电力电缆交流耐压

近几年，在我国城网改造的实施下，高压电力电缆在城市电网中得到有效运用，其中以110KV交联聚乙烯电缆为主要代表，在各大城市电网中投入使用。众说周知，该类电缆从出厂到安装，其间会产生损伤，只有在竣工试验之后，才能从根本上保证电缆的安全使用。一般情况下，在受到现场大容量工频试验的影响下，该类电缆在使用前需要进行直流耐压试验，虽然油浸纸绝缘电力电缆在试验中会选用直流耐压，但是在电缆的日后运用中仍然出现电缆缺陷。并且在将交流聚乙烯电缆的试验中运用直流耐压试验，会在直流耐压通电后出现绝缘穿击的现象。因此，加强对交联聚乙烯电缆交流耐压试验是极其重要的研究课题。

一、交联电缆在进行直流耐压试验中所出现的问题

  依据相关理论研究及文献资料，交联聚乙烯在采用直流耐压试验中所出现的问题主要宝库奥以下几点：

（1）交联电缆或其它挤包绝缘电缆，在整个直流电压之下，电缆绝缘的电场需严格按照材料所具备电阻率进行分布，但是在交流电压下，电缆绝缘的电场需按照各种介质的介电质数进行分布。由此得知，直流电压与交流电压的电场强度有所不同，并且在整个交流电压下，绝缘的薄弱区域无法再直流电压试验中进行检测。

（2）在进行直流电压之下，将电子逐渐注入到交联聚乙烯聚合物质的内部，会在电缆半导体突出区域以及绝缘杂质局域形成一定数量的空间电荷，在空间电荷的影响下，该区域的电场强度会得到降低，并且不会出现击穿现象，但是在交流电压下，直流电压电场强度降低的区域则是绝缘最为薄弱的地区。

（3）在交联电缆中，最为关键的一个弱点便是在绝缘的内部会出现水树枝现象，并且在随着外施电压性质的改变以及加压时间下，会导致介质内的水树枝产生不同程度的影响。在直流电压下，水树枝会在短时间内形成电树枝，并从根本上导致整个介质的绝缘性质发生改变，产生早期损伤。

（4）在交联聚乙烯电缆进行直流电压试验的时候，会产生电荷的记忆现象，也就是在整个直流电压下单极性参与电荷需要在非常长的时间内将所有介质释放干净，但是如果在电缆已经投入使用情况下，该类直流电压会与交流电压相结合，容易导致电缆发生击穿现象，甚至会在电缆的终端区域形成滑闪放电的现象。

二、交流耐压试验中常见的方法

（1）超低频法

  电缆的电容量比较大，在进行工频试验的时候，会导致变容器的容量发生变化，并且需要提高容量比较大的试验电源，从根本上保证电缆在运行中能够提供无功功率，但是这种方法在现场中无法得到使用，需要采用超低频作为主要的试验电源，利用超低频法能够将变容器的容量价格低，并且在现场施工中比较容易，具有方便性、快捷性。但是，采用超低频法对所检验出的交联聚乙烯电缆以及附件绝缘的缺陷效果比较差，因此现阶段超频法在电压电缆中运用频率比较高。

（2）振荡电压法

  在对电缆进行直流冲电的时候，会在通过一定电压之后对电阻电感进行放电，进而会形成一个阻尼振荡电压，利用阻尼振荡电压，能够将电缆绝缘以及附件中所存在的缺陷进行检查与检测，这种情况，在直流耐压试验中具有非常大的效果，但是从本质上而言，仍然存在一定的缺陷，其中主要表现在两方面：一方面会导致振荡电压有所减弱，无法从根本上满足电缆的需求；另一方面因为高频率的电压会对电缆造成一定程度的损伤。

（3）谐振耐压法

  所谓的谐振耐压法主要是将实验回路中的电缆、频率进行改变，使整个回路状态处于谐振状态，利用谐振耐压法能够对高电压以及大电流的试验要求有所满足。除此之外，从谐振耐压法的调整方法而言，可以分为两组类型，分别是调感式以及调频式，从谐振耐压法的使用方法而言，可以分为串联谐振以及并联谐振两种类型。

1. 调感式谐振耐压

  在对电抗器的电量感以及电缆线的基本容量进行回路调节的时候，会在50HZ下产生谐振，满足整个试验的基本需求。

2. 调频式谐振耐压

  在对试验中电源的输出频率进行改变的时候，其回路中的固定电感量以及相应的试品要从根本上满足谐振的基本要求，进而达到整个试验的基本要求。

3. 串联谐还早呢法

  在进行试验的时候，变压器的电流需要满足整个试验的要求，但是如果在电压无法达到试验电压的时候，需要选择利用电抗器以及试品串联方式对其进行试验，如果回路处于谐振状态的时候，试品上就会出现相应的回路品质因数的倍数，将变压器中的输出电压有所改变，等到电源的共给能力得到满足的时候，会对回路中的有功功率造成损耗。

4. 并联谐振法

  在试验中变压器的电压满足试验要求，但是电流却达不到要求的时候，需要采用电抗器以及试品并联的方式对整个试验中谐振要求的回路参数进行满足，并促使试验的积极开展，与此同时，当选取并联谐振法的同时，电抗器的基本感性电流需要对试品的容性电流进行补偿。

  随着华意电力的发展，尤其是在城网改造和城市美化的要求，用交联聚乙烯电缆代替架空线路已经成为一种趋势，高电压的电力交联使用的数量越来越多。为了检验和保证交联电缆的安装质量，在送电投运前，对交联电缆进行现场交流耐压试验十分必要。过去由于使用交联电缆一般长度都比较长，因此容量较高，受试验设备的限制，在现场对交联电缆进行交流耐压试验比较困难，一般采用直流耐压试验来代替。存在两个缺点：

（1）直流电压对交联聚乙烯绝缘，有积累效应，即“记忆性"。一旦电缆有了由于直流试验而引起的“记忆性"，它就需要很长时间来释放尽残留在电缆中的直流电荷。而当该电缆投入运行时，直流电荷便会叠加在交流电压峰值上，产生“和电压"，远超过电缆的额定电压，使绝缘加速老化，缩短使用寿命。

（2）直流电压分布与实际运行的交流电压不同，直流电场分布受电阻率影响，而交流下电场分布与电阻率和介电系数都有关。因此直流耐压试验并不能象交流耐压一样可以准确地反映电缆的机械损伤等明显缺陷，直流试验合格的电缆，投入运行后，在正常工作电压作用下，也会发生绝缘故障。因此可见，对于交联电缆采用传统的直流耐压试验是不可取的，应予淘汰。近年来，国内外许多专家都建议现场对交联电缆进行交流耐压试验来代替直流电压试验。由于电力电缆对地电容量很大，在现场采用50HZ工频进行交流耐压试验条件难以具备，但采用调频电源进行交流耐压试验，条件是基本具备的。根据规范现场绝缘耐压试验中使用的交流电压频率可采用30-300HZ。