高壓電纜（lǎn）試驗工藝

*節 定相試驗

核（hé）對電纜的相序非常重要，如果接錯相序（xù），輕則造成馬達倒（dǎo）轉，重則（zé）造成相間短（duǎn）路，這是不允許的（de）。
因此，必須在交接（jiē）時（shí）認真核對電纜的相序，進行定相試驗。

定相最常用的（de）方法是幹電池加電壓表法，如（rú）圖（tú）12-1所示。

圖12-1 電纜定相接線圖

所用的幹電（diàn）池電壓與直流電壓表的量程應適（shì）當配合，使直流電壓表的量程略（luè）大於幹電池電壓即可。
直流（liú）電壓表選用盤（pán）中央為零值的雙向表，若沒有，則可使用（yòng）普（pǔ）通萬用表的直流電壓（yā）檔。

定相時，先認定一端(圖（tú）1中（zhōng）的甲端)的相序（xù），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1中的乙端)接（jiē）電壓表，找（zhǎo）出相對應的兩相來（lái）（電壓（yā）表有指示的兩（liǎng）相為對應相），仔細觀察電壓表的擺動方向，如果表針正指，則表的正（zhèng）接線柱上所接的纜芯為A相（xiàng），負接線柱上所接的纜芯為B相，則（zé）未接電壓（yā）表的一相必然為C相。

查明電纜的相位準確無誤後，再將（jiāng）電纜各（gè）相接至所聯接的設備（bèi）或線路上。

第二節 絕緣試驗

一、絕緣電阻測量

從電纜絕緣電阻的數值可初步判斷電（diàn）纜絕緣是否受潮、老化 , 並可檢查由耐壓試驗檢出的缺陷的性質，所以，耐壓前後均應測（cè）量絕緣電阻。
測量時電壓為1kV及以上的電纜應使用2500V兆（zhào）歐表進行；運行中的電（diàn）纜要充分放電，拆除一切對地連線，並用清潔幹燥的布擦淨電纜頭（tóu）, 逐相測量。
由於電纜電容很大，操作時兆（zhào）歐表的搖動速度要均勻。
測量完畢，應先斷（duàn）開兆歐表與電纜的連接再停止搖動，以免電容電流對（duì）兆歐表反充電；每次測量（liàng）後都要充分放電，操作應采用絕緣工具，以防止電（diàn）擊。
為了測量得準確，應（yīng）在纜芯端部絕緣上或套管端都裝屏蔽環並接往兆歐表的屏蔽端子。
此外，當電纜較長充電電流較大時, 兆歐表電纜一般均取 15s和 60s 的讀數R15 和 R60。

運行中的電纜, 其絕緣電阻應（yīng）從各次（cì）試驗數值的變（biàn）化規律及相間的相互比較不綜合（hé）判斷，其相間（jiān）不平衡係數一（yī）般（bān）不大於 2～2.5 。

電纜（lǎn）絕緣電阻的數值隨電纜的溫度和長度而（ér）變化的。
為便於比較，應換算為20℃時每千米長的數值，即：Ri20 = Rit·KL

式（shì）中Ri20——電纜在20℃時的單位絕緣電阻（MΩ·km ）；

Rit——電纜長度為L，在t℃時（shí）的絕緣電阻（MΩ）；

L ——電纜長度（km）；

K——溫度係數，見表1。

表1     電纜絕緣的溫度換算係數

停止運行時間較（jiào）長（zhǎng）的地下電纜可以土壤溫度為準，運行不（bú）久的應測量導體直流電阻後計算纜芯溫度。
良好電纜的絕緣電阻（zǔ）值通常很高（gāo），其最低值按製（zhì）造廠（chǎng）規定：新的交聯（lián）聚（jù）乙烯電纜，每一纜芯對外皮的絕緣電阻(20℃時每千米的數值（zhí）), 額（é）定電壓 61kV 的應（yīng）不小於1000MΩ；額定電壓 10kV 應不小於1200MΩ； 額定電壓 35kV 的應不小於 3000MΩ。

