浅谈电力电缆绝缘性试验

楚树桥

中铁电气化局集团有限公司设计研究院 北京丰台 100036

摘要：对于任何一种电气设备来说，绝缘性能的高低都是决定其安全级别的重要参考依据。良好的绝缘性能无疑将为低压电器设备提供一个更加良好的运行环境和更加持久的电力运行系统。对于低压电器设备的绝缘性能检测技术规范和测试方法可以有助于保障电气设备的良好运行。通过这些绝缘测试，我们可以更加明确低压电器的使用指标，确定其绝缘性能和质量，完善整个电力系统。在诸多的测试项目和测试环节中，绝缘电阻和耐压测试是其中两个非常重要的指标，关于他们的测试结果对于整个低压电器的运行来说具有非同一般的意义。

关键词：电力电缆；绝缘性；试验

1导言

随着人们生活和工作对电力供电系统的依赖性增大，供电安全起着重要的作用。在供电系统中，电力电缆作为电力系统的组成部分，支持整个供电系统运行的基础。电力电缆测试结果发现，发生故障的原因可以多种多样。确保电力电缆运行的稳定性和安全性，避免各种原因产生的不同类型的故障。

2电力电缆测试电缆故障原因

电缆线路的改造、大修、新建竣工以及一年一度的预防性试验时，一般要先进行绝缘电阻的测试。判断电缆线路绝缘体好坏，日常检测和故障处理。在所有电力电缆故障中，电力电缆在交接试验、预防性试验或耐压试验前由于电缆损伤没有被及时发现，运行时间长久之后就会对电力电缆的正常运行造成影响。电力电缆测试电缆故障通常情况下，主要分为断路和短路故障两种。当前为了能够对电力电缆故障进行详尽区分，主要可以分为以下几个方面：

2.1机械损伤引起的电力电缆故障比例最大，有时候可能使得测试结果很大的误差。产生的原因有直接受到震动或者是冲击性负荷的外力损坏、安装时的损坏（导致电缆的绝缘包皮出现损伤）和自然力造成的损坏，对电力电缆运行的稳定性和安全性具有较为重要的影响。对于较短的电缆，有时甚至造成错误判断。避免防水设计不合理，材料选择不当，机械强度不符合要求等设计原因造成电力电缆故障。

2.2绝缘受潮主要是中间接头和终端结构密封不良或安装不合理造成，给判断电缆绝缘体内是否存在缺陷带来较大困难。由于电力电缆是大电容电力设备，对于一些特殊环境中的电力电缆，电缆绝缘电阻的测量值一般只作为判断电缆绝缘状况的参考。因为其在运行过程中容易受到外界环境因素的影响，影响电缆绝缘电阻测量。电力电缆绝缘老化速度加快，影响电缆绝缘电阻测量。出现绝缘开裂、穿孔以及绝缘性能下降等故障，影响电缆绝缘电阻测量。

2.3在电力电缆运行过程中，过电压主要由电缆内部过电压和雷击过电压造成。由于受到外部大气或者是内部过压因素影响，大部分电压将加在与缺陷相联的未损坏部分上。导致绝缘击穿，测试结果受影响。在实际的管理工作中，设计和安装的原因也是不可避免。应严格地按技术规范、测试标准进行试验，按照规范施工。判别电缆运行状况、绝缘程度的优劣，避免在潮湿的气候条件下制作接头。

2.4由于电力电缆运行时间长，所以绝缘电阻的测量对于检查电缆绝缘受潮、脏污或存在局部缺陷是非常灵敏的。部分电力电缆运行线路比较隐蔽，不作为鉴定电缆是否能够继续运行的主要依据。在电力电缆实际运行过程中，阴雨潮湿天气或电缆头本身脏污、受潮对电缆绝缘电阻有较大的影响。为了能有效提升电力电缆测试工作效率减少电缆故障，要预先在阴雨天气或下雨后故障处理时对电力电缆进行摇测绝缘电阻、直流耐压试验以及泄漏电流的等测试。

3绝缘质量评价

3.1绝缘电阻

绝缘电阻是设置在两极之间用来隔绝低电压设备电源接触的设备结构。如果两个电极在通电后，出现了漏电情况，那就说明他们之间存在着绝缘电阻。绝缘电阻是否能够正常起作用与很多因素有关，比如绝缘电阻材料绝缘性能的好坏，很明显，使用优质的绝缘性能材料所产生的电阻效果也较为明显，劣质的绝缘性能材料则阻碍电阻效果的呈现。再比如绝缘材料的保存程度。如果绝缘材料保存不够完好，且有受潮等情况，那么绝缘电阻就会下降，反之绝缘效果就会上升。

