各种类型的矿用电缆的试验方法介绍

现行的矿用电缆线路电气实验办法有多种，不同电压等级、不同类型的电力电缆有不同的实验办法。文中介绍了油浸纸绝缘电缆、塑料绝缘电缆和交联聚乙烯电缆的实验办法。

现行矿用电缆线路的电气实验大致有：直流耐压和走漏电流实验、工频耐压实验、丈量绝缘电阻、绝缘油实验、部分放电实验、0.1 Hz超低频实验、沟通变频谐振实验等。现在，电力部门关于不同电压等级和不同类型的电力电缆线路的实验办法和实验内容也不尽相同。

1油浸纸绝缘电缆的直流耐压实验

直流耐压反映电缆绝缘的走漏和耐压特性。理论剖析和有用作用均标明，油浸纸介质电缆、充油电缆或充气电缆的直流、沟通耐压特性根本相同。

对油纸绝缘电力电缆的实验，除制造厂在进行例行实验时选用沟通电压外，设备和运转单位对电缆线路进行交代查验和预防性实验或毛病修正后实验时，都选用直流耐压，由于直流耐压实验具有下列长处。

a. 直流实验设备带着简便，合适现场运用。对电缆作直流耐压实验时一般以半波整流取得实验电压，并运用多倍压整流技能，故可用体积容量都较小的实验设备（实验变压器和整流设备），取得对较长电缆线路进行直流高压实验的电压。

b. 沟通耐压实验有或许在绝缘空地中产生游离放电，然后导致绝缘的永久性损坏，选用直流耐压实验则避免了这种状况产生。

c. 在进行直流耐压实验时，可以一起丈量走漏电流。依据走漏电流的数值及其随时刻的改变、走漏电流和实验电压的联系，可以判别电缆的绝缘状况。

d. 对电缆进行直流耐压实验时，按规程规则选用负极性接线，行将导体接负极。这种接法的优点是，假如纸绝缘现已受潮，由于水带正电，在直流电压下，有显着“电渗现象”，会使水分子从表层移向导体（负极），然后使走漏电流增大，乃至构成贯穿性通道，有利于露出纸绝缘中现已部分受潮的缺点。

e. 直流耐压实验加压时刻可以较短，如规程规则对6～35 kV电缆进行交代和预防性实验时每相加压时刻为5 min。这是由于直流击穿电压与加压时刻联系不大，如有缺点，一般在直流电压下几分钟内就可以发现，无需长时刻加压。

油纸绝缘电力电缆直流实验的电压规范如表1所示。其间，电缆毛病修补和改接后实验时，6～35 kV电缆同预防性实验，110～220 kV电缆同交代实验；110～220 kV电缆外护套交代实验的电压为直流10 kV，加压时刻为1 min。

在进行直流耐压实验时测走漏电流，实际上和用兆欧表测电缆绝缘电阻的道理是彻底相同的。但由于直流耐压实验时施加电压和运用的外表准确度都高于兆欧表，并且可以在加压进程中调查走漏电流的改变，所以走漏电流实验比丈量绝缘电阻更能有用地发现绝缘缺点。

电缆在直流电压下，流过绝缘内部的电流是电容电流、吸收电流和传导电流的叠加。流过绝缘的走漏电流随时刻而改变，它同电缆绝缘的质量、所含杂质、气泡、水分等含量有关：绝缘无缺的电缆，跟着加压时刻延伸，走漏电流削减，并趋于一个安稳数值；绝缘较差的电缆，走漏电流很快趋向安稳值，并且安稳后的数值与初始值很挨近；绝缘存在严峻缺点时，走漏电流不随时刻延伸而下降，反而呈现上升趋势，假如延伸加压时刻或进步直流电压，走漏电流添加的趋势或许继续开展直到绝缘击穿。

为使所测得的走漏电流反映电缆绝缘的实在状况，应采纳办法消除外来要素对走漏电流的影响。假如测得的走漏电流数值不安稳，走漏电流随时刻延伸而上升，或随实验电压添加而急剧上升，有必要查明原因。

一般把电缆直流耐压实验后和耐压实验前测得的走漏电流的比值称为吸收比。所谓耐压实验前的走漏电流是指在直流耐压实验加到规则电压后1 min时的走漏电流I1，耐压实验后的走漏电流是指耐压继续到4 min（关于6～35 kV电缆）或14 min（关于110～220 kV电缆）时的走漏电流I2。规程规则，电缆走漏实验的合格规范是，吸收比I2/I1≤1。

2交联聚乙烯电缆的耐压实验

在我国，直流电压现在仍然是交联聚乙烯（XLPE）电缆进行实验的首要电源，XLPE电缆直流实验的电压规范如表2所示。在IEC规范中明确规则，额外电压150 kV以上的XLPE电缆及其附件设备后的电气实验选用沟通电压实验，即施加电力系统相间电压，经1 h实验，或施加正常运转电压，经24 h实验，不引荐选用直流电压实验。

