電力電纜在運(yùn)行中不但長(zhǎng)期承受電網(wǎng)電壓，而且還會(huì)經(jīng)常遇到各種過(guò)電壓，如操作過(guò)電壓、雷擊過(guò)電壓、故障過(guò)電壓等。預(yù)防性試驗(yàn)可以提前發(fā)現(xiàn)電力電纜的某些缺陷，它是保證電纜安全運(yùn)行的重要措施之一。如果有關(guān)部門做預(yù)防性試驗(yàn)時(shí)，不按《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》去試驗(yàn)，則起不到預(yù)防性試驗(yàn)作用，而且還會(huì)帶來(lái)電力電纜隱患。
一、預(yù)防性試驗(yàn)項(xiàng)目、方法和要求
根據(jù)中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定，交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜預(yù)防性試驗(yàn)需作如下試驗(yàn)項(xiàng)目。
1、電纜主絕緣絕緣電阻：用2500伏或5000伏兆歐表測(cè)量，讀取1分鐘以后的數(shù)據(jù)，對(duì)于三芯電纜，當(dāng)測(cè)量一根芯的絕緣電阻時(shí)，應(yīng)將其余二芯和電纜外皮一起接地。運(yùn)行中的電纜要充分放電后測(cè)量，每次測(cè)量完都要采用絕緣工具進(jìn)行放電，以防止電擊。絕緣電阻數(shù)值自行規(guī)定。試驗(yàn)周期：重要電纜1年，一般電纜3年。
2、電纜外護(hù)套絕緣電阻：就是測(cè)量鋼鎧對(duì)地的絕緣電阻值，它主要檢查支埋電纜的外護(hù)套有無(wú)破損。采用500伏兆歐表測(cè)量。當(dāng)每千米的絕緣電阻低于0.5兆時(shí)，采用下面介紹方法判斷外護(hù)套是否進(jìn)水。試驗(yàn)周期：重要電纜1年，一般電纜3年。
3、電纜內(nèi)襯層絕緣電阻：就是測(cè)量銅屏蔽層對(duì)鋼鎧的絕緣電阻值，它主要檢查內(nèi)襯層有無(wú)破損，采用500伏兆歐表測(cè)量。當(dāng)每千米絕緣電阻低于0.5兆歐時(shí)，采用下面介紹方法判斷內(nèi)襯層是否進(jìn)水。試驗(yàn)周期：重要電纜1年，一般電纜3年。
電纜內(nèi)襯層和外護(hù)套破壞進(jìn)水的確定方法：
直埋時(shí)間較長(zhǎng)受地下水長(zhǎng)期浸泡的電纜或受外力破壞而又未完全破損的電纜，其外護(hù)套絕緣電阻、內(nèi)襯層絕緣電阻均有可能下降至規(guī)定值以下，因此不能僅根據(jù)絕緣電阻的降低來(lái)判斷電纜是否進(jìn)水，要根據(jù)不同金屬在電解質(zhì)中形成原電池原理進(jìn)行分析判斷。電纜的外護(hù)套破或內(nèi)襯層破損進(jìn)水后，由于水的作用（水是電解質(zhì)），將在鎧裝層的鍍鋅鋼帶上產(chǎn)生對(duì)地—0.76V的電位，銅屏蔽層產(chǎn)生對(duì)地+0.334V電位，由此產(chǎn)生出0.334—(—0.76V)=1.1V的電位差。此時(shí)，用萬(wàn)用表電阻檔的“正”、“負(fù)”表筆交換測(cè)量鎧裝層對(duì)地或鎧裝層對(duì)銅屏蔽層的絕緣電阻，在測(cè)量回路內(nèi)形成的原電池與萬(wàn)用表內(nèi)干電池相串聯(lián)，當(dāng)極性組合使電壓相加時(shí)，側(cè)得電阻值小；反之，側(cè)得電阻值較大。如果上述兩次測(cè)得的電阻值相差較大時(shí)，表明以形成原電池，就可判斷電纜外護(hù)套和內(nèi)襯層破損進(jìn)水。外護(hù)套破損不一定立即修理，但內(nèi)襯層破損進(jìn)水后，水分直接與電纜銅屏蔽層接觸并可能會(huì)腐蝕銅屏蔽層，應(yīng)盡快安排檢修。
4、銅屏蔽層電阻和導(dǎo)體電阻比：用雙臂電橋測(cè)量在相同溫度下的銅屏蔽層和導(dǎo)體的電阻。當(dāng)銅屏蔽層電阻與導(dǎo)體的電阻之比數(shù)據(jù)與投運(yùn)前數(shù)據(jù)增加時(shí)，表明銅屏蔽層的電阻增大，銅屏蔽層有可能被腐蝕；當(dāng)該比值與投運(yùn)前相比減少時(shí)，表明導(dǎo)體連接點(diǎn)的接觸電阻有增加的可能。試驗(yàn)周期：投運(yùn)前，新作終端或中間接頭后，內(nèi)襯層破損進(jìn)水后。