對於（yú）橡塑（sù）絕（jué）緣電纜 ( 主要指交聯聚乙烯電纜 ), 除測量芯線絕緣電阻外，還要測（cè）量鋼鎧甲對地的絕緣電阻（zǔ）及銅屏蔽對鋼鎧甲的絕（jué）緣電阻，以確定外、內護套有無損傷，判斷絕緣（yuán）有無受潮的可能。
測量時通常用 500V 兆（zhào）歐表進行，當絕緣電阻低於 0.5MΩ時，應用萬用表正、反接線分別測屏蔽（bì）層對鎧裝、鎧裝層對地的絕緣電阻，當（dāng）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潮。

二、直流耐壓試驗（yàn）

1、直流耐壓試驗（yàn）設備

電纜直（zhí）流耐壓已有成套試驗設備可供選用。
它將各種試驗器具、儀表組合成套，使現場應用更加方便。
圖12-2是用（yòng）於35kV電纜直流耐壓試驗的接線圖，這裏用了倍壓整流電路。
現簡介（jiè）如下：

1)試驗變壓器T——試驗（yàn）變壓器又叫（jiào）升（shēng）壓變壓器，容量如表2所示。

2)調壓變壓器Tl——容量為1～3kVA，輸出電壓為0～250V。

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

由於在直流（liú）耐壓（yā）試（shì）驗中，當整流（liú）器截止時它自身承受的電壓是試驗電壓的2倍．因此，直（zhí）流（liú）試驗電壓不得大於整（zhěng）流器額定反峰電壓的1/2。

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

5)限流電阻R——一般應（yīng）用阻值為500kΩ的水電阻為限流電阻用以限製試驗回路內在加壓（yā）瞬間產生的（de）充電電流、當絕緣擊穿時的（de）擊穿電流以及試驗結（jié）束需釋放的電纜剩餘電荷等，可（kě）保護試驗設備和儀（yí）表（biǎo）。

6)電容器C——為（wéi）了獲得倍壓（yā）整流電（diàn）壓，必須在試（shì）驗變壓器高壓側與整流器之間串聯一個電容器。
其電壓等級與被試電纜的（de）試驗電壓有關，其電容量與被試電纜的電容（róng）及泄漏電流有關。

2、電力油紙絕（jué）緣電纜直流試驗電壓標準

油紙絕緣電力電纜直流試驗電壓標準如表3所示。

表3 紙絕緣電（diàn）纜直流試驗電壓標準（施（shī）加電壓/加壓時間）

注1：電纜（lǎn）故障修理和改接後（hòu）試驗。
6～35kV電纜同預防性試驗，110～220kV電纜同交接試驗。

注2：110～220kV電纜外護套交接試驗電壓為直（zhí）流10kV，加壓時間1min。

3、油紙絕緣電（diàn）纜采用直流耐壓試驗的優點

油紙絕緣電力電纜，除了製造廠在（zài）進行例行試驗時（shí）采用交流電壓外，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（huò）故障修（xiū）複後（hòu）試驗，都采用直流耐壓。
因為直流耐壓試驗具有下列優（yōu）點：

1）對電纜作直流耐壓時一般以（yǐ）半波整流獲得試驗電壓（yā），並應用多倍壓整流（liú）技術故可用體積容量都較小的試驗設備(試驗變壓器和整流設備)，獲得對較長電（diàn）纜線路（lù）進行直流高壓（yā）的試驗電（diàn）壓。
就是說，直流試驗設備攜帶輕便，適（shì）合（hé）現場（chǎng）使用。

2）交流耐壓試驗時有（yǒu）可能引起絕緣空隙中產生遊離放電，而導（dǎo）致絕緣的*性損壞，采用直流耐壓（yā）則避免了這樣情況發生。

3）直流耐（nài）壓試驗時，可以同（tóng）時測（cè）量泄漏電流根據泄漏電流的數值及（jí）其（qí）隨時間的變（biàn）化，或泄漏電流和試驗電壓的關係可判斷電纜的絕緣狀況。

