直流耐壓測試技術(shù)在電力電纜檢測中的應(yīng)用

（大慶市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)檢測中心，黑龍江 大慶 163311）

電力電纜是電網(wǎng)建設(shè)工程中必不可少的一部分內(nèi)容，對于整個(gè)電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性都有至關(guān)重要的影響。電力市場的擴(kuò)大為電力電纜行業(yè)帶來了全新的機(jī)遇，新型技術(shù)的涌入為電力電纜建設(shè)工作提供了很大便利，但是由于電力電纜設(shè)施本身的特殊性，例如長期不間斷運(yùn)行以及鋪設(shè)環(huán)境復(fù)雜等，導(dǎo)致其使用過程中難免會出現(xiàn)一些安全性問題，例如絕緣層擊穿、線路短路等，影響了電力資源的穩(wěn)定供應(yīng)，嚴(yán)重時(shí)還可能造成電力事故。所以相關(guān)電力部門采取了很多檢測技術(shù)對電力電纜使用過程中的安全性能進(jìn)行測試和維護(hù)，該文針對其中的直流耐壓測試技術(shù)進(jìn)行論述。

1 直流耐壓測試技術(shù)

直流耐壓測試技術(shù)是一種較為簡便的電力電纜檢測方法，對電纜進(jìn)行檢測最主要的就是看其絕緣性能是否可靠，所以直流耐壓測試針對的主要測試目的也是為了確認(rèn)電纜絕緣層的缺陷部位是否具有足夠的抗高壓能力。具體原理是對要檢測的電纜線施加一定的直流高壓，如果電纜絕緣保護(hù)層存在缺陷，就會產(chǎn)生相應(yīng)的泄露電流，對該部分電流大小進(jìn)行檢測，就可以判斷電纜絕緣性能是否達(dá)標(biāo)。使用直流高壓而非交流高壓是因?yàn)橥ǔＧ闆r下，電纜絕緣在遇到直流電壓的情況下，其擊穿強(qiáng)度會比交流電壓高出許多，所以用直流高壓測試，其效果更為可靠[1]。利用同樣的方法逐漸增大直流電壓，就可以測出電纜的最高耐壓數(shù)值，從而確認(rèn)電纜的安全等級。

這種檢測方法對于電纜絕緣缺陷的敏感度較高，例如絕緣受到雜質(zhì)腐蝕污染或者受潮老化時(shí)，均能通過該種方法得到有效檢測，而且對于不同的電纜絕緣問題，檢測顯示的結(jié)果是有很大差別的，這也便于檢測人員對缺陷原因進(jìn)行精準(zhǔn)判斷和修復(fù)，這也是直流耐壓測試技術(shù)能夠得到廣泛普及的原因之一。另外，在對電力電纜施以直流電壓的情況下，其絕緣層的電場強(qiáng)度會與絕緣材料電阻率成正比關(guān)系，具有很強(qiáng)的規(guī)律性，檢測人員可以根據(jù)這個(gè)特性直接對與電力電纜缺陷部位串聯(lián)的電阻進(jìn)行測試，如果電纜存在異常，問題很容易暴露，相對于其他檢測方法，直流耐壓測試方法效率更高。由此可見，直流耐壓檢測的實(shí)際利用價(jià)值是非常突出的。

2 直流高壓發(fā)生器的使用簡介以及注意事項(xiàng)

直流高壓發(fā)生器的使用方法是否準(zhǔn)確對于檢測結(jié)果有著直接性影響，所以相關(guān)電力電纜檢測人員必須充分了解并熟練掌握直流高壓發(fā)生器的操作要點(diǎn)，這樣才能有效保障檢測數(shù)據(jù)的可靠性，從而對電力電纜情況作出準(zhǔn)確判斷，最大程度發(fā)揮直流耐壓測試技術(shù)在電力電纜檢測中的價(jià)值。