3.2耐压测试

从理论层面来看，不同条件下的所测量出来的绝缘电阻值的大小会有所差异，因此，为了减少耐压测试的误差，我们应该选择较为稳定的环境来进行绝缘电阻的耐压测试。比如在较为适宜的湿度和温度环境中，选择合适的绝缘材料，来进行测试。

只有这样，才能够减少绝缘测试的误差，使得用户的用电系统更加安全和稳定。同时，为了保证测试结果的可靠性和可比性，可以采用多组对比测试的模式，通过改变不用的湿度、温度、环境等因素来进行多次测试，最终得出具体的测试结果，确定绝缘效果如何，从而为生产更好的绝缘产品提供技术支持。

4泄漏电流及直流耐压试验

泄漏电流试验是测量电缆在直流电压作用下，流过被试电缆绝缘的持续电流，从而有效地发现电缆的绝缘缺陷。测量泄漏电流与测量绝缘电阻在原理上是相同的，不同的只是测量泄漏电流时所用的直流电压较高，能发现一些用兆欧表测量绝缘电阻所不能发现的缺陷，如尚未贯通两电极的集中性缺陷等。通常，泄漏电流的测量是与电缆直流耐压试验同时进行的，有时也在降低试验电压的情况下单独测量。在对电缆进行直流耐压试验时，不仅看达到耐压时间时的泄漏电流值，而且要全面观察，旋转调压器必须缓慢、匀速，电压升高的时候泄漏电流也随之升高，但稍有停顿，泄漏电流就会大幅下降，这是正常的现象，如果停止升压，泄漏电流值还不减小，就说明电缆可能存在缺陷。

5电缆的交流耐压试验

5.1交流耐压试验的优点

按高压试验的通用原则，被试品上所施加的试验电压场强应模拟高压电气设备的运行状况，直流耐压试验对交联聚乙烯绝缘电缆存在局限性，而且还可能产生负作用，主要表现在以下几个方面：

5.1.1交联聚乙烯电缆绝缘层在直流和交流电压下，内部电场分布情况完全不同。在直流电压下，电场按绝缘电阻系数呈正比例分配，而XLPE绝缘材料存在电阻系数不均匀性，导致在直流电压下电场分布的不均匀性。

5.1.2交联聚乙烯绝缘电缆在直流电压下会积累单极性电荷，释放由直流耐压试验引起的单极性空间电荷需要很长时间。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，电缆上的电压值将远远超过其额定电压。

5.1.3交联聚乙烯绝缘电缆的一个致命弱点是其绝缘内容易产生水树枝，在直流电压，水树枝会迅速转变为电树枝，并形成放电，加速了絕缘水劣化，以致于在运行工频电压作用下形成击穿。

5.1.4直流耐压试验不能有效地发现在交流电压作用下电缆的某些缺陷。

5.2电缆试验的发展

在1980年左右，国外电力部门发现了直流耐压试验对橡塑绝缘是无效的且具有危害性。1997年国际大电网会议（CIGRE）发表《高压挤包绝缘峻工验收试验导则》（30～300Hz及试验电压标准），在全世界范围内广泛推广应用。我国在20世纪90年代中期已开始并关注此问题，并颁发了相关标准：Q/CSG10007-2004中国南方电网有限责任公司企业标准《电力设备预防性试验规程》。

6结论

总之，直流耐压试验对交联聚乙烯绝缘电缆存在局限性，而且还可能产生负作用，在工程上，存在着很多旧电缆驳接新电缆的情况，使用直流耐压试验，试验电压很高（达到35kV）击穿或者破坏旧电缆的风险较高。交流耐压试验由于试验电压较低（交接试验21.75kV，预试13.92kV）不能用来检查正常绝缘的绝缘水平所以在现实中，遇到这样的情况下，大多数还是选择使用直流耐压试验。

参考文献：

[1]王鹏，周凯，吴广宁.变频电机绝缘的局部放电检测技术[J].高电压技术，2014，02：519-525.

[2]彭鹏，王湘中.直流电源绝缘检测技术研究[J].电子世界，2014，02：46-47.

[3]张乔斌，卞强，丰少伟，朱爱芳.一种新型绝缘检测设备的设计[J].船舶标准化工程师，2014，04：24-26.

[4]张世弘，刘振兴，廖雪超，呙娟.在线高压电机绝缘检测系统的设计与实现[J].自动化与仪表，2014，09：24-28.

[5]徐永强.电力设备绝缘局放检测新技术应用探析[J].机电信息，2014，36：121-122.