技术丨高压电缆试验及检测方法

1.4注意问题

兆欧表“L”端引线和“E”端引线应具有可靠的绝缘。

测量前后均应对电缆充分放电，时间约2－3分钟。

若用手摇式兆欧表，未断开高压引线前，不得停止摇动手柄。

电缆不接试验设备的另一端应派人看守，不准人靠近与接触。

如果电缆接头表面泄漏电流较大，可采用屏蔽措施，屏蔽线接于兆欧表“G”端。

1.5主绝缘绝缘电阻值要求

交接：耐压试验前后进行，绝缘电阻无明显变化。

预试：大于1000MΩ

电缆主绝缘绝缘电阻值参考标准

注：表中所列数值均为换算到长度为1km时的绝缘电阻值。

换算公式R换算＝R测量/L，L为被测电缆长度。

当电缆长度不足1km时，不需换算。

2.电缆主绝缘耐压试验

2.1耐压试验类型

电缆耐压试验分直流耐压试验与交流耐压试验。

直流耐压试验适用于纸绝缘电缆，橡塑绝缘电力电缆适用于交流耐压试验。我们常规用的电缆为交流聚乙烯绝缘电缆（橡塑绝缘电力电缆），所以我们下面只介绍交流耐压试验。

2.2耐压试验接线图

耐压试验接线图

2.3耐压标准

对110kV及以上电缆而言，推荐使用频率为20hz～300Hz谐振耐压试验。交接时交流耐压标准如下表：

对110kV及以上电缆而言，推荐使用频率为20hz～300Hz谐振耐压试验。预试时交流耐压标准如下表：

3.电缆外护套绝缘电阻测量

3.1试验目的

检测电缆在敷设后或运行中外护套是否损伤或受潮。

外护套破损的原因有：敷设过程中受拉力过大或弯曲过度；敷设或运行中由于施工和交通运输等直接外力作用；终端/中间接头受内部应力、自然拉力、电动力作用；白蚁吞噬、化学物质腐蚀等。

3.2测量方法

对110kV及以上电缆而言，使用500V的电动兆欧表，电动兆欧表最好带自放电功能。每次换接线时带绝缘手套，每相试验结束后应充分接地放电。试验时必须将护层过电压保护器断开。

GB50150-2006、Q/CSG10007-2004要求外护套绝缘电阻值交接及预试不低于0.5MΩ/km。

3.3试验周期

交接试验

3年（对外护套有引出线者进行）

3.4注意问题

兆欧表“L”端引线和“E”端引线应具有可靠的绝缘。

测量前后均应对电缆金属护层充分放电，时间约2－3分钟。

若用手摇式兆欧表，未断开高压引线前，不得停止摇动手柄。

电缆不接试验设备的另一端应派人看守，不准人靠近与接触。

4.电缆外护套直流耐压试验

4.1试验目的

检测电缆在敷设后或运行中外护套是否损伤或受潮。

4.2试验电压

试验时必须将护层的过电压保护器断开

交接试验－－直流10kV，持续时间1min

预防性试验－－直流5kV，持续时间1min

4.3试验周期

交接试验

3年

4.4试验判断

不发生击穿。

4.5检测部位

非金属护套与接头外护层（对外护层厚度2mm以上，表面涂有导电层者，基本上即对110kV及以上电压等级电缆进行）。

对于交叉互联系统，直流耐压试验在交叉互联系统的每一段上进行，试验时将电缆金属护层的交叉互联连接断开，被试段金属护层接直流试验电压，互联箱中另一侧的非被试段电缆金属护层接地，绝缘接头外护套、互联箱段间绝缘夹板、引线同轴电缆连同电缆外护层一起试验。

交叉互联接地方式A相第一段外护层直流耐压试验原理接线图

4.7典型缺陷及缺陷分析

序号①缺陷属典型施工问题，故障点定位后，施工方即说明该处电缆曾经被铁锹扎伤过，经处理后试验即通过，这一缺陷暴露了施工管理存在的问题。

序号②同类绝缘接头安装错误在两回电缆中发现了4处，反映出附件安装人员水平较低，外护套试验检测出缺陷避免了类似序号⑤运行故障的发生。

序号③缺陷原因也在于施工管理不严格，序号④缺陷原因在于附件安装质量差。

序号⑤为某单位一起110kV电缆故障实例，同时暴露出附件安装与交接试验两方面都存在问题。

首先，厂家工艺要求不合理，电缆预制件的铜编织带外层只要求一层半搭绝缘带，而且预制件在铜壳内严重偏心，导致绝缘裕度不够。

其次，在电缆外护层直流10kV/1min耐压试验时，试验电压把仅有的一层绝缘带击穿，但试验时互联箱中另一侧非被试段金属护层未接地，导致缺陷未及时被发现。

带电运行后，绝缘接头内部导通，造成电缆护套交叉互联系统失效，护套产生约几十安培感应电流。感应电流流过接头的铜编织与铜壳接触处，产生的热量将中间接头预制件烧融，烧融区域破坏了橡胶预制件的应力锥的绝缘性能，场强严重畸变，接头被瞬间击穿，导体对铜壳放电，导致线路跳闸。

