電力電纜的耐壓試驗方法有幾種

       現(xiàn)行的電纜線路電氣試驗方法有多種，不同電壓等級、不同類型的電力電纜有不同的試驗方法。文中介紹了油浸紙絕緣電纜、塑料絕緣電纜和交聯(lián)聚乙烯電纜的試驗方法。現(xiàn)行電纜線路的電氣試驗大致有：直流耐壓和泄漏電流試驗、工頻耐壓試驗、絕緣電阻、絕緣油試驗、局部放電試驗等。目前，電力部門對于不同電壓等級和不同類型的電力電纜線路的試驗方法和試驗內(nèi)容也不盡相同。

在我國，直流電壓目前仍然是交聯(lián)聚乙烯（XLPE）電纜進行試驗的主要電源，在IEC標準中明確規(guī)定，額定電壓150kV以上的XLPE電纜及其附件安裝后的電氣試驗采用交流電壓試驗，即施加電力系統(tǒng)相間電壓，經(jīng)1h試驗，或施加正常運行電壓，經(jīng)24h試驗，不推薦采用直流電壓試驗。我國使用高壓（110～220kV）XLPE電纜始于1984年。隨著城市電網(wǎng)建設(shè)和改造的發(fā)展，從1985年以后，廣州、上海、北京等大城市相繼從國外進口高壓XLPE電纜及其附件。正是從這時候開始，一些國家對高壓XLPE電纜采用直流耐壓試驗的結(jié)果和電纜運行情況進行了研究分析，得出了一個共同的結(jié)論，即高壓XLPE電纜不宜采用直流耐壓試驗，認為XLPE電纜在進行直流耐壓試驗時，主要存在以下幾方面的問題。a.XLPE電纜絕緣層在直流和交流電壓下，內(nèi)部電場分布情況不同。在直流電壓下，電場按絕緣電阻系數(shù)呈正比例分配，而XLPE絕緣材料存在電阻系數(shù)不均勻性，導致在直流電壓下電場分布的不均勻性。交流電壓下，電場按介電系數(shù)呈反比例分配，XLPE為整體絕緣結(jié)構(gòu)，其介電系數(shù)為2.1～2.3，且一般不受溫度變化的影響。因此，在交流電壓下，XLPE絕緣內(nèi)部電場分布是比較穩(wěn)定的。這樣，往往造成在交流工作電壓下有缺陷的部位在直流試驗時不被擊穿，反過來，在直流試驗時被擊穿的部位，在交流工作電壓下卻不會產(chǎn)生問題。b.XLPE絕緣內(nèi)部如果有了水樹枝，在交流工作電壓下，水樹枝的發(fā)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(zhuǎn)變?yōu)殡姌渲?，即直流試驗會導致XLPE絕緣產(chǎn)生積累效應(yīng)，加速絕緣老化，縮短使用壽命。c.直流耐壓試驗過程中，在XLPE電纜及其附件絕緣內(nèi)會形成空間電荷，空間電荷的不斷形成可導致電纜在交流工作電壓下?lián)舸蛟诟郊缑嬉蚍e累電荷而沿界面滑閃。綜上所述，直流試驗電壓不能有效發(fā)現(xiàn)XLPE電纜的絕緣缺陷，而且，直流試驗電壓可能造成XLPE電纜絕緣的損傷，以至在試驗后重新投入運行時，在交流工作電壓下提前發(fā)生絕緣擊穿事故。因此，對于XLPE電纜有必要采用除直流試驗之外的其它試驗方法。

2.1 超低頻電壓試驗

超低頻交流耐壓試驗裝置的輸出頻率一般為0.01～0.1Hz，輸出波形為正弦波或余弦波，故超低頻試驗也是一種交流耐壓試驗。采用超低頻試驗的目的是為了滿足在交流電壓條件下，盡可能減小試驗設(shè)備的體積和重量。直流試驗不能有效檢驗出XLPE電纜線路的缺陷，注入的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試驗設(shè)備，因此，可以選用超低頻電壓試驗。從50Hz改到0.1 Hz，理論上可以把試驗設(shè)備容量降低到1/500。這樣，0.1HZ的試驗設(shè)備就可以與直流試驗設(shè)備一樣做到容量小、自重輕，適合現(xiàn)場使用。對于XLPE電力電纜，不宜采用直流電壓進行現(xiàn)場耐壓試驗，而應(yīng)采用0.1Hz超低頻電壓試驗。0.1Hz超低頻電壓試驗的項目主要包括耐壓試驗和介損測量。目前國際上開發(fā)的0.1HZ試驗設(shè)備，電壓均低于100kV，只適用于中壓（6～35kV）XLPE電纜線路。一般推薦的試驗標準是3U0/1h。

2.2 交流變頻串聯(lián)諧振試驗

工頻耐壓試驗最能反映電纜絕緣的實際情況，這是因為：電纜是在工頻下運行的，其試驗電壓和頻率在工頻下最為合理，可模擬運行情況；從理論上講，工頻耐壓試驗不但能反映電纜的泄漏特性，而且能反映電纜的耐壓特性，還能反映電纜局部電介質(zhì)損耗引起的局部耐壓特性。對XLPE電纜進行工頻交流耐壓試驗，最大的困難是要有很大容量的試驗設(shè)備。電壓越高，線路越長，試驗設(shè)備容量越大。為了適應(yīng)在現(xiàn)場進行XLPE電纜交流耐壓試驗的需要，關(guān)鍵在于要盡量減小試驗設(shè)備的容量。應(yīng)用串聯(lián)諧振技術(shù)，是減小試驗設(shè)備容量的一項有效措施。試驗證明，變頻串聯(lián)諧振裝置能夠以較低電壓、較小容量的電源設(shè)備，使電纜絕緣承受較高的試驗電壓。

2.23直流耐壓反映電纜絕緣的泄漏和耐壓特性。理論分析和實用效果均表明，油浸紙介質(zhì)電纜、充油電纜或充氣電纜的直流、交流耐壓特性基本相同。對油紙絕緣電力電纜的試驗，除制造廠在進行例行試驗時采用交流電壓外，安裝和運行單位對電纜線路進行交接驗收和預(yù)防性試驗或故障修復(fù)后試驗時，都采用直流耐壓，因為直流耐壓試驗具有下列優(yōu)點。a.常用的直流試驗設(shè)備直流高壓發(fā)生器攜帶輕便，適合現(xiàn)場使用。對電纜作直流耐壓試驗時一般以半波整流獲得試驗電壓，并應(yīng)用多倍壓整流技術(shù)，故可用體積容量都較小的試驗設(shè)備（試驗變壓器和整流設(shè)備），獲得對較長電纜線路進行直流高壓試驗的電壓。b.交流耐壓試驗有可能在絕緣空隙中產(chǎn)生游離放電，從而導致絕緣的性損壞，采用直流耐壓試驗則避免了這種情況發(fā)生。c.在進行直流耐壓試驗時，可以同時測量泄漏電流。