橡塑电缆交流耐压浅析

橡塑电缆交流耐压浅析

毛本立

（华电电力科学研究院有限公司湖北省武汉市430000）

摘要：橡塑电缆不适合直流耐压，直流耐压对橡塑电缆运行存在安全隐患，电缆交流耐压时可以三相同时进行来节省试验时间

关键词：橡塑电缆；直流耐压；交流耐压

橡塑电缆主要特点是生产工艺简单，成本低，轻便柔软，耐腐蚀，无位差限制。目前橡塑电缆以普遍应用于电力系统中。

经过长期的理论和实践证明，橡塑电缆不适合进行直流耐压试验。

1、直流电压下，电缆绝缘的电厂分布取决于材料的体积电阻率，而交流电压下的电场分布取决于各介质的介电常数，特别是在电缆终端头、接头盒等电缆附件中的直流电场强度的分布和交流电厂强度的分布完全不同，而且直流电压下绝缘老化的机理和交流电压下的老化机理不相同。因此，直流耐压试验不能模拟橡胶电缆的运行工况。

2、橡胶电缆在直流电压下会产生“记忆”效应，存储积累单极性残余电荷。电缆如果在直流残余电荷为完全释放之前投入运行，直流偏压会叠加在工频电压峰值上，使得电缆上的电压值远远超过其额定电压，从而有可能导致电缆绝缘击穿

3、直流耐压试验时，会有电子注入到聚合物介质内部，形成空间电荷，使该处的电场强度降低，从而难以发生击穿。橡胶电缆的半导体突出处和污秽点等处容易产生空间电荷。但是如何在试验时电缆终端头发生表面闪络或电缆附件击穿，会造成电缆芯线上产生波振荡，在已积聚空间电荷的地点，由于振荡电压极性迅速改变为异极性，使该处电场强度显著增大，可能损坏绝缘，造成多点击穿。

4、橡胶电缆的绝缘内部易产生水树枝，在直流电压下会迅速变成电树枝，并形成放电，加速了绝缘劣化，以至于运行后再工频电压作用下形成击穿。

5、实践表明，直流耐压试验不能有效发现交流电压作用下的某些缺陷，如在电缆附件内，绝缘若有机械损伤等缺陷。在交流电压下绝缘最易发生击穿的地点，在直流电压下，往往不能击穿。直流电压下绝缘击穿处往往发生在交流工作条件下绝缘平时不发生击穿的地点。

交接试验标准GB50150-2016及电线电缆电性能试验方法GB/T3048.8-2007中有明确规定，橡塑电缆必须用交流耐压试验完成。

在电线电缆电性试验方法GB/T3048.8-2007第6.2.2条要求：多相橡塑电缆在交流耐压其中一相时，其余相必须接地。以三相电缆为例：A→B+C+O+地；A、B、C分别是三相，O是电缆金属屏蔽层，地是为地网，依次对A、B、C三相进行交流耐压试验。但是根据电缆的构造，可以对ABC三相同时进行交流耐压试验，就是ABC→O+地。我们来对橡塑电缆的结构进行分析：

三相电缆截面示意图

导体：导体是电力电缆的导电部分，用来输送电能，是电缆的主要部分

导体屏蔽：填平导体表面的凹槽，使绝缘层所承受的电场强度的高电极表面平滑，均匀绝缘层中的电场强度。

绝缘：绝缘层是将线芯与大地以及不同相得线芯间在电气上彼此隔离，保证电能输送。

绝缘屏蔽：是绝缘层中所承受的电场强度的地点位端，均匀绝缘材料中的电场强度。

金属屏蔽层：均匀电场；电缆发生故障时，通过金属屏蔽层泄放短路故障电流。

铠装及外护套：防止外力直接损坏电力电缆，保护电力电缆免受外界杂质和水分的侵入

从橡塑电缆的结构可以发现，在对每一相电缆进行交流耐压试验时，其实就是对电缆的每相绝缘层进行电气绝缘强度试验。电缆头制作过程中，在电缆两端金属屏蔽层被做成屏蔽线辫单独引出。在对电缆及电缆头耐压时，高压侧的电流实际是指导体对金属屏蔽层的泄露电流。电缆发生的绝缘击穿现象，就是绝缘层对金属屏蔽层发生了击穿。所以在交流耐压的时候，完全可以三相同时进，这样可以节省更多的试验时间。但是这样做的缺点就是，如果发生绝缘击穿现象，无法准确判断是哪一相出现问题，需要重新对电缆进行绝缘电阻测量。同时对耐压设备的要求更高，在三相电缆同时耐压时，电容量更大，要求设备容量更大。

参考文献：

[1]电力电缆的结构及试验-刘增文

[2]《电力试验用串联谐振技术》