电力系统中的电力电缆及其高压试验

李树才

摘要：电力电缆的概念：电力电缆是用于传输和分配电能的电缆，电力电缆常用于城市地下电网、发电站引出线路、工矿企业内部供电及过江海水下输电线。在电力电缆技术中，通常把35kV及以下电压等级的电缆称为中低压电缆。110kV及以上等级的电缆称为高压电缆。

关键词：电力电缆

在电力系统中传输分配大功率电能的设备有架空线路和电力电缆两种方式。架空线路具有结 构简单、投资小、便于维护等优点，而电力电缆能适应地下、水底等各种敷设环境，能满足长期、安全传输电能的需要。在输电线路中，电力电缆是架空输电线路的重要补充，实现架空输电线路无法完成的任务。同时，在城市配电网中电缆已经逐步取代架空配电线路，已在配电网中占主导地位。

一.电力电缆的分类及各组成部分的作用

1.电力电缆的分类

目前，电缆的产品和型号有数千种。根据其特点特性有不同的分类。

（1）按电压等级分，可分为低压电缆（1kV）、中压电缆（6～35kV）、高压电缆 （110kV）、超高压电缆（220～500kV）以及特高压电缆（1000千伏及以上）;

（2）按电流传输方式，分为交流电缆和直流电缆;

（3）按绝缘材料可分为油浸纸作绝缘电力电缆（以油浸纸作绝缘的电力电缆）、塑料绝缘电力电缆（绝缘层为挤压塑料的电力电缆）、橡皮绝缘电力电缆（绝缘层为橡胶加上各种配合剂，经过充分混炼后挤包在导电线芯上，经过加温硫化而成）[1];

2.电力电缆的组成及作用

组成电力电缆的基本结构，主要是线芯、绝缘层和外护层三部分。为了保护绝缘和防止高电场对外产生辐射干扰通信等，还包括金属护层并要求接地。对于多芯电缆，为方便制作成型，在其电缆绝缘线间还增加有填料。

典型的6～35kV三芯交联电缆其结构包括，导体、导体屏蔽、绝缘、绝缘屏蔽、铜带屏蔽、填充、内护套、钢带铠装、外护套、导体。电力电缆的导电线芯，简称导线，其作用是用来传输电流（交流或直流），是电缆的主要部分。为了起到减少线路损耗和降电压的作用，电力电缆的导电线芯主要采用具有高导电性能的，有一定的抗拉及伸长强度的防腐蚀、易焊接的铜、铝材料制成。导体线芯一般由多股导体绞合形式，是因大截面情况下，如采用单股实芯导体，其柔软性不如多股绞合，不能随意弯曲。导体表面电场强度最大，如果局部有毛刺则该处的电场强度会更大。因此，设计和生产中以及使用部门在制作接头的导体连接时，要解决的主要技术问题之一就是力图使导体表面尽量做到光滑圆整無毛刺，以改善导体表面电场分布。

二.电缆终端头制作要求及注意事项

电缆终端头是将电缆与其他电气设备连接的部件，是电缆线路的薄弱环节，电缆附件应与电缆本体一样能长期安全运行，并具有与电缆相同的使用寿命。

1.电缆头的制作基本要求如下。

（1）导体连接好

（2）绝缘可靠。

电缆头的绝缘性能应不低于电缆本体，所用绝缘材料的介质损耗要低，在结构上应对电缆附件中电场的突变能完善处理，有改变电场分布的措施。

（3）密封良好。

必须保证隔绝电缆头内部与外界的一切联系，以有效防止外界水分或导电介质的侵入。

2.电缆终端头制作过程中的注意事项

（1）电缆终端电应力控制

（2）要剥除一段电缆的外半导电层（外屏蔽）和铜屏蔽层用来保证高压对地的爬电距离，但是为缓解电缆终端的电应力集中现象，剥除的长度又不能太长。

（3）清洁主绝缘层时不能将导体粉末带到主绝缘层上，以免降低绝缘性能。

（4）剥离半导体层时用刀不能过深，以防划伤主绝缘层。

（5）压接完接线鼻子后要打磨毛刺，防止尖端放电的发生。

三.电力电缆试验

电缆试验是检查电缆质量、绝缘状况和对电缆线路所做的各种测试，由于电力电缆是用于传输大功率电能，一般在高电压、大电流条件下工作，所以对其电性能要求很高，为了检验电缆的制造和安装质量，减少运行事故，提高供电可靠性，必须进行性能试验。

电力（橡塑）电缆试验项目如下。

1.主绝缘绝缘电阻试验

1）试验目的：初步判断主绝缘是否受潮、老化，检查耐压试验后电缆主绝缘是否存在缺陷。绝缘电阻下降表示绝缘受潮或发生老化、劣化，可能导致电缆击穿和烧毁。绝缘电阻能有效检测出整体受潮和贯穿性缺陷，对局部缺陷不敏感。

2）测量方法：分别在每一相测量，非被试相及金属屏蔽（金属护套）、铠装一起接地。由于电缆容量较大，测试前后应充分放电;测量完毕前，应首先断开测试线，以防止电缆对兆欧表放电而造成损坏。必要时，采用屏蔽方法消除表面泄漏电流的影响。试验中，电

缆两端应派人看守监护

2.电缆外护套绝缘电阻试验

1）试验目的与要求：外护套是包裹在电缆最外面的保护覆盖层，主要对金属铠装层起防腐蚀作用。测量外护套的绝缘电阻就是测量金属铠装层对地的绝缘电阻，使用1000V绝缘兆欧表，要求外套的绝缘电阻（ΜΩ）与被测电缆长度（km）的乘积大于0.5ΜΩ[2]。

2）试验数据判断：当外护套的绝缘电阻（ΜΩ）与被测电缆长度（km）的乘积小于0.5ΜΩ时，应判断其是否已破损进水。用万用表的正、负表笔，轮换测量铠装层对地的绝缘电阻，如表笔调换前后的绝缘电阻差异明显，可初步判断内衬层破坏进水。

3.电缆内衬层绝缘电阻试验

1）内衬层是包裹在屏蔽层上的保护覆盖层，用以防止绝缘受潮。

2）试验目的与要求：测量内衬层的绝缘电阻是测量屏蔽层对金属铠装层的绝缘电阻，使用1000V兆欧表要求内衬层的绝缘电阻（ΜΩ）与被测电缆长度（km）的乘积大于0.5ΜΩ。

3）试验数据判断：当内衬层的绝缘电阻（ΜΩ）与被测电缆长度（km）的乘积小于0.5ΜΩ时，应判断其是否已破损进水。用万用表的正、负表笔，轮换测量铠装层对屏蔽层的绝缘电阻，如表笔调换前后的绝缘电阻差异明显，可初步判断内衬层破坏进水。但内衬层破坏进水后应尽快检修。

4.橡塑绝缘电力电缆主绝缘交流耐压试验

传统的方法是对电缆线路进行直流耐压，实践证明这种方法对油纸绝缘的电缆是合适的，但对高电压等级的橡塑绝缘电缆是低效而且有害的。对橡塑绝缘电缆施加交流耐压，其电场强度按照电容分布，与电缆运行时的绝缘状态相符[3]。

参考文献：

[1] 高翾宇，王然，闫洪瑞，商朝阳，杨家铭.浅谈电力电缆绝缘的分类与发展[J].科技创新导报，2019，16（23）：26+28.

[2] GB50150-2006，电气装置安装工程电气设备交接试验 标准[S]

[3]吴云飞. XLPE电缆主绝缘状态检测方法的研究[D].华中科技大学，2005.