交联聚乙烯电缆试验方法

  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“串联谐振试验装置“高压设备供应商而努力。

  电力电缆在电力系统及城市配电网中使用广泛， 具有占地少，供电可靠，有利于提高电力系统功率因素等优点，其绝缘状况直接影响电力系统发、供、配电的安全运行。随着城市规模的扩大，投入运行的高压电力电缆（电压为6～10kV）逐年增多。20 世纪90 年代以前均为粘性油纸绝缘电缆，近年来，随着技术进步，粘性油纸绝缘电缆已淘汰，逐步被交联乙烯电缆所取代。根据多年的一线工作经验，笔者知道电力电缆终端头是电气设备中最容易发生击穿或短路故障的设备之一。因此电缆投运前及运行中应当按《规程》要求对电缆进行电气试验，以便及时发现缺陷，及时处理，防止电力事故的发生。对于油纸绝缘的电缆，过去主要采用直流耐压试验，测量泄漏电流和绝缘电阻来判断其绝缘的好坏。随着交联聚乙烯（XLPE）电力电缆越来越被广泛应用， 电力电缆的试验方法引入交流耐压试验，包含工频耐压试验、谐振耐压试验、超低频0．1Hz 耐压试验、振荡电压试验等。直流耐压的种类较多，接线方式各异，试验结果差别很大，直流耐压试验和交流耐压试验是否都适合用于交联聚乙烯（XLPE）电力电缆的电气试验，在实际工作中，需要我们选择合理的试验方法和正确判断试验结果，查出电缆的绝缘状态，为电缆的安全运行提供可靠的保证。

  直流耐压试验适用于油纸绝缘电缆

  直流耐压试验的目的在于检验电缆的耐压强度， 检查绝缘干枯、气泡、纸绝缘中的机械损伤和工艺包缠缺陷，实践证明效果良好，可获取其内部缺陷的可靠数据。因为在直流电压状况下绝缘物质中的电压依照电阻系数分配， 如果绝缘物质存在问题， 电压大多被和有问题部分串联的没有受到损坏的绝缘物质的电阻承受，让问题较易被发现，较便捷找到介质缺陷。电缆纸绝缘在直流电压状况下的击穿强度大概是交流电压状况下的两倍， 因此能够加上更高的直流电压对不导电油纸绝缘进行耐压试验。在很多状况下，用摇表试验电缆的不导电性能优良，可是在直流耐压试验中发生绝缘被击穿，因此直流耐压是检测纸绝缘中、高压电缆缺陷的有效手段。其优点是所需试验设备容量小、体积小，携带操作方便，特别适合现场试验，在油纸绝缘电缆上的应用是成功的，国际和国家标准均有明确规定。

交联聚乙烯电缆（ＸＬＰＥ）属于固体绝缘电缆，是经过特殊的物理、化学方法交联而成；具有良好的电气绝缘性能，击穿强度高，介质损耗角正切值ｔｇδ小，绝缘电阻高。有较高的耐热性和耐老化性能，重量轻，允许工作温度高，载流量大，适宜高落差和垂直敷设；因此，交联聚乙烯电缆在世界范围内得到了广泛的应用。

１．直流耐压试验不适合交联电缆的耐压试验的原因。由于电缆线路的电容很大，若采用工频电压试验，必须有大容量的工频交流试验变压器，现场试验很难实现；所以传统的耐压试验方法是采用直流耐压试验。因为电缆的直流绝缘电阻很大（一般在１０ＧΩ以上），所以在作直流耐压试验是充电电流极小，具备试验设备容量小、重量轻、可移动性好等优点；但直流耐压试验方法对于ＸＬＰＥ交流电缆，无论从理论还是实践上却存在很多缺点。主要体现在：

1.1试验的等效性差：高压试验技术的一个通用原则是试品上所施加的试验电压场强应模拟高压电器的运行工况。高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应该有相同的物理过程。

2.直流和交流小的电场分布不同：直流电压下，电缆绝缘的电场分布取决于材料的体积电阻率，而交流电压下的电场分布取决于各介质的介电常数，特别是在电缆终端头、接头盒等电缆附件中的直流电场强度的分布和交流电场强度的分布完全不同，而且直流电压下绝缘老化的机理和交流电压下的老化机理不相同。因此，直流耐压试验不能模拟ＸＬＰＥ电缆的运行工况。

3.放电难以完全：ＸＬＰＥ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偏压释放。电缆如果在直流残余电荷未完全释放之前投入运行，直流偏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，从而有可能导致电缆绝缘击穿。

４。会造成击穿的连锁反应：直流耐压试验时，会有电子注入到聚合物介质内部，形成空间电荷，使该处的电场强度降低，从而易于发生击穿。ＸＬＰＥ电缆的半导体凸出处和污秽点等处容易产生空间电荷。但如果在试验时电缆终端头发生表面闪络或电缆附件击穿，会造成电缆芯线上产生波振荡，在已积聚空间电荷的地点，由于振荡电压极性迅速改变为异极性，使该处电场强度显著增大，可能损坏绝缘，造成多点击穿。

５。对水树枝的发展影响巨大：ＸＬＰＥ电缆致命的一个弱点是绝缘内易产生水树枝，一旦产生水树枝，在直流电压下会迅速转变为电树枝，并形成放电，加速了绝缘劣化，以致于运行后在工频电压作用下形成击穿。而单纯的水树枝在交流工作电压下还能保持相当的耐压值，并能保持一段时间。

  实践也表明，直流耐压试验不能有效发现交流电压作用下的某些缺陷，如在电缆附件内，绝缘若有机械损伤或应力锥放错等缺陷。在交流电压下绝缘最易发生击穿的地点，在直流电压下往往不能击穿。直流电压下绝缘击穿处往往发生在交流工作条件下绝缘平时不发生击穿的地点。