高壓電（diàn）纜試驗工藝（yì）

*節 定相試驗

核對電纜的相序非常重要，如果接錯相序，輕則造成馬達倒轉，重則造成相間短路，這是不允許的。
因此，必須在交接時認（rèn）真核對電纜的相序，進行（háng）定相（xiàng）試驗。

定相最常用的方法是（shì）幹電池加電壓表法，如圖12-1所（suǒ）示。

圖12-1 電纜定相接線圖

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

定相時，先認定一端(圖1中的甲端)的相序（xù），定出A、B、C三相，然後將幹電（diàn）池的（de）正極接A端，負極接（jiē）B端，而在另一端(圖1中的乙端)接電壓表，找出相對應的兩相來（電壓（yā）表有指（zhǐ）示的兩相為對應相），仔細（xì）觀察電壓表（biǎo）的擺（bǎi）動方向，如果（guǒ）表針正指，則表的正接線柱上所接的纜芯為（wéi）A相，負接（jiē）線柱上所接的纜芯為B相，則未接電壓表的一相必然為C相。

查明電纜的相位準確無誤後（hòu），再將電纜各相接至所聯接的設（shè）備或線路上。

第二節（jiē） 絕緣（yuán）試驗（yàn）

一、絕緣電阻測量

從電纜絕緣電阻（zǔ）的數值可初步判斷電纜絕（jué）緣是否受潮、老（lǎo）化 , 並可檢查由耐壓試（shì）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（liàng）時電壓為1kV及以上的電纜應使用（yòng）2500V兆歐表（biǎo）進行；運行（háng）中的（de）電纜要充分放電，拆除一切對地連（lián）線，並用清潔幹燥的布擦淨電纜頭, 逐相測（cè）量（liàng）。
由於電纜（lǎn）電容很大，操作時兆歐表的搖動速度要均（jun1）勻。
測量完畢，應先（xiān）斷開兆歐表與電纜的連接再停止搖動，以免電容電流對兆（zhào）歐表反充電；每次測量後都要（yào）充（chōng）分放電，操作應采用絕緣工具，以（yǐ）防止電擊。
為了測量（liàng）得準確，應在纜芯端（duān）部絕緣上或套管端都裝屏蔽（bì）環並接往兆歐表的屏蔽端子。
此外，當（dāng）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（dú）數（shù）R15 和 R60。

運行中的電纜, 其絕緣電阻應從各次試驗數值的變化規律（lǜ）及相間的相互比較不綜合判（pàn）斷，其相（xiàng）間不平衡係數一般（bān）不大於（yú） 2～2.5 。

電纜絕（jué）緣電阻的數值隨電（diàn）纜的溫度和長度（dù）而變化的。
為便於（yú）比較，應（yīng）換（huàn）算為20℃時（shí）每千米長（zhǎng）的數值，即：Ri20 = Rit·KL

式中Ri20——電纜在20℃時的單位絕緣電阻（MΩ·km ）；

Rit——電纜（lǎn）長度為L，在t℃時的（de）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（huàn）算係數

停止（zhǐ）運行時間較長的地下電纜可以土壤溫度為準，運行（háng）不久的應測量導（dǎo）體直流電阻後計算纜芯溫度（dù）。
良好電纜的絕緣電阻值通常很高（gāo），其最低值按製造廠規定（dìng）：新的（de）交聯聚乙烯電纜，每一纜芯對外皮（pí）的絕緣電阻(20℃時每千米的數值), 額定（dìng）電壓 61kV 的應不小（xiǎo）於1000MΩ；額定電壓 10kV 應不（bú）小（xiǎo）於1200MΩ； 額（é）定電壓 35kV 的應不小於 3000MΩ。