5.测量金属屏蔽层电阻和导体电阻比

5.1试验目的

测量金属屏蔽层电阻和导体电阻可以监视其受腐蚀变化情况，测量电阻比可以消除温度对直流电阻测量的影响。

5.2试验周期

交接试验

5.3试验方法

用双臂电桥测量在相同温度下的金属屏蔽层和导体的直流电阻。

5.4试验判断

与投运前的测量数据相比较不应有较大的变化。当前者与后者之比与投运前相比增加时，表明屏蔽层的直流电阻增大，铜屏蔽层有可能被腐蚀；当该比值与投运前相比减少时，表明附件中的导体连接点的接触电阻有增大的可能。

6.交叉互联系统试验

6.1交叉互联系统示意图

6.2交叉互联效果及构成

相比不交叉互联，金属护层流过的电流大大降低。

非接地端金属护层上最高感应电压为最长长度那一段电缆金属护层上感应的电压。

交叉互联必须断开金属护层，断口间与对地均需绝缘良好，一般采用互联箱进行电缆金属护层的交叉互联。

接地端金属护层通过同轴电缆引入直接接地箱接地；非接地端金属护层通过同轴电缆引入交叉互联接地箱，箱内装有护层过电压保护器限制可能出现的过电压。

保护接地箱

直接接地箱

交叉互联箱

6.3交叉互联性能检验

电缆外护套、绝缘接头外护套与绝缘夹板的直流耐压试验

试验时必须将护层过电压保护器断开，在互联箱中将另一侧的三段电缆金属套都接地，使绝缘接头的绝缘环也能结合在一起进行试验。

非线性电阻型护层过电压保护器试验

以下两项均为交接试验项目，预防性试验选做其中一个。

伏安特性或参考电压，应符合制造厂的规定。

非线性电阻片及其引线的对地绝缘电阻，用1000V兆欧表测量引线与外壳之间的绝缘电阻，其值不应小于10MΩ。

互联箱闸刀(或连接片)接触电阻和连接位置的检查

连接位置应正确无误。

在正常工作位置进行测量，接触电阻不应大于20μΩ。

交叉互联性能检验

交接试验推荐采用的方式，应作为特殊试验项目。

使所有互联箱连接片处于正常工作位置，在每相电缆导体中通以大约100A的三相平衡试验电流。在保持试验电流不变的情况下，测量最靠近交叉互联箱处的金属套电流和对地电压。测量完后将试验电流降至零，切断电源。然后将最靠近的交叉互联箱内的连接片重新连接成模拟错误连接的情况，再次将试验电流升至100A，并再测量该交叉互联箱处的金属套电流和对地电压。测量完后将试验电量降至零，切断电源，将该交叉互联箱中的连接片复原至正确的连接位置。最后再将试验电流升至100A，测量电缆线路上所有其它交叉互联箱处的金属套电流和对地电压。

试验结果符合下述要求则认为交叉互联系统的性能是满意的：

1）在连接片作错误连接时，试验能表明存在异乎寻常大的金属套电流；

2）在连接片正确连接时，将测得的任何一个金属套电流乘以一个系数（它等于电缆的额定电流除以上述的试验电流）后所得的电流值不会使电缆额定电流的降低量超过3%；

3）将测得的金属套对地电压乘以上述2)项中的系数后不超过电缆在负载额定电流时规定的感应电压的最大值。

7.检查电缆线路两端的相位

7.1试验目的

新建线路投入运行前和运行中的线路连接方式变动后，核对其两端的相位和相序，防止相位错误造成事故。

7.2试验周期

交接试验。

7.3试验方法

检查电缆线路的两端相位应一致，并且与电网相位相符合。对110kV及以上的电缆线路，均需在停电状态完成，其方法与架空线路基本一致。

8.电缆线路参数测量

8.1试验目的

电缆线路直流电阻、正序阻抗、零序阻抗测量、电容测量作为新建线路投入运行前和运行中的线路连接方式变动后，有关计算（如系统短路电流、继电保护整定值等）的实际依据。

8.2试验周期

交接试验。

8.3试验方法

与架空线路参数相同。因为电缆的正序电容和零序电容相同，故通常只用导体与金属屏蔽间的电容表示。

电缆线路参数测量更多见：电缆线路参数试验专题

9.红外及接地电流检测

用红外热像仪测量，对电缆终端接头和非直埋式中间头进行测量，分两种类项缺陷：

电流致热型缺陷：电缆终端接头的金属导体

电压致热型缺陷：终端接头应力锥的中后部位；非直埋式中间头

电流致热型缺陷判据：

1.一般缺陷：电缆终端接头的金属导体相对温差小于15K；

2.严重缺陷：电缆终端接头的金属导体热点温度大于80℃；或相对不平衡率>80%；

3.危急缺陷：电缆终端接头的金属导体热点温度大于110℃；或相对不平衡率>95%

电压致热型缺陷判据如下：均为严重缺陷，上报设备部和试研院

电压致热型缺陷判据如下：均为严重缺陷，上报设备部和试研院

带电测试外护套的接地电流：用钳形电流表测试，单回路敷设电缆线路，一般不大于电缆负荷的10%；多回路敷设电缆线路，应注意外护套接地电流的变化趋势，如有异常变化，应查明原因。发现问题应上报设备部和试研院。