摘要：电力电缆的应用已成为电力系统输、配电的主流趋势，为充分认识电力电缆特别是交联聚乙烯绝缘电力电缆的绝缘特性，及时有效地发现和预防绝缘中存在的缺陷，从出厂前试验、安装及运行后试验2个方面对电力电缆的试验方法和检测技术进行分析，从而为电力电缆线路的安全运行提供技术支撑。
关键词：高压电力电缆；试验方法；检测技术
1.出厂前试验
1.1例行试验
例行试验也称为出厂试验，主要目的是检验每个产品是否存在偶然因素造成的缺陷。
①导体直流电阻
该项试验可以检查导体截面是否符合规定尺寸，若截面偏小或采用不纯的导体材料，导体直流电阻会增大；反之，若截面偏大，而电缆外径一定，则绝缘厚度变薄，这2种情况均不符合要求。20 ℃下导体直流电阻值应符合相关地导体电阻标准规定。
②交流电压试验
该试验在整盘电缆上进行，110 kV及以下电缆的试验时间为15 min，电缆主绝缘在规定试验电压下应不击穿，试验电压值Ut如表1所示；220 kV电缆应将试验电压逐渐升至318 kV，保持30 min，绝缘不应被击穿。
③局部放电试验
该试验在整盘电缆上进行，试验标准为：电缆 Uo=0.6~18 kV，在 1.5 Uo 下放电量≤ 20 pC；电缆 Uo=21~26 kV，在 1.5 Uo 下放电量≤ 10 pC；电缆 Uo=64 kV，在 1.5 Uo 下放电量≤ 10 pC；电缆Uo=127 kV，在 1.5 Uo 下放电量≤ 5 pC。
交流电压试验和局部放电试验并非考核电缆绝缘水平，而是查电缆生产工艺质量及其在制造过程中有无差错。
1.2型式试验
①局部放电试验。在短电缆试样上测量，试验标准同例行试验。
②弯曲试验加局部放电试验。在进行弯曲试验时，电缆弯曲倍数为：单芯电缆：20（D+d）±5%；三芯电缆：15（D+d）±5%。其中D、d分别为电缆及导体外径，弯曲试验后测电缆局部放电，结果应符合例行试验时的要求。
③介损及电容试验。测量 U0 时的电容值；测量 tgδ=f（U）曲线，在室温下测量，试验标准如表2所示。
表2 介质损耗角正切值tgδ
④加热循环后局部放电试验。35 kV及以下电缆进行此试验，具体方法是将电缆通电加热到工作温度加10℃2 h，自然冷却4 h，如此循环3次；测量局部放电量应符合例行试验时的要求。
⑤冲击电压试验及交流电压试验。将电缆加热到最高工作温度加5℃；按表4进行冲击电压试验，正负极性各10次后，电缆主绝缘应不击穿；冲击电压试验后再室温下施加工频电压15 min后，电缆主绝缘应不击穿，其数值同例行试验。
表3 冲击电压Up试验值
⑥4 h交流电压试验。同抽样试验数值。
⑦加速老化试验。对35 kV及以上电缆进行加速老化试验（符合循环试验）。试验条件为将电缆加交流电压到2 Uo，持续20 d。
2.安装及运行后试验
2.1主绝缘及外护套绝缘电阻测量
①三相电缆芯线对地及相间绝缘电阻
试验前将电缆与其他设备连接完全断开，并对电缆进行充分放电，对端三相电缆悬空。采用2 500 V及以上电压的兆欧表，检验绝缘电阻表完好后进行测量。测量时，待绝缘电阻表指针稳定后读取1 min绝缘电阻并记录。试验结束后应对被试电缆进行充分放电。
②电缆外护套绝缘电阻
测量外护套的对地绝缘电阻时，将金属护层、金属屏蔽层接地并解开。测量宜采用1 000 V兆欧表，读取1 min绝缘电阻并记录，电缆外护套、内衬层的绝缘电阻不低于0.5 MΩ•km。试验结束后应对被试电缆进行充分放电。
③试验注意事项