直流高壓發(fā)生器的使用方法具體如下：首先，在測試開始之前，檢測人員要仔細(xì)檢測發(fā)生器的接地線是否連接正確、連接牢靠，一般情況下接地線都會連接在機(jī)房的接地銅皮上，這樣能夠有效確保接地的有效性。檢測人員需是具備高壓試驗(yàn)上崗證的專業(yè)人員，其必須嚴(yán)格按照國家相關(guān)電力安全規(guī)定的條例執(zhí)行各項(xiàng)操作，同時(shí)檢測現(xiàn)場至少要保證同時(shí)有3 名及以上工作人員在場，這樣才能在發(fā)生安全危險(xiǎn)時(shí)第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)，最大程度地保證工作人員的安全。其次，準(zhǔn)備開始測試的時(shí)候還要對電壓調(diào)節(jié)度盤進(jìn)行檢查，確保指針位于0 刻度位置，這些都檢查無誤后才能開始對電力電纜加壓。加壓速度要保持平緩，不可突然給予電纜直流高壓，否則容易造成人為電纜損壞，電壓數(shù)值加到電纜的額定電壓即可停止測試，然后按下復(fù)位按鈕輸出電壓，并將電源開關(guān)閉合，釋放被測電纜中的電壓[2]。

需要注意的是，該過程需要在過壓保護(hù)器的保護(hù)下方可進(jìn)行，過壓保護(hù)器的數(shù)值通常要設(shè)定在合理范圍內(nèi)，通常為測試電壓值的1.2 倍左右，以避免因?yàn)殡妷哼^高對被測電纜造成損壞。

與此同時(shí)，測試人員也要采取必要的措施對自身安全進(jìn)行保護(hù)，尤其是當(dāng)直流高壓超過200 kV 時(shí)，其觸電危險(xiǎn)性就已經(jīng)非常高了，檢測人員在操作過程中必須帶絕緣手套，并站立在絕緣膠墊上，同時(shí)還應(yīng)清退其他無關(guān)人員等，避免造成意外誤傷。但即便如此，由于高壓直流環(huán)境中的離子分布較為密集，磁場力較強(qiáng)，所以在測試區(qū)域內(nèi)的工作人員身上還是會帶有不同程度的直流電位，為了避免人為連電，測試人員之間應(yīng)當(dāng)盡量避免身體接觸，并且也應(yīng)盡量避免接觸接地體，否則可能會受到微弱電擊，特別是在北方干燥地區(qū)或者空氣較為干燥的冬季，這種現(xiàn)象更為明顯，雖然這種電擊比較小，不會給人體造成較大傷害，但是仍然需要盡量避免，防止由此引發(fā)其他嚴(yán)重安全事故。除此之外，相關(guān)工作人員還應(yīng)注意定期對檢測儀進(jìn)行合理保養(yǎng)，應(yīng)經(jīng)常檢查各處防塵裝置，發(fā)現(xiàn)破損或連接松動等現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)處理。

3 直流耐壓測試數(shù)據(jù)分析

由于直流耐壓測試有可能會對被測電纜造成損壞，所以為了保證測試的可靠性，在開始測試之前還需要進(jìn)行一定的非破壞性實(shí)驗(yàn)，確認(rèn)電纜的絕緣狀態(tài)在開始直流高壓測試之前是良好的。非破壞性實(shí)驗(yàn)通常要求電纜在耐壓5 min 情況下的電流泄露數(shù)值低于耐壓1 min 情況下的電流泄露數(shù)值，同時(shí)還要求電纜絕緣三相間的電流泄露數(shù)值不平衡系數(shù)不超過2，大于6/6 kV 的電纜的電流泄漏數(shù)值不高于20μA。但是當(dāng)8.7/10 kV 電纜的電流泄漏數(shù)值低于20μA 時(shí)，則可以不限定不平衡系數(shù)。直流耐壓測試技術(shù)在電力電纜中的檢測標(biāo)準(zhǔn)具體見表1。

表1 直流耐壓測試技術(shù)在電力電纜中的檢測標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)數(shù)據(jù)

直流耐壓測試技術(shù)在電力電纜中的檢測標(biāo)準(zhǔn)（見表1），而交接時(shí)黏性油浸紙絕緣電纜直流耐壓實(shí)驗(yàn)電壓值如下：電纜額定電壓U0/U（kV）分別為0.6 kV/1 kV、6/6、8.7/10、21/35，直流測試電壓（kV）分別為6U、6U、6U、5U，測試時(shí)間均為10 min。不滴流油浸紙絕緣電纜直流耐壓實(shí)驗(yàn)電壓值如下：電纜額定電壓U0/U（kV）分別為0.6/1、6/6、8.7/10、21/35，直流測試電壓（kV）分別為6.7 kV、20 kV、37 kV、80 kV，試驗(yàn)時(shí)間均為5 min[3]。