4）電纜直流耐壓（yā）試驗，按規程規定采用負極性接線．即將導體接（jiē）負極。
這種接（jiē）法的好處是，如果紙絕緣已（yǐ）經受潮，由於（yú）水帶正電，在直流電（diàn）壓下，有明顯（xiǎn）電滲現（xiàn）象，會使水分（fèn）於從表層移向導體(負極（jí）)，從而使泄漏（lòu）電流增大，甚至（zhì）形成貫穿性通道這樣（yàng）就有利於暴露紙絕緣中已經（jīng）局部受潮的缺陷。

5）直流耐壓試驗加壓時間可較短，如規程規定6～35kV電纜交接和預（yù）防（fáng）性試驗每相（xiàng）加壓（yā）時間為（wéi）5min這是（shì）因為直流擊穿電壓與加壓時間關係不大，如有缺陷，一般在直流電壓下幾分鍾內就可（kě）被發現，無需長時間加壓。

4、泄漏電流試（shì）驗

電壓為（wéi） 35kV 及以上的電纜，由於試驗電壓高，通過試品表麵及周圍空間的泄漏電流相當大， 所以兩端（duān）的終端頭均應屏（píng）蔽，如圖12-3所示。
電源端采取屏蔽將表麵和空間的雜散泄漏電流排除，另一端的雜散（sàn）泄漏電流 I2 流經微安表μA2 。
於是，試品的泄漏電（diàn）流 IX可由微安表 μA1 的讀數 I1 減去 I2而得IX =I1-I2

在直流耐壓試驗（yàn）時測泄漏電流，實際上和（hé）用兆歐表測電纜絕緣電阻兩者道理是*相同的。
但由（yóu）於直（zhí）流耐壓時施加電壓和使用的儀表準確度，都高於兆歐表，而且可在加壓過程中觀察泄漏電（diàn）流（liú）的變化，所以泄漏電流試（shì）驗比測量絕（jué）緣電阻（zǔ）更能有效地發現絕緣缺陷。

電纜在直流電（diàn）壓下，流過絕緣內部（bù）的電流是由電容電流、吸收電流和傳導電（diàn）流的疊加。
流過絕緣的泄漏電流隨時間而變化。
它同電纜絕緣的品（pǐn）質、所含雜質、氣（qì）泡、水分等含量有關。
可以分這樣三種情（qíng）況（kuàng）：

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

2)絕緣較差（chà）的電纜，泄漏（lòu）電（diàn）流很快趨向穩定值，而且穩定後的數值與初始值很接近（jìn）。

3)絕緣存（cún）在嚴重缺陷耐，泄漏電流不隨時間增長而下降，反而出現上升趨勢。
如果延長加壓時間或提高直流（liú）電壓。
泄漏電流增加的趨勢可能（néng）繼續發展直到絕緣（yuán）擊穿。

為使所測得的（de）泄漏電流反映電纜絕緣（yuán）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。
如果測得的泄漏電流數值不穩定，泄漏電流隨時間延長而上升，或（huò）隨試驗電壓增（zēng）加而急劇上升，必須查明原因。

一般把電纜（lǎn）直流耐壓後和耐壓前所測泄漏電流的比值稱為吸收比。
所謂耐壓前泄漏電流是指（zhǐ）在直（zhí）流耐壓試驗加到規定電壓後lmin時的泄漏電流I1，耐壓後泄漏（lòu）電流是耐壓持續到4min(對於6～35kV電纜)繞包機或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（shōu）比I2/I1≤l。

5、橡塑電（diàn）纜（lǎn）的直流耐壓試驗

1）XLPE電纜的直流耐壓試驗標準

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。
試驗電壓一般為≤3U。
，現（xiàn）行試驗標（biāo）準如表4所示。