A.测量电缆绝缘电阻时，必须进行感应电压测量，当感应电压超过绝缘电阻表输出电压时，应选用输出电压等级更高的绝缘电阻表。
B.电缆电容量大，充电时间较长，试验时必须给予足够的充电时间，待绝缘电阻表指针完全稳定后方可读数。
C.电缆两端都与GIS相连，在试验时若连接有电磁式电压互感器，应将电压互感器的一次绕组末端接地解开，恢复时必须检查。
2.2主绝缘耐压试验
①直流耐压技术
油浸纸绝缘电力电缆的直流耐压试验能反映电缆绝缘的泄漏和耐压特性。对油浸纸绝缘电力电缆的试验，除制造厂在进行例行试验时采用交流电压外，安装和运行单位对电缆线路进行交接验收和预防性试验或故障修复后试验时，均采用直流耐压。直流耐压试验对于油浸纸绝缘电力电缆具有下列优点：
A.直流试验设备携带轻便，适合现场使用。
B.交流耐压试验有可能在绝缘空隙中产生游离放电导致绝缘永久性损坏，直流耐压试验则能够避免类似情况。
C.由于直流电压与被试品的电阻率成正比分布，绝缘完好时电场分布较为合理，不会造成新的损伤；当被试品存在局部缺陷时，随着缺陷的发展，绝缘完好部分承受的电压随之加大直至击穿，有利于发现绝缘缺陷。
D.对电缆进行直流耐压试验时，采用负极性接线，有利于暴露纸绝缘中已经局部受潮的缺陷。
E.直流耐压试验加压时间可以较短。因为直流击穿电压与加压时间关系不大，如有缺陷，一般在直流电压下几分钟内就可以发现，无需长时间加压。
②交流耐压技术
采用频率范围为20～300 Hz的交流电压对电缆线路进行耐压试验，变频串联谐振耐压试验装置具有质量轻、体积小、结构相对简单、自动化水平高等特点，在现场试验中得到广泛应用，其主要特点为：
A.串联谐振试验系统中，所需电源容量远小于被试品试验容量，前者是后者的1/Q（系统品质因数）。通常设备制造厂设计的Q值均在40以上。
B.输出电流波形好。试验回路仅对工作频率（即基波）的电流是零电抗回路，而对其它谐波的电流是高电抗回路。所以串联谐振实际上是一个谐振式电流滤波器，能使被试品上电压波形畸变率<0.5%，获得最佳正弦电压波形，能有效防止谐波峰值对被试品产生误击穿。
C.自保护性能好。当串联谐振回路达到ωL=1/ωC的条件时，系统才有高压输出，串联谐振在全谐振状态下耐压。当被试品中绝缘弱点被击穿时，相当于电容被短路，回路脱谐，高压立即降落，电抗器的电抗限制短路电流，短路电流下降为试验电流的几十分之一，保护试验装置不会遭受过电压及大电流的冲击。
D.发生闪络击穿时，因失去了谐振条件，除短路电流立即下降外，高电压也立即消失，电弧即刻熄灭；且恢复电压再建立过程很长，很容易在再次达到闪络电压之前人为控制断开电源。线路元件均可按输出功率的1/Q设计，使设备总造价并不比普通升压变压器系统高，同时减小了试验设备所占用的场地空间。
结语：
从出厂前试验、安装及运行后试验等2个方面详细介绍了目前电力电缆所开展的例行性试验的应用情况，并对相关试验技术的方法和特点做了总结。随着科学技术的不断发展，电缆试验新技术、新方法将为电力电缆设备和电力系统的可靠运行提供技术支撑。
参考文献：
[1]魏华勇，孙启伟，彭勇. 电力电缆施工与运行技术[M]. 北京：中国电力出版社，2013.
论文作者:郑江丽,任毅,孟祥海,茹世豪,王英
论文发表刊物:《基层建设》2019年第22期
论文发表时间:2019/11/8
标签：电缆论文; 电压论文; 耐压论文; 电阻论文; 谐振论文; 测量论文; 电力电缆论文; 《基层建设》2019年第22期论文;