高壓電（diàn）纜試驗工藝

*節 定相試（shì）驗

核（hé）對電纜的相序非常重要，如果（guǒ）接錯相序，輕則造成馬達倒轉（zhuǎn），重則造成相間短路，這是不允許的。
因此，必（bì）須在（zài）交接時認真核對電纜的相序，進行定相試驗。

定相最（zuì）常用的方法是幹電池加電壓表法，如圖（tú）12-1所示（shì）。

圖12-1 電纜定相接線圖

所用的幹電池電壓與直流（liú）電壓表的量程應適當配合，使直流電壓表的量程略大於幹電池電壓即可。
直流電（diàn）壓表選用（yòng）盤中央為零值的雙向表，若沒有，則可使用普通萬用（yòng）表的直流電壓檔。

定相時，先認定一端(圖1中的甲端（duān）)的相（xiàng）序，定出A、B、C三相，然後將幹電池的正極接A端，負極接B端，而在另一端(圖（tú）1中的乙（yǐ）端)接電（diàn）壓表，找出相對應（yīng）的兩（liǎng）相來（電壓（yā）表有指示（shì）的兩相為對應相），仔細觀察電壓表的（de）擺動方向，如果表針（zhēn）正指，則表的正接線柱上所接的纜芯（xīn）為A相，負接線柱上所接的纜（lǎn）芯（xīn）為B相，則未接電（diàn）壓表的一相必然為C相。

查明電纜（lǎn）的相位準確無誤後，再將電纜各相接至所聯接的設備或線路上。

第二節 絕緣試驗（yàn）

一、絕緣電阻測量

從電（diàn）纜絕緣電阻的（de）數值可初步判斷電纜絕緣是（shì）否受潮、老化 , 並可檢查由耐（nài）壓試驗檢出的缺陷的（de）性質，所以，耐壓前後均應測量絕緣電阻。
測量時電壓為1kV及以上的電纜（lǎn）應使用2500V兆歐（ōu）表進行；運行中的電纜要充分（fèn）放電，拆除（chú）一切對地連線，並用清潔幹燥的布擦淨（jìng）電纜頭, 逐相測量。
由（yóu）於電纜電容很（hěn）大，操作時兆歐（ōu）表的搖動速（sù）度（dù）要均勻（yún）。
測量完畢，應先斷開兆歐表與電纜的連接（jiē）再停止搖動，以免電容電流對（duì）兆歐表反充電；每次測量後都（dōu）要充分放電，操作應采（cǎi）用（yòng）絕緣工具（jù），以防止電擊。
為了測量得準確，應在（zài）纜（lǎn）芯端部絕緣上或套管端都裝屏蔽環並接往（wǎng）兆歐表的屏（píng）蔽端子。
此外，當電纜較長充電電流較大時, 兆歐表電纜一（yī）般（bān）均取 15s和 60s 的（de）讀數R15 和 R60。

運行中的電纜, 其絕緣電（diàn）阻應從各次試驗數值的變化規律及相（xiàng）間的相（xiàng）互比（bǐ）較不綜合判斷，其相間不（bú）平（píng）衡係數一般不大於 2～2.5 。

電纜絕緣（yuán）電阻的數值隨電纜的溫度和長度而變化的。
為便（biàn）於比較，應換算為20℃時每千（qiān）米（mǐ）長的數值，即：Ri20 = Rit·KL

式中（zhōng）Ri20——電纜在20℃時的單位絕緣（yuán）電阻（MΩ·km ）；

Rit——電纜長度（dù）為L，在t℃時的絕緣電阻（zǔ）（MΩ）；

L ——電纜長度（km）；

K——溫度係數，見（jiàn）表1。

表1     電纜絕緣的溫度換算係數（shù）

停止運行時間較長（zhǎng）的地下電纜可以土壤溫度為準，運行（háng）不久的（de）應測量（liàng）導體直流電（diàn）阻後計算纜芯溫度。
良好電纜（lǎn）的絕緣（yuán）電阻值通常很高，其最低值按（àn）製造廠規定：新的交聯聚乙烯電纜（lǎn），每一纜芯對外皮的絕緣電阻(20℃時每千米的數值（zhí）), 額定電壓 61kV 的應不小於1000MΩ；額定電壓 10kV 應（yīng）不（bú）小於1200MΩ； 額（é）定電壓 35kV 的應（yīng）不小於 3000MΩ。