5、電纜主絕緣直流耐壓試驗(yàn)：電纜試驗(yàn)電壓按表一規(guī)定，加壓時(shí)間5分鐘，不擊穿。耐壓5分鐘的泄漏電流不應(yīng)大于耐壓1分鐘的泄漏電流。試驗(yàn)周期：新作終端或中間接頭后。
交聯(lián)聚乙烯電力電纜的直流耐壓試驗(yàn)電壓
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電纜額定電壓U。/U |
直流試驗(yàn)電壓KV |
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1.8/3 |
11 |
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3.6/6 |
18 |
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6/6 |
25 |
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6/10 |
25 |
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8.7/10 |
37 |
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21/35 |
63 |
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26/35 |
78 |
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48/66 |
144 |
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64/110 |
192 |
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127/220 |
305 |
交聯(lián)聚乙烯絕緣材料是交聯(lián)聚乙烯塑料經(jīng)交聯(lián)工藝而生成的，屬整體型絕緣材料，其介電常數(shù)為2.1—2.3，且一般不受溫度變化的影響。在直流電壓下，絕緣層中的電場(chǎng)強(qiáng)度是按照絕緣電阻率的正比例分配的，且絕緣電阻率分布是不均勻的（在交聯(lián)聚乙烯塑料生產(chǎn)過(guò)程中，因工藝原因不可避免的在主料中有雜質(zhì)存在，他們具有較小的絕緣電阻率，且沿絕緣層徑向分布，分布不均勻），所以交聯(lián)聚乙烯絕緣在交、直流電壓下電場(chǎng)分布是不同的，導(dǎo)致了擊穿特征的不一致。直流耐壓試驗(yàn)不僅不能有效地發(fā)現(xiàn)交聯(lián)聚乙烯絕緣材料中的水樹(shù)枝等絕緣缺陷，而且由于空間電荷的作用，使原來(lái)存在的絕緣內(nèi)部弱點(diǎn)進(jìn)一步發(fā)展、擴(kuò)大，使絕緣性能逐漸衰減形成絕緣內(nèi)部劣化的積累效應(yīng)，容易造成電纜在交流電壓作用下，某些不應(yīng)發(fā)生問(wèn)題的地方投運(yùn)不久就發(fā)生放炮。此外，電纜的某些部分，如電纜頭、中間頭，在交流電壓下，存在某些缺陷，在直流耐壓試驗(yàn)時(shí)卻不會(huì)擊穿。
三、電纜直流耐壓試驗(yàn)與電纜泄漏電流的區(qū)別
電纜泄漏電流的測(cè)量與直流耐壓試驗(yàn)在發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷的原理是有區(qū)別的。一般來(lái)說(shuō)直流耐壓試驗(yàn)對(duì)于暴露介質(zhì)中的氣泡和機(jī)誡損傷等局部缺陷等比較靈敏，而泄漏電流能夠反映介質(zhì)整體受潮與整體劣化情況。兩者在試驗(yàn)中又密不可分，泄漏電流實(shí)際上是直流耐壓試驗(yàn)中得到的。測(cè)量泄漏電流的微安表在試驗(yàn)回路的不同位置和試驗(yàn)的高壓引線是否采用屏蔽線等因素，都會(huì)影響泄漏電流的數(shù)值，所以在測(cè)量泄漏電流的過(guò)程中，判斷不是電流的具體數(shù)值，而是泄漏電流的變化趨勢(shì)。電壓升高的每一階段，都必須注意觀察電流隨時(shí)間變化的趨勢(shì)，一條良好的電纜，在電壓上升的每一階段，電容電流和吸收電流先疊加在泄漏電流上，指示表上的電流一定劇增，隨著時(shí)間下降，電壓穩(wěn)定1分鐘后的穩(wěn)定電流只是電壓初期上升的10%--20%，在這就是泄漏電流。如果電纜整體受潮，則電流在電壓上升的每一階段幾乎不能隨時(shí)間下降，嚴(yán)重時(shí)反而上升，這種電纜是不能輕易投運(yùn)的。泄漏電流值隨時(shí)間的延長(zhǎng)有上升現(xiàn)象，是絕緣缺陷發(fā)展的跡象。良好的絕緣在試驗(yàn)電壓下的穩(wěn)態(tài)泄漏電流值隨時(shí)間的延長(zhǎng)保持不變，有的略有下降。
