高壓電力電纜試驗方法與檢測技術探討

魏子舒，趙昌鵬，杜 群，劉海亮

（國網長春供電公司電纜運檢中心，吉林 長春 130000）

1 高壓電力電纜試驗方法分析

1.1 例行試驗

1.1.1 導體直流電阻

電力電纜的直流電阻需要滿足標準規定，影響直流電阻的因素如下：第一，導體材質。若導致材質不純，將會對導體電阻造成影響，為此，需要保障導通材質純度符合要求。第二，導體截面。導體截面積將會影響到直流電阻的大小，由R＝ρL/S得，在相同長度和材質的情況下，導體面積越大，導體直流電阻越大。而且，若電纜的外徑一定，導體截面積增大將會導致絕緣層變薄，將會對電力電纜的絕緣性造成影響[1]。導體直流電阻需要在20℃的標準環境下進行測定，以截面直徑為16mm2的電力電纜為例，銅制電纜的直流電阻為1.15Ω/m，鋁制電纜的直流電阻為1.91Ω/m。

1.1.2 交流電壓試驗

為了保障電力電纜對交流電壓具有較強的適應性，需要對其進行交流電壓試驗，確保電纜可以正常投入使用。試驗需要在整盤電纜上進行，對電纜的耐壓效果進行測試，保障電纜的出廠質量符合高壓輸電標準。例如：在對220kV電纜進行試驗時，需要使電壓逐漸增加，檢驗電纜絕緣層是否存在擊穿現象。增加到318kV后，保持不斷，時間為30min，若電纜絕緣層不發生擊穿，則說明電纜符合標準。上述試驗需要在交流狀態下進行，可以為電力電纜的試運行提供重要保證，可以避免電纜發生擊穿現象，提高輸電的安全性。

1.1.3 局部放電試驗

通過局部放電試驗可以對電力電纜的絕緣性進行檢驗，保障電纜具有良好的絕緣性能，避免異常放電現象出現。假設電力電纜標稱值為U0（kV），則放電檢驗標準如下：若0.6kV≤U0≤18kV，在1.5U0≤20pC情況下符合標 準；若21kV≤U0≤26kV，在1.5U0≤10pC情況下符合標準，以此類推。局部放電試驗需要對整盤電纜進行檢驗，例如：當電力電纜標稱值U0＝10kV時，對其進行放電檢測，經過計算發現，1.5U0＝15kV≤10pC，說明電纜局部放電符合標準，可以在輸電系統中進行使用。

1.2 抽樣試驗

1.2.1 交流耐壓試驗

對電力電纜進行短段抽樣檢測，檢驗電纜短距離是否符合耐壓要求，對其進行4h高壓試驗。4h高壓試驗一般用于110kV以下的電纜，將交流電壓增加到臨界值，持續時間為4h，若電纜不發生擊穿，則說明電力電纜耐壓標準合格。對于110kV及以上的電纜，無須需進行該試驗，而是采用另一套檢測方法。假設電纜電容值為C，標稱值為C0，若C≤0.8C0，則說明電纜交流耐壓符合標準。

1.2.2 熱延伸試驗

電力電纜在輸電過程中存在放熱現象，需要對電纜進行熱延伸測試，保障電纜具有良好的機械性能，在伸長后能夠有效地恢復，避免對絕緣性能造成影響。電纜熱延伸試驗方法如下：試驗溫度為200℃，在烤箱環境下進行。按照標準負載（0.2PMa）掛重物，加熱10min后將電纜取出，在室溫環境下自然冷卻，達到室溫后，測量電纜的長度。若電纜長度與試驗前相同，則說明電纜未發生伸長現象，在輸電過程中不會受到溫度的影響，電纜具有良好的熱延伸性能。電纜熱延伸性對絕緣層交聯度具有一定的影響，一旦交聯度降低，電纜的絕緣性能將會下降，導致電纜無法穩定工作。

1.3 型式試驗

通過型式試驗可以對電纜設計質量進行確定，判斷其設計指標是否符合要求，保障電力電纜能夠正常投入使用。型式試驗對電纜具有一定的破壞性，屬于一次性試驗方式，需要嚴格按照要求進行檢驗，并且避免重復進行試驗，降低電纜的損耗。型式試驗主要包含：

第一，局部放電試驗。需要在短電纜上進行試驗，試驗方法與1.1.2相同，并且檢驗標準一致。

第二，彎曲放電試驗。將短電纜彎曲后進行試驗，彎曲程度由電纜線芯數決定。以三芯電纜為例，彎曲倍數計算方法如下：15（D＋d）±5%，其中D、d分別為電纜及導體外徑。試驗方法及檢驗標準同上。