對於橡塑絕緣電纜 ( 主要指交聯聚乙烯電纜 ), 除測（cè）量（liàng）芯線絕緣電阻外，還要測（cè）量鋼鎧甲對地的（de）絕緣電阻及銅屏蔽對鋼鎧甲的絕緣電阻，以確定外、內護套有無損傷，判斷絕緣有無受潮的可能。
測（cè）量時通常用 500V 兆歐表進行，當（dāng）絕緣電阻低於 0.5MΩ時，應用萬用表正、反接線分別測（cè）屏蔽層對鎧裝、鎧裝（zhuāng）層對地的絕緣電阻，當兩次測得的阻值相差較大時，表明外護套或內襯層已破損受（shòu）潮。

二、直流耐（nài）壓試（shì）驗

1、直流耐（nài）壓試驗設備

電纜直流耐壓已有成套試驗（yàn）設（shè）備可供選用。
它將各種（zhǒng）試（shì）驗器具、儀表（biǎo）組合成套，使現場應用更加方便。
圖12-2是用（yòng）於35kV電纜直流耐壓（yā）試驗的接線圖，這（zhè）裏用了倍壓整流電路。
現（xiàn）簡介如下：

1)試驗變壓器T——試（shì）驗變壓器又叫升壓變壓器，容量如表2所示。

2)調壓變壓器Tl——容量（liàng）為1～3kVA，輸出電壓為0～250V。

3)整流器——高（gāo）壓矽堆D。
常用高壓矽堆反峰電（diàn）壓分別為150kV和200kV，最大整（zhěng）流電流為（wéi）lA。

由於在直流耐壓試驗中，當整流器截止時它自身承受的（de）電壓是試驗電壓的（de）2倍．因（yīn）此，直流試驗電（diàn）壓不得大於整（zhěng）流器額定（dìng）反峰電（diàn）壓的1/2。

4)泄漏（lòu）電流表（biǎo）——微安表，用於測量電纜線路在高壓直流電壓（yā）下絕緣（yuán）內的泄漏電流值。

5)限流電阻R——一般應用阻值為500kΩ的水電阻為限流電（diàn）阻用（yòng）以限（xiàn）製試驗回路內在加壓瞬間產生的充電電流、當（dāng）絕緣擊穿時的擊穿電流以及試驗結束需釋放的電纜剩餘電（diàn）荷等，可保護試驗設備和儀表（biǎo）。

6)電容器C——為了獲得倍壓整流電壓，必須在試驗變壓器高壓側與整流器之間（jiān）串聯一個電容器（qì）。
其電壓等級（jí）與被試電纜的試驗電壓有關（guān），其電容量與被試（shì）電纜的（de）電容及泄漏（lòu）電流有關。

2、電力油（yóu）紙絕緣電纜直流試驗電壓標準

油紙絕緣電力（lì）電纜（lǎn）直流試驗電壓標準如表3所示。

表3 紙絕緣電纜（lǎn）直流試驗電壓標準（施加電壓/加壓時間）

注1：電纜故障修（xiū）理和改接後試驗。
6～35kV電纜同預防性試驗，110～220kV電纜同交（jiāo）接試驗。

注2：110～220kV電纜外護套（tào）交接試（shì）驗電壓為直流10kV，加（jiā）壓時間1min。

3、油紙（zhǐ）絕緣電纜采用直流耐壓試驗的優點

油紙絕（jué）緣電力電纜，除了製造廠在進行例行試驗時采用交流（liú）電（diàn）壓外，安裝和運行單位對電纜線路進行交接驗收和預（yù）防性試驗或故（gù）障修複後試驗，都采用直流耐壓。
因為直（zhí）流耐壓試驗具有下列優點：

1）對電纜（lǎn）作直流耐壓時一般以半波整流獲得試驗電壓，並應用多倍壓整流技術故可用體積容量都較小的（de）試驗設備(試（shì）驗變壓器和整流設備)，獲得對（duì）較長電纜線（xiàn）路進（jìn）行直流高壓的試驗電壓。
就是說，直流試驗設備攜帶輕便，適合現場使用。

2）交流（liú）耐（nài）壓試驗時有可能引起絕緣（yuán）空隙（xì）中產生遊（yóu）離放電，而導（dǎo）致絕緣的*性損壞，采（cǎi）用（yòng）直流耐壓則避（bì）免了這樣情況發生。

3）直流耐壓試驗時，可以同時測量泄漏電流根據（jù）泄漏電（diàn）流的數（shù）值及其隨時間的變化，或泄漏電流和（hé）試驗電壓的關係可判斷（duàn）電纜的絕緣狀況。

4）電纜直流（liú）耐壓試驗，按規程（chéng）規定采用負極性接線．即將導體（tǐ）接（jiē）負極。
這種接法的好處是，如果紙絕緣已經受潮，由於水帶正電，在直流電壓下，有明顯電滲現象，會使水分於（yú）從表層移向導（dǎo）體（tǐ）(負極)，從而使泄（xiè）漏電流增大，甚至形成（chéng）貫穿性通道這樣就有利於暴露紙絕緣（yuán）中已經局部受潮的（de）缺陷。

