高压电缆绝缘性能评估：泄漏电流与直流耐压试验深入分析

高压电缆绝缘性能评估：泄漏电流与直流耐压试验深入分析

夏斯维

江苏省盐城技师学院 224000

摘要：本文深入探讨了高压电缆泄漏电流和直流耐压试验的基本原理及实施方法，并全面分析了影响这两项试验效果的关键因素，包括电缆绝缘材料的特性、环境条件的变动以及试验操作过程的规范等。基于这些关键因素，本文提出了针对性的预防措施，旨在提升试验结果的精确性和可靠性。此外，本文还详细研究了如何科学分析并判断试验结果，为全面评估电缆绝缘性能提供了有力的支撑。通过本文的研究，期望为高压电缆的安全稳定运行和故障预防提供有力的理论支持和实践指导。

关键词：泄漏电流；吸收比；闪络；XLPE

通过在耐压试验的同时测其泄漏电流值，以判断电缆的绝缘体是否良好。由于泄漏电流的测试工作，是在高压直流的情况下测读微安表的电流值，其测量值受到测试线路、温度、湿度、电缆两端芯线间的分叉距离、芯线下绝缘层表面的受潮与污染情况等因素的影响，这使得测量结果存在诸多的偏差因数，严重时可导致判断错误。因此，测试过程中必须采用相应的措施，以保证测试结果的真实性。

一、试验方法及原理

直流耐压试验的目的是通过测试高压电缆的泄漏电流来检验电缆的耐压强度。它对发现绝缘介质中的气泡、介质损伤、机械损伤等局部缺陷比较有利。

当电路导通时，变压器UT输出的正弦波通过硅堆之后，只剩下一个极性的半正弦波电压；半波电压在电容C的作用下变得趋于平缓，形成直流电压。在直流电压下，流过电缆Cx绝缘内部的泄漏电流由电容电流，吸收电流和传导电流三者叠加而成，其数值随时间变化而变化。

二、影响泄漏电流和直流耐压试验的主要因数

影响泄漏电流和直流耐压试验的主要因数有测试线路、温度、湿度、电缆两端芯线间的分叉距离、芯线下绝缘层表面的受潮与污染情况等。

1.测试装置本身的泄漏电流

测试装置是否漏电，可以通过在测试线路接线、检查完毕后，空载输出的情况下，通过预送高压直流电来检查微安表是否有电流指示来判断。若微安表有电流指示，则表明测试装置本身漏电。应采取技术保护方法加以消除或更换测试装置来解决。

2.温度的影响

温度的影响分为电缆本身的温度和环境温度的影响。环境温度的影响当然也要通过电缆本身温度的升高而起作用。电缆本身的温度影响是指运行中的电缆，特别是满负荷运行的电缆芯线，温度可达65-90℃。这些运行中的电缆，若停电后未冷却至常温，如果此时测试，因其绝缘电阻随温度的升高而降低，相应的泄漏电流就偏大，有时会成倍的超过标准参与值。又如，若刚做完热缩套等材料的电缆头，当电缆头温度未冷却至常温而进行测试，其泄露电流会大大超过标准参考值。因此，对于此类电缆，为保证结果的正确性，一定要保证测试前电缆已冷却至常温状态。国家标准电气试验室测试温度规定为20℃，但现场测试温度不可能都符合此温度。一般情况下，在环境温度超过40℃时，不宜对电缆做泄露测试，尤其是桥架敷设的电缆。

3.湿度的影响

空气中的湿度对不同绝缘材料的泄露影响不尽相同，对于交联高压电缆，空气中的湿度如果过大，空气中的水分就会附着于的芯线和绝缘层上，构成对铠装带和其它芯线的表面泄漏电流，结果会增大测试泄露电流值。因此，测试时应选择空气湿度小，较干燥的天气，测试前应尽可能把芯线及铠装上的水分及油污清除。

4.芯线间距离的影响

如果对电缆线芯的其中一芯进行打压，则该线芯与其它线芯、地及其它导体的距离不能太近，否则通过空气对芯线、地及其它物体放电产生漏电流。在电场作用下，导线周围的空气发生游离，产生对地的泄漏电流。空气的湿度越大其漏电流也越大。