對於橡塑絕緣電纜 ( 主要指交聯（lián）聚乙烯電纜 ), 除測量芯線絕緣電阻外，還要測量鋼鎧甲對地的絕緣電阻及銅（tóng）屏蔽對鋼（gāng）鎧甲的（de）絕（jué）緣電阻（zǔ），以確定外、內護套有無損傷，判斷絕緣有無（wú）受潮的可能（néng）。
測量時通常用 500V 兆歐表進行，當絕緣電阻低（dī）於 0.5MΩ時，應用萬用表正、反接線分別測屏蔽層對（duì）鎧裝、鎧裝層對（duì）地的絕緣電阻，當兩（liǎng）次測得的阻值相（xiàng）差較大時，表明外護套或內襯層（céng）已破損受潮。

二（èr）、直流耐（nài）壓試驗

1、直（zhí）流耐（nài）壓試驗設備

電纜直流耐（nài）壓已有成套試驗設備（bèi）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是用於35kV電纜直流（liú）耐壓（yā）試驗的接線圖，這裏用了倍壓整流電路。
現（xiàn）簡介如下：

1)試驗變壓器T——試驗變壓器又叫升壓變壓（yā）器，容量如表2所示。

2)調（diào）壓變壓器Tl——容量為1～3kVA，輸（shū）出電壓為0～250V。

3)整流器——高壓矽堆D。
常用高壓矽堆反峰電壓分（fèn）別（bié）為150kV和200kV，最大整流電流為（wéi）lA。

由於在（zài）直流耐壓試驗中，當整流器截止時它自身承受的電壓是試驗電壓的2倍（bèi）．因此，直流試驗電壓不得大於整流器額定反峰電壓的1/2。

4)泄漏電流表——微安表，用（yòng）於測量電纜線（xiàn）路在高壓（yā）直流電壓下（xià）絕緣內的泄漏電流值。

5)限流電阻R——一般應用阻值為（wéi）500kΩ的水電阻（zǔ）為限流電阻用以限製試驗回路內在加壓瞬間產生的（de）充電電流、當絕緣擊穿時的（de）擊（jī）穿電流以及試驗結束（shù）需釋放的（de）電纜剩餘電荷等，可保護試驗設備和儀（yí）表。

6)電容器C——為了獲得倍壓（yā）整流（liú）電壓，必須在試驗變壓器高（gāo）壓側與整流器之間串聯一個電容器。
其電壓等級（jí）與（yǔ）被試電纜的試驗電壓有關（guān），其電容量與被試電纜的電容及泄漏電流有關。

2、電（diàn）力油紙絕緣電（diàn）纜直流試驗（yàn）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（施加電壓/加壓時間）

注1：電（diàn）纜故障修理和改接後試驗。
6～35kV電纜（lǎn）同預防（fáng）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流10kV，加壓時間1min。

3、油（yóu）紙絕緣電纜采用直流耐壓試（shì）驗的優點

油紙絕緣電力電纜，除了製造廠在進行例行試驗時（shí）采用交流電壓（yā）外，安裝和運行（háng）單位（wèi）對電纜線路進行交接驗收和預防性試驗或故障修複後試驗，都采用直流耐壓。
因為直流耐壓試驗具有下列優點：

1）對電纜作直流耐壓時一般以（yǐ）半波（bō）整流獲得（dé）試驗電壓，並應用多倍壓整流（liú）技術故可用體（tǐ）積容量都較小的試驗設備(試驗（yàn）變壓器和整流設備)，獲得對較長電纜線路進行直流高壓的試驗電壓。
就（jiù）是說，直流試（shì）驗設備攜帶（dài）輕便，適合現場使用。

2）交流耐（nài）壓試驗時有可能（néng）引起絕（jué）緣空（kōng）隙中產生（shēng）遊離放電，而導致絕緣的*性損壞，采用直流耐壓則避免了這樣情況發生。

3）直流（liú）耐壓試驗時（shí），可以同時測量泄漏（lòu）電流根據泄漏電流的數值及其隨時間的變化，或泄漏電（diàn）流和試驗電壓的關係可判斷電纜的絕緣（yuán）狀（zhuàng）況。