通過上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，在加壓過程中，電流泄漏值突然變化，這種變化產(chǎn)生的原因可能使隨著時(shí)間的增長而增大，也可能是隨著電壓的升高而變化，這些都表明電纜存在著絕緣缺陷，可以通過延長耐壓時(shí)間和壓力值來查找原因。另外還可以發(fā)現(xiàn)，相與相之間的電流泄漏值相差較多，可能是電纜中的某根芯線存在絕緣缺陷。直流耐壓測試時(shí)間應(yīng)不低于1 h，如果耐壓測試的時(shí)間不足，就會導(dǎo)致測試的數(shù)據(jù)不具代表性，影響最后的分析結(jié)果。

如果在直流耐壓測試中設(shè)置耐壓時(shí)間為30 min，那么就統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)而言，會存在30%的潛在故障不能在直流耐壓測試中被發(fā)現(xiàn)，也就不能確保電纜在投入使用后的質(zhì)量安全。在實(shí)際試驗(yàn)中知道，一些電纜在進(jìn)行0.1 Hz 直流耐壓試驗(yàn)時(shí)，擊穿所需時(shí)間將近50 min。

4 直流耐壓測試技術(shù)在電纜中的具體應(yīng)用

4.1 對真空器件的檢驗(yàn)

真空器件在電力電纜工程中應(yīng)用是比較頻繁的，對電力電纜設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性有著至關(guān)重要的影響，所以定期對真空器件進(jìn)行安全檢測是十分有必要的。通常情況下，真空器件應(yīng)該置于干燥環(huán)境行密封保存，并且儲存溫度應(yīng)該在-40℃～50℃，相對濕度應(yīng)該小于80%，忌與酸性或堿性物質(zhì)接觸，避免受到腐蝕。另外，真空器件容易受到撞擊而被破壞，所以搬運(yùn)過程中還應(yīng)當(dāng)注意避免碰撞。需要注意的是，為了保證真空電器性能的有效性，在儲存期間也應(yīng)定期對其進(jìn)行耐壓測試。測試過程需要3 人同時(shí)協(xié)作完成，一人操作直流高壓發(fā)生器和真空器件，一人準(zhǔn)備測試結(jié)束后立刻放電，另外一人則對相關(guān)測試數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄。整個(gè)升壓操作過程必須在1 min 內(nèi)完成，并且需嚴(yán)格按照規(guī)定的流程步驟執(zhí)行操作。如果檢測到的電壓波動幅度在70%范圍內(nèi)，則為合格[4]。

4.2 高壓驗(yàn)電器和絕緣桿的檢驗(yàn)

高壓驗(yàn)電器的檢驗(yàn)方法：先把直流高壓器和驗(yàn)電器連接起來，然后對其進(jìn)行緩慢升壓，直到驗(yàn)電器發(fā)出警報(bào)，此時(shí)記錄驗(yàn)電棒的啟動電壓數(shù)值，如果該數(shù)值不超過保護(hù)電壓的1/2，且在保護(hù)電壓的1/10 數(shù)值之上，則可認(rèn)為合格。絕緣桿的檢驗(yàn)方法：先用金屬導(dǎo)線將絕緣桿的兩端包繞起來，然后一端連接直流高壓器，另一端做接地處理，同樣緩慢升壓，當(dāng)升到額定電壓的75%時(shí)，以每秒2%試驗(yàn)電壓的速率升壓至額定值，然后靜止觀察一分鐘，并記錄泄露電流的數(shù)值。需要注意的是，絕緣桿測試完畢后不可直接斷電，而是應(yīng)該逐漸減壓，否則容易造成絕緣桿擊穿或閃斷。如果最后絕緣桿沒有被燒灼或者明顯的異常發(fā)熱現(xiàn)象，且泄露電流合理，則為合格。

5 結(jié)語

總結(jié)上文可知，直流耐壓測試技術(shù)在電力電纜檢測過程中的表現(xiàn)良好，實(shí)驗(yàn)方法簡便，檢測結(jié)果可靠，是一種經(jīng)濟(jì)適用性比較高的電力電纜檢測方法。相關(guān)行業(yè)工作人員應(yīng)當(dāng)在實(shí)踐工作當(dāng)中進(jìn)一步加強(qiáng)對直流耐壓測試技術(shù)的應(yīng)用研究力度，以提高電力電纜產(chǎn)品的檢測效率和檢測質(zhì)量。