直流耐压测试技术在电力电缆检测中的应用

（大庆市质量技术监督检验检测中心，黑龙江 大庆 163311）

电力电缆是电网建设工程中必不可少的一部分内容，对于整个电力系统的安全性和稳定性都有至关重要的影响。电力市场的扩大为电力电缆行业带来了全新的机遇，新型技术的涌入为电力电缆建设工作提供了很大便利，但是由于电力电缆设施本身的特殊性，例如长期不间断运行以及铺设环境复杂等，导致其使用过程中难免会出现一些安全性问题，例如绝缘层击穿、线路短路等，影响了电力资源的稳定供应，严重时还可能造成电力事故。所以相关电力部门采取了很多检测技术对电力电缆使用过程中的安全性能进行测试和维护，该文针对其中的直流耐压测试技术进行论述。

1 直流耐压测试技术

直流耐压测试技术是一种较为简便的电力电缆检测方法，对电缆进行检测最主要的就是看其绝缘性能是否可靠，所以直流耐压测试针对的主要测试目的也是为了确认电缆绝缘层的缺陷部位是否具有足够的抗高压能力。具体原理是对要检测的电缆线施加一定的直流高压，如果电缆绝缘保护层存在缺陷，就会产生相应的泄露电流，对该部分电流大小进行检测，就可以判断电缆绝缘性能是否达标。使用直流高压而非交流高压是因为通常情况下，电缆绝缘在遇到直流电压的情况下，其击穿强度会比交流电压高出许多，所以用直流高压测试，其效果更为可靠[1]。利用同样的方法逐渐增大直流电压，就可以测出电缆的最高耐压数值，从而确认电缆的安全等级。

这种检测方法对于电缆绝缘缺陷的敏感度较高，例如绝缘受到杂质腐蚀污染或者受潮老化时，均能通过该种方法得到有效检测，而且对于不同的电缆绝缘问题，检测显示的结果是有很大差别的，这也便于检测人员对缺陷原因进行精准判断和修复，这也是直流耐压测试技术能够得到广泛普及的原因之一。另外，在对电力电缆施以直流电压的情况下，其绝缘层的电场强度会与绝缘材料电阻率成正比关系，具有很强的规律性，检测人员可以根据这个特性直接对与电力电缆缺陷部位串联的电阻进行测试，如果电缆存在异常，问题很容易暴露，相对于其他检测方法，直流耐压测试方法效率更高。由此可见，直流耐压检测的实际利用价值是非常突出的。

2 直流高压发生器的使用简介以及注意事项

直流高压发生器的使用方法是否准确对于检测结果有着直接性影响，所以相关电力电缆检测人员必须充分了解并熟练掌握直流高压发生器的操作要点，这样才能有效保障检测数据的可靠性，从而对电力电缆情况作出准确判断，最大程度发挥直流耐压测试技术在电力电缆检测中的价值。

直流高压发生器的使用方法具体如下：首先，在测试开始之前，检测人员要仔细检测发生器的接地线是否连接正确、连接牢靠，一般情况下接地线都会连接在机房的接地铜皮上，这样能够有效确保接地的有效性。检测人员需是具备高压试验上岗证的专业人员，其必须严格按照国家相关电力安全规定的条例执行各项操作，同时检测现场至少要保证同时有3 名及以上工作人员在场，这样才能在发生安全危险时第一时间发现，最大程度地保证工作人员的安全。其次，准备开始测试的时候还要对电压调节度盘进行检查，确保指针位于0 刻度位置，这些都检查无误后才能开始对电力电缆加压。加压速度要保持平缓，不可突然给予电缆直流高压，否则容易造成人为电缆损坏，电压数值加到电缆的额定电压即可停止测试，然后按下复位按钮输出电压，并将电源开关闭合，释放被测电缆中的电压[2]。

需要注意的是，该过程需要在过压保护器的保护下方可进行，过压保护器的数值通常要设定在合理范围内，通常为测试电压值的1.2 倍左右，以避免因为电压过高对被测电缆造成损坏。

与此同时，测试人员也要采取必要的措施对自身安全进行保护，尤其是当直流高压超过200 kV 时，其触电危险性就已经非常高了，检测人员在操作过程中必须带绝缘手套，并站立在绝缘胶垫上，同时还应清退其他无关人员等，避免造成意外误伤。但即便如此，由于高压直流环境中的离子分布较为密集，磁场力较强，所以在测试区域内的工作人员身上还是会带有不同程度的直流电位，为了避免人为连电，测试人员之间应当尽量避免身体接触，并且也应尽量避免接触接地体，否则可能会受到微弱电击，特别是在北方干燥地区或者空气较为干燥的冬季，这种现象更为明显，虽然这种电击比较小，不会给人体造成较大伤害，但是仍然需要尽量避免，防止由此引发其他严重安全事故。除此之外，相关工作人员还应注意定期对检测仪进行合理保养，应经常检查各处防尘装置，发现破损或连接松动等现象，应及时处理。