4）電纜直流（liú）耐壓（yā）試驗，按規程規定（dìng）采用負極性接線．即將導體接負極（jí）。
這（zhè）種接法的好處是，如果紙絕緣已經受（shòu）潮，由於水帶正電，在直流電壓下，有明顯電滲現象，會使水分於從（cóng）表層移向導體(負極)，從而使泄漏（lòu）電流增大，甚至形（xíng）成貫穿性通道這樣就有利於暴露紙絕緣中（zhōng）已（yǐ）經局部受潮的（de）缺陷。

5）直流耐壓試驗加壓時間可較短，如規（guī）程規定6～35kV電纜交接和預防性試驗（yàn）每相加壓時間為5min這是因為（wéi）直流擊（jī）穿電壓與加壓（yā）時間關係（xì）不大，如有缺陷，一般在直流電（diàn）壓（yā）下幾分鍾內就可被發現，無需長（zhǎng）時（shí）間加壓。

4、泄漏電流試驗

電壓為 35kV 及以上的電纜，由（yóu）於試驗電壓高，通過試品表麵及周圍空間的泄漏電流（liú）相當大， 所以（yǐ）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麵和空間的雜散泄漏電流排除，另一端（duān）的雜散泄漏電流 I2 流（liú）經（jīng）微安表μA2 。
於是，試品的泄漏電流 IX可由微安表 μA1 的讀數 I1 減去（qù） I2而得IX =I1-I2

在直流耐壓試驗時測泄漏電流，實（shí）際上和用兆歐表測電纜絕緣電阻兩者道理是*相（xiàng）同的。
但由於直流耐壓時施加電壓和使用的儀表（biǎo）準確度，都高於兆歐表，而且可在加壓過程中觀察泄漏電流的變（biàn）化，所以泄漏電流試驗比測量絕緣電阻更能有效地發現絕緣缺陷。

電纜在直流（liú）電壓下（xià），流（liú）過絕緣內部的電流是由（yóu）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。
它同電（diàn）纜（lǎn）絕緣（yuán）的品（pǐn）質、所含雜質、氣泡、水分等含量有關。
可以分這樣三種情況：

1)絕緣完好的電（diàn）纜，隨著加壓時間延長，泄（xiè）漏電流（liú）減少，井趨於（yú）一（yī）個穩定數值。

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

3)絕緣存在（zài）嚴重缺（quē）陷耐，泄漏（lòu）電（diàn）流不隨時間增（zēng）長而下降（jiàng），反而出現上升趨勢。
如果延長加壓時間（jiān）或提高直流電壓。
泄漏電（diàn）流增（zēng）加的趨勢可能繼續發展直到絕緣（yuán）擊穿。

為使所測得的泄（xiè）漏電流反映電纜絕緣的真實狀況，應采取措施消除（chú）外來因素對泄漏電（diàn）流的影（yǐng）響。
如（rú）果測得的泄漏電流（liú）數值不（bú）穩定，泄漏電流隨時間延長而上升，或隨試驗電壓增加（jiā）而急劇上升，必須查明原因（yīn）。

一般把電纜直流耐壓後（hòu）和耐（nài）壓前所（suǒ）測（cè）泄（xiè）漏電流的比值稱為吸收比。
所謂耐壓前泄漏電流是指在直流耐壓試驗加到規定電壓後lmin時的泄漏電流I1，耐壓後泄漏電流（liú）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（diàn）纜泄漏試（shì）驗的合格（gé）標準是吸收（shōu）比I2/I1≤l。

5、橡塑電纜的直流（liú）耐壓試驗

1）XLPE電纜的（de）直流耐壓（yā）試（shì）驗標準

在我國直流電壓目前仍然是XLPE電纜進行（háng）耐（nài）壓試驗的主要電源。
試驗（yàn）電壓一般為≤3U。
，現行試驗標準如表4所（suǒ）示。

表4 XLPE電纜直流試（shì）驗電壓標準（施加電壓/加壓時間）

注：在IEC標準中，額定電壓150kV以上XLPE電纜及（jí）附件安裝後（hòu）的電氣試驗，明確規定采（cǎi）用交流電壓試驗，即施加電力（lì）係統相（xiàng）間電壓U(√3U0)，經lh。
或施加正常運行電壓Uo，經24h試驗，不推薦采用直流（liú）電壓試驗。