四、實(shí)際預(yù)試情況
現(xiàn)在有些單位電纜預(yù)防性試驗(yàn)基本是將運(yùn)行的電纜按計(jì)劃一年停運(yùn)一次，電纜附件安裝工藝中的金屬層按傳統(tǒng)接地方式連接，因此電纜試驗(yàn)的項(xiàng)目主要有兩項(xiàng)內(nèi)容，電纜主絕緣絕緣電阻，電纜主絕緣直流耐壓試驗(yàn)，通常將電纜按表一規(guī)定加試驗(yàn)電壓，如果電纜受潮或外、內(nèi)層絕緣損壞就可能將電纜擊穿，然后查找故障點(diǎn)、修復(fù)，在用同樣的試驗(yàn)電壓加壓5分鐘，正常后投入運(yùn)行，如仍擊穿或泄漏電流不正常，在進(jìn)行一次查找故障點(diǎn)、修復(fù)，直到電纜完全正常。這種過(guò)程有許多不利因素，首先電纜耐壓擊穿后停電修復(fù)時(shí)間很長(zhǎng)，對(duì)一個(gè)企業(yè)來(lái)說(shuō)，損失是無(wú)法估量的，其次預(yù)防性試驗(yàn)往往集中進(jìn)行，要在很短的時(shí)間對(duì)所管轄的電纜進(jìn)行試驗(yàn)，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且難以對(duì)每條電纜都進(jìn)行仔細(xì)分析。第三電纜預(yù)防性試驗(yàn)每次都做直流耐壓試驗(yàn)，將產(chǎn)生絕緣內(nèi)部劣化的積累效應(yīng)，加速電纜絕緣老化，縮短電纜的使用壽命。
五、建議
預(yù)防性試驗(yàn)既然屬于防止設(shè)備損壞、保證設(shè)備安全運(yùn)行的重要措施，那就應(yīng)以《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定和要求進(jìn)行全面、認(rèn)真地試驗(yàn)，既不能增加項(xiàng)目也不能減少項(xiàng)目。
電纜附件安裝工藝中的金屬層要改變傳統(tǒng)接地方法，應(yīng)采用下述方法去做。做交接試驗(yàn)時(shí)，要留好第一手資料，以后的預(yù)防性試驗(yàn)數(shù)據(jù)要和交接試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。當(dāng)電纜主絕緣絕緣電阻數(shù)值，電纜外護(hù)套絕緣電阻數(shù)值，電纜內(nèi)襯層絕緣電阻數(shù)值，銅屏蔽層電阻和導(dǎo)體電阻之比數(shù)值，與交接試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較且數(shù)據(jù)變化不大又都在合格范圍時(shí)，就不應(yīng)再作直流耐壓試驗(yàn)。當(dāng)判斷出電纜外護(hù)套和內(nèi)襯層破損進(jìn)水或新制作終端頭和新制作中間接頭，以及處理電纜銅屏蔽層后，才需對(duì)電纜做直流耐壓試驗(yàn)。這樣就可以最大限度的保護(hù)電纜，延長(zhǎng)電纜的使用壽命。
電纜附件中金屬層的接地方法：
1、終端：終端的鎧裝層和銅屏蔽層應(yīng)分別用帶絕緣的絞合線單獨(dú)接地。銅屏蔽層接地線的截面不得小于25m㎡；鎧裝層接地線的截面不應(yīng)小于10m㎡。
2、中間接頭：中間接頭內(nèi)銅屏蔽層的接地線不得和鎧裝層連接一起，對(duì)接頭兩側(cè)的鎧裝層必須用另一跟接地線相連，而且還必須與銅屏蔽層絕緣。如接頭的原結(jié)構(gòu)中無(wú)內(nèi)襯層時(shí)，應(yīng)在銅屏蔽層外部增加內(nèi)襯層，而且與電纜本體的內(nèi)襯層搭接處的密閉必須良好，即必須保證電纜的完整性和延續(xù)形。連接鎧裝層的地線外部必須有外護(hù)套而且具有與電纜外護(hù)套相同的絕緣和密閉性能，即必須確保電纜外護(hù)套的完整性和延續(xù)性。
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