐压测试，这时就需要利用多台变压器、调压器等设备并联加压，低压电抗器并联补偿的方式实现对小型变压器的有效利用。经过试验证明其可以解决串联谐振交流耐压设备不能实现普及的情况，在测试中也可获得较好的检测效果。