2）橡（xiàng）塑電纜采用直（zhí）流耐壓試驗存在（zài）的問題

我國使用高壓 (110～220kV) XLPE電（diàn）纜始於1984年。
隨著城市電網建設（shè）和改造的發展，從1985年以後，廣州、上海（hǎi）、北京（jīng）等大城市相繼從國外進口（kǒu）高壓（yā）XLPE電纜及附件（jiàn）。
正是從這個時候開始，一些國家通過對高壓XLPE電（diàn）纜采用直流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XLPE電（diàn）纜不宜采用直流耐壓試驗，認為XLPE電纜（lǎn）在進行直流耐（nài）壓試驗（yàn）時，主要存在以下三方麵的問題（tí）：

a、XLPE電纜絕緣層（céng）在直流和交流電壓下，內部電場分布情況*不同。
在（zài）直（zhí）流電（diàn）壓下，電場按絕緣電阻係數呈正比例分配，而XLPE絕緣（yuán）材料（liào）存在（zài）電阻係數（shù）的不均勻性，因而導致在直流電壓下電場（chǎng）分布的不均勻性。
在交流（liú）電壓下，電場按介電係（xì）數（shù）呈反比例分配，XLPE為整體絕緣結構（gòu），其介電係數為2.1～2.3，且一般不受溫度變化的影響。
因此，在交流電場（chǎng）下，XLPE絕緣內部（bù）電場分布（bù）是（shì）比（bǐ）較穩定的。
這樣，往（wǎng）往造成在交流工作電壓下有缺陷的部（bù）位在直流試驗時不易（yì）擊穿，反過來，在直流試驗時被（bèi）擊（jī）穿（chuān）部位，在（zài）交流（liú）工作（zuò）電壓下（xià）卻不會（huì）產生問（wèn）題（tí）。

b、XLPE絕緣內部如果有了水樹枝，在交流工作電壓（yā）下，水樹枝的發展是很緩慢的。
而在直流耐壓試驗時，會加速水樹枝的發（fā）展，甚至轉變為電樹枝。
即直流試（shì）驗（yàn）會導致XLPE絕緣產生積累（lèi）效應，加（jiā）速絕緣老化，縮短使用壽命。

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

綜上所敘，直流試驗電壓不能有效發現XLPE電纜的絕（jué）緣缺陷。
而且，直流試驗電壓可能造成XLPE電纜（lǎn）絕緣的損傷，以至在（zài）試驗後重新投入運行時（shí），在交（jiāo）流工作電壓下提早發生絕緣擊穿事故。
因此，對於XLPE電纜有必要（yào）采用除直流試驗（yàn）之（zhī）外的其它試驗方法。

三、橡塑電纜交流耐壓試驗

1、超低頻

直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。
而采用交流電壓試驗，需要高電壓大容量的（de）試（shì）驗設備。
於（yú）是可以選用超低頻(0.1Hz)電壓試驗。
從（cóng）50Hz改（gǎi）到0.1Hz理（lǐ）論上（shàng）可以把試（shì）驗設備容量降（jiàng）低到l／500。
這樣，0.1Hz的試驗設備就可（kě）以（yǐ）與直（zhí）流試驗設備一樣做到容量（liàng）小、重量輕，適合於現場使用（yòng）。

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

2、串聯諧振電源裝置

目前開發的20～300Hz調頻諧振電源裝置，利用電抗器（qì）作為（wéi）電纜（lǎn）對地電容補償，在頻（pín）率可（kě）調的條件下，根（gēn）據f=2π√LC使試驗頻率接近或達到諧振點，以減小試驗變壓器（qì）的輸出功率。
試驗證（zhèng）明：20～300Hz電壓試驗能有效發現（xiàn）XLPE電纜線路的缺陷。