35kV交聯(lián)電纜敷設(shè)后直流耐壓試驗時泄漏電流偏大問題分析

蔣洪偉

（安徽省大禹工程建設(shè)監(jiān)理咨詢有限公司 蚌埠 233000）

35kV交聯(lián)電纜敷設(shè)后直流耐壓試驗時泄漏電流偏大問題分析

蔣洪偉

（安徽省大禹工程建設(shè)監(jiān)理咨詢有限公司 蚌埠 233000）

直流耐壓及泄漏電流試驗是中壓交聯(lián)聚乙烯（XLPE）絕緣電力電纜敷設(shè)、安裝完畢后，按照相應規(guī)范的要求進行一些試驗項目，其目的是為了考核電纜施工質(zhì)量。然而，在進行該項試驗時，如果電纜端部處理方式不當，往往會對試驗結(jié)果產(chǎn)生影響。

35kV交聯(lián)電纜 敷設(shè) 直流耐壓試驗 泄漏電流 絕緣

1 概述

電力電纜在電力系統(tǒng)及水利工程中使用廣泛，它的絕緣狀況直接影響電力系統(tǒng)的安全運行，因此按照國家相應規(guī)范要求對其進行電氣試驗，以便及時發(fā)現(xiàn)缺陷。在中壓交聯(lián)聚乙烯（XLPE）絕緣電力電纜敷設(shè)、安裝完畢后，直流耐壓及泄漏電流試驗是必做的試驗項目。然而，在進行該項試驗時，如果電纜端部處理方式不當，往往會對試驗結(jié)果產(chǎn)生影響。因此，正確的試驗方法是保證直流耐壓及泄漏電流試驗結(jié)果準確。

2 直流耐壓和泄漏電流試驗

對電力電纜進行直流耐壓及泄漏電流試驗，是檢查電力電纜絕緣狀況的一個主要試驗項目，直流耐壓試驗與泄漏電流試驗是同時進行的。與交流耐壓試驗比較，直流耐壓及泄漏電流試驗的優(yōu)點是：對長電纜線路進行耐壓試驗時，所需試驗設(shè)備容量小；在直流電壓作用下，介質(zhì)損耗小，高電壓下對良好絕緣的損傷小；在直流耐壓試驗的同時監(jiān)測泄漏電流及其變化曲線，微安級電流表靈敏度高，反映絕緣老化、受潮比較靈敏；可以發(fā)現(xiàn)交流耐壓試驗不易發(fā)現(xiàn)的一些缺陷，因為在直流電壓作用下，絕緣中的電壓按電阻分布，當電流絕緣有局部缺陷時，大部分試驗電壓將加在與缺陷串聯(lián)的未損壞的絕緣上，使缺陷更易于暴露。一般而言，直流耐壓試驗對檢查絕緣中的氣泡、機械損傷等局部缺陷比較有效。

3 電纜端部的電場特性

眾所周知，在進行電力電纜的電氣絕緣性能試驗時，事先要對電纜端頭進行處理，電纜電壓等級越高，這種處理要求越嚴格。對中壓XLPE電纜而言，就需對電纜端頭的外半導電層進行一定長度的切削，但由此卻改變了電纜端部的電場分布：引起電纜端部屏蔽切斷處電場集中，是電纜試驗及運行中擊穿的薄弱環(huán)節(jié)；附加了沿絕緣表面的軸向電場，存在沿絕緣表面的放電現(xiàn)象。

經(jīng)過上述處理的交聯(lián)電纜端部，如果在試驗時，不配用合適的試驗終端對弱點進行補強改善，消除端部表面泄漏影響，而直接進行直流耐壓及泄漏電流試驗，很容易產(chǎn)生不正確的測試結(jié)果，誤判電纜敷設(shè)安裝或生產(chǎn)制造過程存在的質(zhì)量問題。

4 相關(guān)試驗案例分析

4.1問題的由來

某施工單位曾于2011年3月在安徽省蕪湖市龍窩湖新站進行電力電纜直流耐壓及泄漏電流試驗，其電纜型號規(guī)格為：YJV-26/35 1×185。3根電纜在敷設(shè)、安裝后進行直流耐壓及泄漏電流試驗過程中，普遍存在泄漏電流偏大情況，具體如下：

（1）試驗電壓升至78kV（3Uo）時，泄漏電流高達120～150μA。

（2）施加試驗電壓5min后的泄漏電流明顯地比1min測量值大。加壓1min時為126μA，5min時增至148μA。

（3）升壓過程中，泄漏電流隨電壓升高而急劇上升。

上述測試結(jié)果是不符合國家規(guī)范要求的，施工單位懷疑電纜產(chǎn)品存在質(zhì)量問題，并對該組電纜進行委托第三方檢測，確定電纜是否存在質(zhì)量問題。在獲悉這一情況后，筆者即對這批電纜產(chǎn)品的出廠試驗情況進行了解，其出廠試驗項目和結(jié)果見表1。從表1可知，產(chǎn)品不存在制造質(zhì)量的問題，如果施工單位能按照正常的工藝施工，應不會出現(xiàn)質(zhì)量問題。

表1 型號YJV-26/35kV lX185電纜出廠試驗的結(jié)果

4.2問題的分析

為查明問題產(chǎn)生的原因，筆者到該工地進行現(xiàn)場了解

和驗證。到達施工現(xiàn)場后對電纜的敷設(shè)施工情況進行查看，并對其中的一根電纜按照用戶的試驗方法進行了復試觀察，相關(guān)情況如下:

