电力电缆的耐压试验方法

  华意电力是一家专业研发生产串联谐振试验装置的厂家，本公司生产的串联谐振试验装置在行业内都广受好评，以打造最具权威的“串联谐振“高压设备供应商而努力。

  电力电缆经常作为发电厂、变电所及工矿企业的动力引入（或引出）线，在城乡电网中大量使用，现大都采用交联聚乙烯绝缘。交联聚乙烯绝缘电力电缆（以下简称交联电缆）在投运前的试验项目上由于被试设备容量较大的原因，有的地方仍在沿袭使用直流耐压的试验方法。近年来国际、国内的很多研究机构的研究成果表明直流试验对交联聚乙烯电缆有不同程度的损害。

  耐压试验中的重要问题

  高电压试验技术的一个通用原则：试品上所施加的试验电压场强必须模拟高压电器的运行工况。高电压试验得出的通过或不通过的结论要代表高压电器中的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器运行中的机理有相同的物理过程。按照此原则，交联电缆进行直流耐压试验的问题主要表现在以下几个方面：

1）直流电压下，电场强度是按照电阻率分布的，而交联聚乙烯电缆绝缘层中的材料含有很多成分，其电阻率分布是不均匀的，同时电阻率受温度等因素影响比较大，所以在直流电压下，交联聚乙烯电缆绝缘层中的电场分布是不均匀的，这就可能出现绝缘层有的地方电场很强，有的地方电场却比较弱的情况，导致局部绝缘击穿，在运行中引起事故。

2）电缆在直流电压下会产生“记忆”效应，存储积累单极性残余电荷。一旦有了由于直流耐压试验引起的“记忆性”，需要很长时间才能将这种直流电压释放。电缆如果在直流残余电荷未完全释放之前投入运行，直流电压便会叠加在工频电压峰值上，使得电缆上的电压值远远超过其额定电压，有可能导致电缆绝缘击穿。

3） 交联聚乙烯电缆的直流耐压试验，由于空间电荷的效应，绝缘中的实际电场强度最高可达电缆绝缘工作电场强度的十几倍，所以即使电缆在通过了直流耐压试验不发生击穿，也会引起绝缘的严重损伤。

4） 直流耐压试验所施加的直流电压电场强度分布状况与运行中的交流电压电场强度分布状况不同，直流耐压试验并不能模仿运行状态下电缆承受的过电压，而且也不能有效地发现电缆本身及电缆接头和施工工艺上的缺陷。近些年由于城、农网建设改造的进行，交联电缆越来越多。仅仅靠直流耐压试验后就将电缆投入运行，而在运行电压下发生电缆或电缆头击穿的事例也时有发生。所以，用非直流耐压试验替代原来的直流耐压试验，以避免直流试验对电缆造成损伤，保证电缆安全可靠运行势在必行。

2 耐压试验方法

  非直流耐压试验方法主要有以下几种：

1）振荡电压试验是用直流电源充电，通过一个放电球隙给一组串联电阻和电抗放电，得到一个阻尼振荡电压。该方法比直流耐压试验方法有效，但仍不如工频试验有效。

2）低频(0.1 Hz)耐压试验。由于被试交联电缆的电容量很大，工频试验时所需试验变压器的容量也很大，导致试验设备笨重，不适宜现场使用。采用0.1 Hz作为试验电源，理论上可以将试验变压器的容量降到1/500，大大降低了试验变压器的重量，可将试验变压器移动到现场进行试验。目前，该方法主要应用于中低压电缆的试验。由于电压等级偏低，不能用于66 kV及以上高压电缆试验。

3）谐振耐压试验。可调电感型谐振试验系统可满足耐压要求，但由于重量大，可移动性差，主要用于实验室。而变频谐振试验方法能满足高压交联电缆的耐压要求，具有重量轻、可移动性好的特点，适宜现场试验。该方法采用固定电抗器作为谐振电抗器，以调频的方式实现谐振，频率调节范围为30～300 Hz，符合CIGRE WG21.09《高压挤包绝缘电缆竣工试验建议导则》中推荐使用工频及近似工频(30～300 Hz)的交流电压。这种交流电压可以重现与运行工况相同的场强，并已证明是最有效的方法。  

  交流耐压试验由于试验状况接近电缆的运行工况，耐压电压值较低，而且耐压时间适当加长，更能反映电缆绝缘的状况以及发现绝缘中的缺陷。因此，国内外权威机构大力推荐交流耐压试验，取代现行的直流耐压试验。

  交流耐压试验是现场检验交联电缆的敷设和附件安装质量最有效的手段。实际运用中，电缆、发电机、大型变压器、GIS、耦合电容器等设备在耐压试验时都呈容性、对容性负载，可以采取谐振的方法进行交流耐压试验，不仅可以降低电源容量，减小设备体积，还可以使试验更安全、方便、有效。