我国运用高压（110～220 kV）XLPE电缆始于1984年。跟着城市电网建造和改造的开展，从1985年今后，广州、上海、北京等大城市相继从国外进口高压XLPE电缆及其附件。正是从这时分开端，一些国家对高压XLPE电缆选用直流耐压实验的成果和电缆运转状况进行了研讨剖析，得出了一个一起的定论，即高压XLPE电缆不宜选用直流耐压实验，以为XLPE电缆在进行直流耐压实验时，首要存在以下几方面的问题。

a. XLPE电缆绝缘层在直流和沟通电压下，内部电场散布状况彻底不同。在直流电压下，电场按绝缘电阻系数呈正份额分配，而XLPE绝缘材料存在电阻系数不均匀性，导致在直流电压下电场散布的不均匀性。沟通电压下，电场按介电系数呈反份额分配，XLPE为全体绝缘结构，其介电系数为2.1～2.3，且一般不受温度改变的影响。因而，在沟通电压下，XLPE绝缘内部电场散布是比较安稳的。这样，往往构成在沟通作业电压下有缺点的部位在直流实验时不被击穿，反过来，在直流实验时被击穿的部位，在沟通作业电压下却不会产生问题。

b. XLPE绝缘内部假如有了水树枝，在沟通作业电压下，水树枝的开展是很缓慢的，而在直流耐压实验时会加快水树枝的开展，乃至转变为电树枝，即直流实验会导致XLPE绝缘产生堆集效应，加快绝缘老化，缩短运用寿命。

c. 直流耐压实验进程中，在XLPE电缆及其附件绝缘内会构成空间电荷，空间电荷的不断构成可导致电缆在沟通作业电压下击穿，或在附件界面因堆集电荷而沿界面滑闪。

综上所述，直流实验电压不能有用发现XLPE电缆的绝缘缺点，并且，直流实验电压或许构成XLPE电缆绝缘的损害，以致在实验后从头投入运转时，在沟通作业电压下提早产生绝缘击穿事端。因而，关于XLPE电缆有必要选用除直流实验之外的其它实验办法。

2.1超低频电压实验

超低频耐压实验设备的输出频率一般为0.01～0.1 Hz，输出波形为正弦波或余弦波，故超低频实验也是一种沟通耐压实验。选用超低频实验的意图是为了满意在沟通电压条件下，尽或许减小实验设备的体积和分量。

直流实验不能有用查验出XLPE电缆线路的缺点，注入的空间电荷又会影响其绝缘功能，而选用沟通电压实验，需求高电压大容量的实验设备，因而，可以选用超低频电压实验。从50 Hz改到0.1 Hz，理论上可以把实验设备容量降低到1/500。这样，0.1 Hz的实验设备就可以与直流实验设备相同做到容量小、自重轻，合适现场运用。

关于XLPE电力电缆，不宜选用直流电压进行现场耐压实验，而应选用0.1 Hz超低频电压实验。0.1 Hz超低频电压实验的项目首要包含耐压实验和介损丈量。现在国际上开发的0.1 Hz实验设备，电压均低于100 kV，只适用于中压（6～35 kV）XLPE电缆线路。一般引荐的实验规范是3U0/1 h。

2.2沟通变频串联谐振实验

工频耐压实验最能反映电缆绝缘的实际状况，这是由于：电缆是在工频下运转的，其实验电压和频率在工频下最为合理，可彻底模仿运转状况；从理论上讲，工频耐压实验不但能反映电缆的走漏特性，并且能彻底反映电缆的耐压特性，还能反映电缆部分电介质损耗引起的部分耐压特性。

对XLPE电缆进行工频沟通耐压实验，最大的困难是要有很大容量的实验设备。电压越高，线路越长，实验设备容量越大。为了适应在现场进行XLPE电缆沟通耐压实验的需求，关键在于要尽量减小实验设备的容量。运用串联谐振技能，是减小实验设备容量的一项有用办法。实验证明，变频串联谐振设备可以以较低电压、较小容量的电源设备，使电缆绝缘接受较高的实验电压。

现在，从国外引入的变频串联谐振实验成套设备，包含一台固定电感为10～100 H的电抗器，它装在一辆20 t的平板车上，另外用一辆集装箱卡车，设备调频器、变压器和计算机操控系统等设备。成套设备变频规模为30～300 Hz，输出电压可达250 kV，电流75 A，能适用于220 kV XLPE电缆的沟通耐压实验。

3塑料电缆的局放实验

橡塑电缆的绝缘中存在气隙、潮水等，在额外直流电压下，一般只存在极短的部分放电进程或不产生部分放电。在额外沟通电压下，或许产生部分放电，也或许不产部分放电。若产生部分放电，其放电进程比较短，在必定的时刻内其部分放电进程不至于使电缆的绝缘击穿，但其危害性很大。故只对电缆的特定部位进行部分放电丈量，如电缆的置疑部位、中心接头、终端头号。

4定论

a. 关于橡塑电缆，直流耐压实验只能发现电缆绝缘已显着劣化或击穿的状况，因对电缆有“损坏”作用，故仅在无可奈何时运用，且仅作参阅。

b. 超低频实验设备由操作操控和高压电源组成，现场操作轻巧便利，对电缆没有“损坏”作用，彻底可作为橡塑电缆的一种实验办法，现在技能约束使其首要用于小于等于35 kV的电缆实验。

c. 变频谐振实验设备由变频电源、鼓励变压器、谐振电抗器、分压器组成，小于等于35 kV的电缆选用本办法现场操作较费事，大于等于66 kV的电缆可将本办法作为一种现场实验办法。

d. 对大于等于110 kV的电缆，振动电压法体积小，现场操作便利，但能否有超低频和变频谐振实验的作用，尚待验证。

e. 部分放电实验只能检测电缆的特别部位（中心接头、终端头号），对大于等于110 kV的电缆，现场进行此实验很有必要。

f. 介损丈量法，因矿用电缆局限性，在现场运用简直无意义。