5.污秽物的影响

电缆终端头芯线及绝缘层表面有水分、盐分、尘埃等污秽物，能构成导电通路。在高压电场作用下亦可以产生，被测试芯线对其它芯线及地的漏电流。因此，测试前必须对电缆头进行清洁。

6.操作方法不当的影响

操作方法不当，会对试验的结果产生很大的影响。如测试电路接线不正确、被试电缆实验前未放电、被试电缆升压速度过快、被试电缆实验后未充分放电、泄漏电流的读取时间不准确等，这些都会造成实验结果的失真，甚至电缆的绝缘产生损伤，造成击穿。因此，应制定严格详尽的操作实验规程并严格的按照实验规程进行操作。

三、试验结果的分析判断

电缆通过直流耐压试验而未发生击穿现象，可认为该电缆的绝缘合格，可投入运行。当试验结果不能完全符合试验标准时，就应对实验结果进行分析、判断，并做出是否投入运行的决定。

 1.通过计算吸收比进行判断分析

 对于不均匀的绝缘试品，如果绝缘状况良好，则绝缘吸收电荷现象明显，如果绝缘受潮严重或者内部有集中性的通道，则这一现象不明显。工程上使用“吸收比”来反映这一特点。吸收比一般使用极化指数K来表—t=60s时的绝缘电阻值；—t=15s时的绝缘电阻值。式中的绝缘电阻，通过在相应时间内记录的泄漏电流计算而得分别为t时刻的测试电压、泄漏电流和绝缘电阻值；K值较大，其值远大于1；当绝缘受潮时，K值将变小，一般认为如K＜1.3时，就可判断绝缘可能受潮。当K值小于1时，则应是具体情况酌情提高试验电压或延长试验持续时间，看现象是否还持续出现；若在 一定的情况下，泄漏电流 升高不多且没有上升趋势，则该电缆可投入运行，隔2-3个月后应再进行测试；若泄漏电流 持续升高，则一般应使之击穿，找出击穿点，进行抢修。

2.通过泄露电流进行判断分析

当电缆芯线加入电压的时，电缆聚合物介质内部会有电子注入，形成空间电荷，当空间电荷达到饱和时，产生的稳定电流就是电缆的泄露电流大小。因为空间电荷达到饱和，所以该处的电场强度降低，从而难于发生击穿。当半导体介质存在缺陷，比如有凸出处和污秽点等时，在该处会容易聚集更多的空间电荷。随着外加电压的增大，产生的泄漏电流比正常情况下要大。通过观察微安表上的电流变化，可以有效地判断电缆是否出现故障。电缆三相泄露电流应基本平衡，如有某一相泄露电流特别大（在排除外因后），则说明该相绝缘可能存在一定的缺陷。

3.通过其它方法进行判断分析

①电缆经直流耐压试验后绝缘击穿。不能投入运行，应立即找出击穿点并进行抢修。

②在额定试验电压下电缆有闪络现象。若闪络次数不多（5次以下），闪络时间间隔较长，持续进行试验时闪络不再出现，则该电缆可以投入运行，隔半年再停电测试；若闪络次数多且频繁，应立即停止打压，稍等片刻，待闪络处的绝缘冷却后再进行测试，若闪络仍然出现，则应使用仪器找出闪络点进行抢修。

结束语

高压电力电缆的现场试验方法和标准经历了显著的变革。新的试验方法，如调频串联谐振试验、超低频0.1Hz耐压试验、振荡电压试验、热松弛电流诊断试验（IRC试验）、介损TD（）诊断试验以及局部放电试验等，逐步应用于电缆测试领域，极大地丰富了电缆测试的数据来源和技术手段。这些新方法的应用不仅提高了电缆预防性试验的准确性和完善性，也为我们更深入地理解和评估电缆绝缘性能提供了可能。展望未来，随着技术的不断进步和试验方法的持续优化，我们有理由相信，高压电力电缆的安全运行和故障预防将得到更加科学、有效的保障。

参考文献：

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