5）直流耐壓試驗加壓時（shí）間可較短，如規程規定6～35kV電纜交接和預防性試驗每相加壓時間為5min這是因為（wéi）直流擊穿電壓與加壓時間關係不大，如（rú）有缺陷，一（yī）般在直流電壓下幾分鍾內就可被發現，無需（xū）長時間加壓。

4、泄漏電流試驗（yàn）

電壓為 35kV 及以上的電纜，由（yóu）於試驗電（diàn）壓高，通過試品表麵及周圍空間的泄（xiè）漏電（diàn）流相（xiàng）當大， 所以兩端的終端頭均應屏蔽，如圖12-3所示。
電源端采取屏蔽將表（biǎo）麵和空間的雜散泄漏電流排除，另一端的雜散泄漏電流 I2 流（liú）經微安表μA2 。
於是，試（shì）品的泄漏電流 IX可由微安表 μA1 的讀數 I1 減（jiǎn）去（qù） I2而得（dé）IX =I1-I2

在直流耐壓試驗時測（cè）泄漏（lòu）電流，實際上和用（yòng）兆歐表測電纜絕緣（yuán）電阻兩者道理是*相（xiàng）同的。
但由於直（zhí）流耐壓時施加（jiā）電壓和使用的儀表準確度，都高於兆歐表，而且（qiě）可在加壓（yā）過程中觀察泄漏電流的（de）變化，所（suǒ）以泄漏電流試（shì）驗比測量絕緣電阻更能有效地發現絕緣缺陷。

電纜在直流電壓下，流過絕（jué）緣內（nèi）部的電流是由電容電流、吸收電流和傳導電流的疊加。
流過絕緣的泄漏電流隨時間而變化（huà）。
它同電纜絕緣的品質、所含雜質、氣泡、水分等（děng）含量有關。
可以分這樣三種情況：

1)絕緣完好的電纜，隨著加（jiā）壓時間延長，泄漏電流減少，井趨於一個（gè）穩定數值。

2)絕緣較差的電纜，泄漏電流（liú）很快趨向穩定值，而且穩（wěn）定後的數值與（yǔ）初始值很接近。

3)絕（jué）緣存在嚴（yán）重（chóng）缺陷耐，泄漏電（diàn）流不隨時間增長而下降，反而出現上（shàng）升趨勢。
如果（guǒ）延長加壓時間或提高直（zhí）流電壓。
泄漏電流增加的趨（qū）勢可能繼續發展直到絕緣擊穿。

為使所（suǒ）測得的泄漏電流反（fǎn）映電纜（lǎn）絕緣的真實狀況，應采取措施消除外來因素對（duì）泄漏電流的影響。
如（rú）果測得的泄（xiè）漏電流數值不穩定，泄漏電流隨時（shí）間延長而上升，或隨試（shì）驗電壓增加（jiā）而急劇（jù）上升，必須查（chá）明原因。

一般把電纜直（zhí）流耐壓後和耐壓（yā）前所（suǒ）測泄漏電流（liú）的比值稱（chēng）為吸收比。
所謂耐壓前泄漏電流（liú）是指在直流耐壓試驗加到規定電壓後lmin時的泄漏（lòu）電流I1，耐壓後泄漏電流是耐壓持（chí）續（xù）到4min(對於6～35kV電纜)繞（rào）包（bāo）機或14min(對於110～220kV電纜)時的泄漏電流I2。
規程規定，電纜泄漏試驗的合格標準是吸收比I2/I1≤l。

5、橡塑電（diàn）纜的直（zhí）流耐壓試驗

1）XLPE電纜的直流（liú）耐壓試驗標準

在我國直流電壓目前仍然是XLPE電纜進行耐壓試驗的主要電源。
試驗（yàn）電壓一般為（wéi）≤3U。
，現行試驗標準如表4所示（shì）。

表4 XLPE電纜直流試驗電壓標準（施加電壓/加壓時間）

注：在IEC標（biāo）準中，額定電壓150kV以上XLPE電纜（lǎn）及附件安裝後的（de）電氣試（shì）驗，明確規定采用交流電壓試驗，即施加電（diàn）力係統（tǒng）相間電壓U(√3U0)，經（jīng）lh。
或施加正常運行電壓Uo，經24h試驗，不推薦采（cǎi）用（yòng）直流電壓試驗。

