电力电缆耐压试验探讨

1 绪论

电力电缆的薄弱环节是电缆的终端头和中间接头，往往由于制作工艺不良、使用材料不当以及电场分布不均而带来缺陷。有些缺陷在交接验收时可能被发现，而许多可能发现不了，而在运行中逐步发展，直至击穿或爆炸。因此，为了灵敏有效的查出某些局部缺陷，必须对电缆进线一系列的检测实验，如绝缘电阻的测量、直流耐压试验或交流耐压试验等等。

2 电力电缆试验

目前在核电站核岛内电力电缆的电压等级主要有220V、380V和6600V，其中绝缘电阻试验是所有电缆必须进行的，而耐压试验只针对6600V的动力电缆。

2.1 绝缘电阻的测量

绝缘电阻测量是检查电缆绝缘最简单的方法。

通过测量可以检查出电缆绝缘受潮老化缺陷，还可以判别出电缆在耐压试验时暴露出的绝缘缺陷。测量时对1000V以下的电缆可用1000V绝缘电阻表测量，1000V及1000V以上的电缆用2500V摇表进行测量，在核电站内电缆绝缘电阻必须≥100ΜΩ。

2.2 直流耐压和泄露电流试验

对电力电缆进线直流耐压及泄露电流试验，是检查电力电缆绝缘状况的一个主要试验项目。

2.2.1 试验原理及注意事项

在秦山二扩核电站现场，直流耐压试验是采用的直流高压试验器，通过半波整流电路来产生高电压进行试验的。

（1） 试验前后均需进行绝缘电阻测量，并记录数据。

（2） 加压时，应分段逐渐提高电压，分别在0.25、0.5、0.75、1.0倍试验电压下停留1分钟读取泄露电流值，最后在试验电压下按规定的时间（秦山二扩核电现场要求为15分钟）进线耐压试验，并在耐压试验终了前，再读取耐压后的泄露电流值。

2.2.2 试验结果的分析判断

根据测得的电缆泄露电流值，可用以下方法加以分析判断。

⑴ 耐压15分钟时的泄露电流值不应大于耐压1分钟时的泄露电流值。 ⑵ 按不平衡系数分析判断，泄露电流的不平衡系数等于最大泄露电流值与最小泄露电流值之比。除塑料电缆外，不平衡系数应不大于2。对6KV及以下的电缆，小于10μA 时，不平衡系数不做规定。

⑶ 泄露电流应稳定。若试验电压稳定，而泄露电流成周期性变化，则说明被试验电缆存在局部孔隙性缺陷；若发现泄露电流随时间增长或随试验电压明显上升，则多为电缆接头、终端头或电缆内部受潮。

电缆的泄露电流只作为判断绝缘情况的参考，不作为决定是否能投入运行的标准。当发现耐压试验合格而泄露电流异常的电缆，建议应在运行中缩短试验周期来加强监督，或采用传感器监视被怀疑电缆地线回路中的电流来预防电缆事故。

2.2.3 直流耐压及泄露电流试验的优点

直流耐压试验与泄露电流试验是同时进行的，其优点有： ⑴ 对长电缆线路进行耐压试验时，所需试验设备容量小。

⑵ 在直流电压作用下，介质损耗小，高电压下对良好绝缘的损伤小。 ⑶ 在直流耐压试验的同时监测泄露电流，微安级电流表灵敏度高，反映绝缘老化、受潮比较灵敏。

⑷ 可以发现交流耐压试验不易发现的一些缺陷。因为在直流电压作用下，绝缘中的电压按电阻分布，当电缆绝缘有局部缺陷时，大部分试验电压将加在与缺陷串联的未损坏的绝缘上，使缺陷更易于暴露。

2.2.4 直流耐压及泄露电流试验的缺点

虽然直流耐压试验也能比较准确的找到电缆上的缺陷，但直流耐压试验的电压比较高，试验时间比较长，对电缆的损伤也比较大，影响电缆的使用寿命。直流耐压试验对橡塑电缆的影响如下：

（1）电场分布在交流和直流电压下是不相同的，直流电场分布取决于电阻率，而交流电场分布则由介电系数决定。橡塑电缆的电阻系数既和温度有关，又和电场强度有关。在直流电压作用下，由于温度及电场强度的变化，使电阻系数

也变化，导致绝缘各处电场强度分布改变，即在同样厚度下的绝缘层，由于温度上升，其击穿电压下降。

（2）直流耐压试验不能发现机械损伤等缺陷。

（3）由于空间电荷的作用，当电缆或接头在直流电压下闪络或击穿，可能损伤正常绝缘，造成多点击穿。

（4）由于橡塑电缆结构具有“记忆性”，这个记忆性是由于单相应力（直流耐压）作用下产生的，一旦电缆有了由于直流耐压而引起的“记忆性”，它就需要很长时间来释放，这种直流偏压一旦使电缆运行，直流偏压就叠加在交流电压的峰值上，产生过电压，远超过电缆的额定电压，足以损坏电缆。

2.3 交流耐压试验

过去的规程不要求现场进行交流耐压试验，是由于试验设备难以解决之故。现在变频技术的发展和其他制造水平的提高为现场进行交流耐压试验提供了可行性，使交流耐压试验开展起来。

2.3.1 交流耐压试验原理和方法

在秦山二扩核电4号机组的中压电缆就是采用这种变频串联谐振的方法进行交流耐压试验的。它的设备小巧、搬运方便而且操作简单、精度高，所以目前应用较广泛。

2.3.1 交流耐压异常现象分析

交流耐压试验时应严密监视仪表的指示，同时注意声音的变化及异常，来综合分析判断电缆是否合格。

⑴ 若随着调压器往上调节，电流增大，而电压基本不变或有下降趋势，可能是电缆容量较大或试验变压器容量不够或调压器容量不够，可改用大容量的试验变压器或调压器。在现场由于试验设备已经确定，一般都是采用再串联一个电抗器来解决容量问题。

⑵ 试验过程中，电流表的指示突然上升或突然下降，电压表指示突然下降，都是电缆被击穿的象征。

⑶ 在实验过程中，若由于空气湿度或电缆头表面脏污等影响，引起表面滑闪放电，不应视电缆为不合格，应对表面进行清擦、烘干等处理，再行试验判断其合格与否。

2.3.2 交流耐压试验的优点

这种交流耐压试验虽然也会对电缆产生一定影响，但它比直流耐压试验所需的设备简单而且携带方便；并且它的试验电压只有电缆额定电压的2.5倍（一般中压电缆为15KV，个别比较长容量比较大的电缆试验电压为17KV），比直流耐压试验所需电压小很多；而且它所加电压的时间也比直流的短很多，只需5分钟，大大节省了试验时间，提高了效率。

3 结论

由以上可以看出，为了核电站的安全运行，对电力电缆进行各种试验（如测量绝缘电阻、耐压试验）是非常有必要的，而且交流耐压试验要优于直流耐压试验，所以在以后的电力电缆耐压试验时应尽量采用交流耐压试验。

参考文献

[1]电气装置安装工程 电气设备交接试验标准 GB 50150-2006 [2]建筑电气验收规范 GB 50303-2002