4.2.1敷設(shè)安裝情況

3根電纜水平、平行敷設(shè)于同一個電纜溝內(nèi)，經(jīng)巡線檢查，未發(fā)現(xiàn)電纜外觀有施工損傷現(xiàn)象，排除了電纜施工安裝質(zhì)量問題。

4.2.2復試試驗步驟

（1）將電纜兩端外半導電層剝切的70cm參照電纜附件制作時，終端外半導電層切削長度，用無水酒精清潔絕緣表面。

（2）將剝除了外半導電層的電纜兩端頭用絕緣支架托起，并距地面約40cm，兩端裸露在空氣中。

（3）試驗設(shè)備不接電纜，空載升壓觀察設(shè)備雜散電流為1μA。

（4）將高壓引線與電纜導電線芯相接，銅帶屏蔽、鋼帶鎧裝和試驗設(shè)備地線分別安全接地。

（5）平緩升壓至試驗電壓78kV（3Uo）的0.25，0.5，0.75，1.0倍，測試泄漏電流，見表2。

表2 型號YJV-26/35kV 1X185電纜復試的試驗結(jié)果

（6）將電壓降至零，放電完畢后，關(guān)閉試驗電源。

4.3復試過程中試驗現(xiàn)象的觀察

（1）隨著電壓的逐漸升高，電纜端部絕緣表面、高壓引線表面及高壓引線與導電線芯連接處，開始出現(xiàn)嘶嘶的放電聲，電壓越高，放電聲越大。

（2）當電壓超過大約40kV后并繼續(xù)升壓，發(fā)現(xiàn)泄漏電流有一個迅速增大的過程。

（3）電壓升到78kV進行耐壓試驗時，微安表指針擺動幅度較大，持續(xù)時間5min時，泄漏電流可達150μA。

（4）電壓升到78kV持續(xù)5min，泄漏電流明顯大于1min的測試值，并有繼續(xù)上升的趨勢。

復試結(jié)果與施工單位反映的情況基本一致，從試驗結(jié)果看，似乎是電纜存在質(zhì)量問題。但升壓過程中電纜端部的放電現(xiàn)象卻引起了筆者的高度重視，根據(jù)局部放電試驗的實踐經(jīng)驗可知，對于26/35kV交聯(lián)電纜，端部切削外半導電層約20mm，如不使用試驗終端，而將線芯直接與高壓線連接，裸露在空氣中升壓（交流電壓），也會出現(xiàn)上述的類似現(xiàn)象，但電纜端頭接入試驗終端后，這種現(xiàn)象完全可以避免和消除。

4.4驗證試驗

為了驗證上述分析的正確性，隨即對同樣等級的電纜進行對比試驗，將電纜兩端切削外半導電層約20mm，并將局部放電試驗專用35kV級油杯型試驗終端安裝在電纜端部，然后注入變壓器油，將屏蔽切口浸沒，最后施加直流電壓，并觀察泄漏電流的變化情況如下：

（1）升壓過程中泄漏電流變化幾乎為零，波動范圍只有1～2μA。

（2）試驗電壓78kV時，持續(xù)5min時的地漏電流為1μA，lmin時也只有4μA，由此可見，持續(xù)5min時泄漏電流明顯小于1min時的泄漏電流。

（3）升壓過程中，泄漏電流無迅速增加現(xiàn)象，也無異常放電現(xiàn)象，相應的試驗數(shù)據(jù)見表3。

表3 型號YJV-26/35kV 1X185電纜安裝試驗終端后試驗結(jié)果

從表2、表3使用試驗終端前后測試數(shù)據(jù)的對比情況及整個事件調(diào)查處理過程的分析，最終可確認造成交聯(lián)電纜敷設(shè)安裝后直流耐壓試驗過程中泄漏電流偏大原因是：施工單位對交聯(lián)電纜端部外半導電層切削后引起電場集中的現(xiàn)象認識不清，未采用試驗終端來加以改善，從而導致試驗過程中電纜端部發(fā)生電暈放電、對地的雜散電流的產(chǎn)生，以及沿絕緣表面泄漏電流的產(chǎn)生。而需測試的僅僅是電纜絕緣的徑向泄漏電流，即體積泄漏電流。正是由于這兩種電流的產(chǎn)生造成了測試結(jié)果偏大，導致施工單位對產(chǎn)品質(zhì)量的誤判。

采用油杯型試驗終端后可降低電纜端頭的泄漏電流值和改善電場分布的主要原因是：油杯內(nèi)變壓器油消除了電纜端部泄漏電流影響，而油杯內(nèi)應力錐則可改善屏蔽切口處電場集中現(xiàn)象，降低了試驗過程中對地雜散電流的影響，保證了試驗數(shù)據(jù)的正確性、科學性。因此，在中高壓交聯(lián)電纜敷設(shè)安裝試驗中，只有采取有效措施改善電纜端部電場集中現(xiàn)象，才能獲取正確的試驗結(jié)果和結(jié)論。

5 結(jié)語

實踐證明：對交聯(lián)電纜端頭外半導電屏蔽層剝切一定長度，直接進行10kV交聯(lián)電纜直流耐壓和泄漏電流試驗是可行的，但對35kV交聯(lián)電纜是絕對不可行的。建議在進行35kV交聯(lián)電纜的直流耐壓泄漏電流試驗時，必須對電纜端部采取措施，如配置試驗終端，或安裝電纜終端后再進行測試，這樣才能保證試驗結(jié)果的準確性■

（專欄編輯：顧 梅）