2）橡塑電纜采用直流耐壓試驗存在的（de）問題

我國使用高壓 (110～220kV) XLPE電纜始於（yú）1984年。
隨著（zhe）城（chéng）市電網建設和改造的（de）發展（zhǎn），從1985年以後，廣州、上海、北京等大城（chéng）市相繼從國外進口高壓XLPE電纜及附件。
正是從這個時候開始，一些國家通過對高壓XLPE電纜采用直流耐壓試（shì）驗的結果和電纜運行情況（kuàng）進行了研究分析（xī），得（dé）出（chū）了一個共（gòng）同的結（jié）論，即高壓XLPE電（diàn）纜（lǎn）不宜采用直流耐壓試驗，認為XLPE電纜在進行直流耐壓試驗（yàn）時，主要存在以下三方麵的問題：

a、XLPE電纜絕緣層在直流和交流電壓下，內部電場分布（bù）情況*不同。
在直流電壓下，電（diàn）場（chǎng）按絕緣電阻係數呈正比例分配，而XLPE絕（jué）緣（yuán）材（cái）料（liào）存（cún）在電阻係數的不均（jun1）勻性，因而導致（zhì）在直流電壓下電場分布的不均勻（yún）性。
在交流電壓下，電場按（àn）介（jiè）電（diàn）係數呈反比例分配，XLPE為整（zhěng）體絕（jué）緣結構，其（qí）介電係數為2.1～2.3，且一般不受溫度變化的影響。
因此，在交流電場下（xià），XLPE絕緣內部電（diàn）場分布（bù）是比較穩定的。
這樣，往往造（zào）成在（zài）交流（liú）工作電壓下有缺陷（xiàn）的部位（wèi）在直流試驗時不易擊穿，反過來，在直流試驗時（shí）被擊（jī）穿部位，在交流工作電壓下卻不會產生問題。

b、XLPE絕緣內部如果有了水樹（shù）枝，在交（jiāo）流工作電壓下，水樹枝的發展（zhǎn）是很緩慢的（de）。
而在直流耐壓試驗時，會加速水（shuǐ）樹枝的發展，甚至轉變為電樹枝。
即直流試驗會導致XLPE絕緣產生（shēng）積累（lèi）效（xiào）應，加速（sù）絕緣老化，縮短使用（yòng）壽命。

c、直流耐壓試驗過程中，在XLPE電纜及附件絕緣內，會形成空間電荷，空間電荷的不斷形成（chéng）可使（shǐ）電纜在交流工作電壓下導致擊穿，或在附件界麵因積累電荷而沿（yán）界麵滑閃。

綜上（shàng）所敘，直（zhí）流試驗電（diàn）壓不能有效發現XLPE電纜的絕緣缺（quē）陷。
而且，直流試驗電壓可能造成XLPE電纜絕緣的損傷，以至在試驗後重新投（tóu）入運行時，在交流工作電壓下（xià）提早發（fā）生絕緣擊穿事故（gù）。
因此（cǐ），對於XLPE電纜有必要采用除直流試（shì）驗之外的其它（tā）試驗方（fāng）法。

三、橡塑電纜交流耐壓試驗

1、超低（dī）頻

直流（liú）試驗不能（néng）有效檢驗出XLPE電（diàn）纜線路的缺陷，並且注入了空間（jiān）電（diàn）荷又（yòu）會影（yǐng）響（xiǎng）其絕緣（yuán）性能。
而采用交流（liú）電（diàn）壓試驗（yàn），需要高電壓大容（róng）量的試驗設備。
於是可以選用超低頻(0.1Hz)電壓試（shì）驗。
從50Hz改到0.1Hz理論上可以把試驗（yàn）設備容量降低到l／500。
這樣，0.1Hz的試驗設備就可以與直流試驗設備（bèi）一樣做到容量小、重量（liàng）輕（qīng），適（shì）合於現場使用。

目前上開發（fā）的0.1Hz試驗設備，電壓均低於100kV，隻適用於中壓(6～85kV)XLPE電纜線路。
一般推薦的試（shì）驗標準是3U0/lh。
一些單位應用實踐表明，0.1Hz電壓（yā）試驗（yàn）能有效找出XLPE電纜線路的缺陷，不（bú）會給良好絕緣帶來損傷。
而且應用（yòng）0.1Hz試驗設備可對XLPE電纜進行介損測量（liàng），根據曆年來對同一條電纜所測介損數據，可對（duì）XLPE絕緣的老化程度進行分析（xī）、判斷。

2、串聯諧振電源裝置（zhì）

目前開發的20～300Hz調頻諧振電源裝置，利用電抗器作為電纜對地電容補償，在頻率可（kě）調的條件下（xià），根據f=2π√LC使（shǐ）試驗（yàn）頻率接（jiē）近或達到諧振點，以減小試驗變壓（yā）器的（de）輸出功率。
試驗證明：20～300Hz電壓試驗（yàn）能（néng）有效發現XLPE電（diàn）纜線路的缺陷。