表4 XLPE電纜直流試驗電壓標準（施加（jiā）電（diàn）壓/加壓時間）

注：在IEC標準中，額定電壓150kV以上（shàng）XLPE電纜及附件安裝後的（de）電氣試驗，明確規定采用交流電壓試驗，即施加電力係統相間電壓U(√3U0)，經lh。
或施加正常運行（háng）電壓Uo，經24h試驗，不推薦采用直流電壓試（shì）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1984年。
隨著城市電網建設和改造的發展，從1985年以後，廣（guǎng）州、上海、北京等大城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（yī）些國家通（tōng）過對高壓（yā）XLPE電纜采用直流（liú）耐壓試驗的結果和電纜運行情況進行了研究分析，得出了一個共同的結論，即高壓（yā）XLPE電纜不宜采用直流耐壓（yā）試驗，認為XLPE電纜在進行直流耐壓試驗時，主要存在以下三方麵的問題：

a、XLPE電（diàn）纜絕緣層在直流和交流電（diàn）壓下，內部電場分布情況*不同（tóng）。
在直流（liú）電壓下，電場（chǎng）按絕緣電（diàn）阻係數呈（chéng）正比例分配，而XLPE絕（jué）緣材料存在電阻係數的不均勻性，因而導（dǎo）致在直流電壓下電場分布的不均勻性。
在（zài）交流電壓下，電（diàn）場按介電係數呈反比例分配，XLPE為整體絕緣結構（gòu），其（qí）介電係數為2.1～2.3，且（qiě）一般不受溫（wēn）度變化的影響。
因此（cǐ），在交流電場下，XLPE絕緣內部電場分布是比較（jiào）穩定的。
這（zhè）樣，往往造成在交流工作電壓下有缺陷的（de）部位（wèi）在（zài）直流試驗時不易擊穿，反過來，在直流試驗（yàn）時被擊穿部位，在交流工（gōng）作電壓下卻不會產生問題。

b、XLPE絕緣內部如果有（yǒu）了水樹枝，在交流工作電壓下，水樹枝（zhī）的發展是很緩慢的。
而在直流耐壓試驗時，會加速水樹枝的發展（zhǎn），甚至轉變為電樹枝。
即直流（liú）試驗會導致XLPE絕緣產生積（jī）累效應，加速絕緣老化，縮短使用壽命（mìng）。

c、直流耐壓試驗過程中，在XLPE電纜及附件絕緣內，會（huì）形（xíng）成空間電荷，空間電荷的（de）不斷形（xíng）成可使電纜（lǎn）在交流工作電壓下導致擊穿，或在附（fù）件界麵因（yīn）積累電荷而沿界麵滑閃。

綜上所敘，直流試驗電壓（yā）不能有效（xiào）發現XLPE電纜的絕緣缺陷。
而（ér）且，直（zhí）流試（shì）驗電壓可能造成XLPE電纜絕緣的損傷，以至在試驗後重新投入運行時，在交流工作電壓下提早發生絕緣（yuán）擊穿事故。
因此，對於XLPE電纜有必要采（cǎi）用除直流試驗之外的其它（tā）試驗方法。

三、橡塑電（diàn）纜交流耐壓試驗

1、超低頻

直（zhí）流試驗不能有效檢驗出XLPE電纜線路的缺陷，並且注入了空間電荷又會影響其絕緣性能。
而采用（yòng）交流（liú）電壓試驗，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（shàng）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（yàn）設備一樣（yàng）做到容量小、重量（liàng）輕，適合於現場使用。

目前上開發的0.1Hz試驗設備，電壓均低（dī）於100kV，隻適用於中壓(6～85kV)XLPE電纜線路。
一般推薦的試驗標準是（shì）3U0/lh。
一些單位應用實踐表明，0.1Hz電壓試驗能有效找出XLPE電纜線路的缺陷，不會給良好絕緣帶來損傷。
而且應用0.1Hz試驗設備可對XLPE電纜進行介損（sǔn）測量，根據曆（lì）年來對同一條電纜所測介損數據，可對XLPE絕緣（yuán）的老化程度進（jìn）行分析、判斷（duàn）。

2、串聯諧振電源裝置（zhì）

目前（qián）開發的20～300Hz調頻諧（xié）振電源裝置，利用電抗器作為電纜對地（dì）電容補償，在頻率可調的條件下，根據f=2π√LC使試驗頻率（lǜ）接近或達到諧振點，以減（jiǎn）小試驗（yàn）變壓器的輸出功率。
試驗證明：20～300Hz電壓試驗能有效發（fā）現（xiàn）XLPE電纜線路的缺陷。