第三，加熱放電試驗。電纜通電后將會產生一定的熱量，會影響到電纜的絕緣性能，為此，需要進行通電放電試驗，具體方法如下：假設常溫為T0（℃），將電纜在常溫環境下進行通電，當電纜溫度為（T0＋10）℃時，停止通電，將其在室溫下逐漸冷卻，使導線溫度恢復到室溫。驗證電纜的局部放電量是否符合標準，檢驗標準同上。

1.4 鑒定試驗

1.4.1 振蕩電壓試驗

進行振蕩電壓試驗時，需要對電纜進行充電，使電纜處于帶電狀態，達到電壓標準值后，再對其進行放電。若電纜存在問題，在充放電過程中將會出現擊穿現象。振蕩電壓主要是由電感線圈集中放電引起的，將會導致電纜電壓在瞬間升高，對電纜具有較大的危害，為此，電纜需要滿足振蕩電壓的要求，對其進行振蕩電壓試驗非常重要，可以有效地消除電纜充放電存在的安全隱患，保障電纜能夠穩定地工作。

1.4.2 諧振電壓試驗

諧振電壓試驗可以對電纜的指標要求進行檢測，對電纜的耐壓程度進行測試，保障電纜能夠正常工作。在回路頻率 時，回路將會產生諧振，通過此時產生的電壓值對電纜進行耐壓試驗，判斷電纜是否符合耐壓標準。在諧振電壓倍數方面，可以達到幾十到一百以上，將會產生較大的電壓值，對電纜具有較大的威脅。為了試驗過程的安全性，需要通過串聯諧振裝置進行電壓檢測，檢測范圍在6kV-500kV之間，檢測過程不必與電纜進行接觸，可以有效地提高試驗的安全性，保障試驗過程能夠順利地進行。

2 高壓電力電纜檢測技術分析

2.1 萬用表檢測技術

萬用表檢測方法較為簡單、適用性強，被廣泛使用于電纜故障檢測中，可以有效地對電纜故障進行排查，保障電纜故障能夠迅速地恢復。以電纜斷路故障為例，需要對故障點進行評估，得出可能存在的所有故障點，將萬用表并聯到故障點兩端，若電阻值為∞，則說明電纜存在斷路現象，需要對該段電纜進行仔細排查，明確斷路故障的具體位置，使故障能夠被及時排查出來。通過該檢測方法，可以對電纜金屬屏蔽層、線芯等進行獨立檢測，能夠對故障點進行單獨排查。

2.2 脈沖檢測技術

脈沖檢測分為低壓脈沖檢測和二次脈沖檢測。對于低壓脈沖檢測，可以對開路故障、低阻故障等進行檢測。檢測過程中，需要為線路提供低壓脈沖信號，通過電壓的變化對故障點進行判斷。對于二次脈沖檢測，可以對閃絡、高阻等故障進行檢測，在施加脈沖的瞬間，可以通過波形對故障位置進行分析，準確地確定故障的位置。脈沖檢測儀是實現脈沖檢測的重要設備，工作溫度在-15℃-50℃之間，濕度不超過95%，可以定點對電力電纜進行檢測，具有較高的檢測效率。

2.3 電橋檢測技術

使用電橋檢測時，需要將電橋結構進行接地，通過互感原理使電橋中產生電壓，這樣便可以對電纜的故障進行分析。若是電橋中電壓較低甚至為0，則說明電纜存在斷路。故障點的位置可以通過計算分析得到，假設電纜長度為L，故障點距測試端距離為Lx，電橋電阻阻值為R1、R2。當電橋平衡時，具有如下關系：

化簡可得，故障點的位置如下：

由此可見，電橋檢測可以在不接觸電纜、不破壞電纜的情況下進行檢測，具有較高的安全性，可以定點對故障進行判斷，確定故障點的具體位置，對故障進行修復。

2.4 直閃法

直閃法主要用于擊穿故障的檢測，可以通過波形變化來確定故障的位置，對故障點進行準確地判斷。電纜發生擊穿故障后，電纜的電阻值將會增大，而且若是發生閃絡現象后，電纜將會釋放出大量的電流脈沖波，對故障點形成良好的反射。在使用直閃法檢測時，工作人員需要在電纜預設端口進行測試，從端口處獲取相應的波形信息，由波形對故障位置進行判斷。通過直閃法可以提高擊穿故障的檢測效率，保障電力電纜具有良好的檢測精度，使故障檢測過程更加順利，為電纜的穩定運行提供重要保證。

3 結束語

綜上所述，需要全面地對其進行試驗，合理地使用檢測技術，確保電力電纜能夠處于良好的工作狀態，對電纜的故障風險進行有效地控制，可保障電力電纜能夠穩定運行。另對電力電纜進行試驗可提高電纜選擇的合理性，降低負荷對電纜的損耗，延長電纜的使用壽命，保障輸電過程具有良好的質量。