3 直流耐压测试数据分析

由于直流耐压测试有可能会对被测电缆造成损坏，所以为了保证测试的可靠性，在开始测试之前还需要进行一定的非破坏性实验，确认电缆的绝缘状态在开始直流高压测试之前是良好的。非破坏性实验通常要求电缆在耐压5 min 情况下的电流泄露数值低于耐压1 min 情况下的电流泄露数值，同时还要求电缆绝缘三相间的电流泄露数值不平衡系数不超过2，大于6/6 kV 的电缆的电流泄漏数值不高于20μA。但是当8.7/10 kV 电缆的电流泄漏数值低于20μA 时，则可以不限定不平衡系数。直流耐压测试技术在电力电缆中的检测标准具体见表1。

表1 直流耐压测试技术在电力电缆中的检测标准对应数据

直流耐压测试技术在电力电缆中的检测标准（见表1），而交接时黏性油浸纸绝缘电缆直流耐压实验电压值如下：电缆额定电压U0/U（kV）分别为0.6 kV/1 kV、6/6、8.7/10、21/35，直流测试电压（kV）分别为6U、6U、6U、5U，测试时间均为10 min。不滴流油浸纸绝缘电缆直流耐压实验电压值如下：电缆额定电压U0/U（kV）分别为0.6/1、6/6、8.7/10、21/35，直流测试电压（kV）分别为6.7 kV、20 kV、37 kV、80 kV，试验时间均为5 min[3]。

通过上述实验数据分析，在加压过程中，电流泄漏值突然变化，这种变化产生的原因可能使随着时间的增长而增大，也可能是随着电压的升高而变化，这些都表明电缆存在着绝缘缺陷，可以通过延长耐压时间和压力值来查找原因。另外还可以发现，相与相之间的电流泄漏值相差较多，可能是电缆中的某根芯线存在绝缘缺陷。直流耐压测试时间应不低于1 h，如果耐压测试的时间不足，就会导致测试的数据不具代表性，影响最后的分析结果。

如果在直流耐压测试中设置耐压时间为30 min，那么就统计数据而言，会存在30%的潜在故障不能在直流耐压测试中被发现，也就不能确保电缆在投入使用后的质量安全。在实际试验中知道，一些电缆在进行0.1 Hz 直流耐压试验时，击穿所需时间将近50 min。

4 直流耐压测试技术在电缆中的具体应用

4.1 对真空器件的检验

真空器件在电力电缆工程中应用是比较频繁的，对电力电缆设备运行的稳定性和安全性有着至关重要的影响，所以定期对真空器件进行安全检测是十分有必要的。通常情况下，真空器件应该置于干燥环境行密封保存，并且储存温度应该在-40℃～50℃，相对湿度应该小于80%，忌与酸性或碱性物质接触，避免受到腐蚀。另外，真空器件容易受到撞击而被破坏，所以搬运过程中还应当注意避免碰撞。需要注意的是，为了保证真空电器性能的有效性，在储存期间也应定期对其进行耐压测试。测试过程需要3 人同时协作完成，一人操作直流高压发生器和真空器件，一人准备测试结束后立刻放电，另外一人则对相关测试数据进行实时记录。整个升压操作过程必须在1 min 内完成，并且需严格按照规定的流程步骤执行操作。如果检测到的电压波动幅度在70%范围内，则为合格[4]。

4.2 高压验电器和绝缘杆的检验

高压验电器的检验方法：先把直流高压器和验电器连接起来，然后对其进行缓慢升压，直到验电器发出警报，此时记录验电棒的启动电压数值，如果该数值不超过保护电压的1/2，且在保护电压的1/10 数值之上，则可认为合格。绝缘杆的检验方法：先用金属导线将绝缘杆的两端包绕起来，然后一端连接直流高压器，另一端做接地处理，同样缓慢升压，当升到额定电压的75%时，以每秒2%试验电压的速率升压至额定值，然后静止观察一分钟，并记录泄露电流的数值。需要注意的是，绝缘杆测试完毕后不可直接断电，而是应该逐渐减压，否则容易造成绝缘杆击穿或闪断。如果最后绝缘杆没有被烧灼或者明显的异常发热现象，且泄露电流合理，则为合格。

5 结语

总结上文可知，直流耐压测试技术在电力电缆检测过程中的表现良好，实验方法简便，检测结果可靠，是一种经济适用性比较高的电力电缆检测方法。相关行业工作人员应当在实践工作当中进一步加强对直流耐压测试技术的应用研究力度，以提高电力电缆产品的检测效率和检测质量。