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為什么高壓電纜不能直流耐壓

2019-5-19　　閱讀(1650)

電力電纜作為一種輸電設備，具有占地少，供電可靠，有利于提高電力系統功率因素，運行、維護工作簡單方便，有利于美化城市，具有保密性等優點。在城市配網及城網改造和新興的現代化企業中的作用正日益突出，由于進行直流耐壓的種類較多，接線方式各異，試驗結果差別很大，即對同一電纜用不同試驗設備，不同接線測取泄漏電流，也會得到相差各異的數值。隨著交聯電纜的廣泛使用，對油浸紙絕緣電纜和交聯聚乙烯絕緣電纜都采用直流耐壓試驗是否合適，如何正確判斷電纜的試驗結果，能否投入運行，這些都是我們在工作中遇到的實質性問題，需要我們正確地判斷并得出正確的結論，為電纜的安全運行提供可靠的依據。

一、直流耐壓試驗對發現紙絕緣電纜缺陷的有效性

直流耐壓試驗用來判斷紙絕緣電纜的好壞已有幾十年的經驗，實踐證明效果良好，可獲取其內部缺陷的可靠數據。首先要從電纜直流耐壓與泄漏電流測量意義上來說，電纜在直流電壓的作用下，電纜絕緣中的電壓按絕緣電阻分布，當電纜絕緣存在著有發展性局部缺陷時，直流電壓將大部分加在與缺陷串聯的未損壞的部分上，所以直流耐壓試驗比交流耐壓試驗更容易發現電纜的局部缺陷。電纜的直流耐壓試驗和直流泄漏電流測量在其意義上是不同的，直流耐壓試驗和直流泄漏電流測量同時進行，是因為在實際工作中，兩者在接線和使用設備測試等方面是*相同的。在一般情況下直流耐壓試驗是用來檢查絕緣干枯、氣泡、紙絕緣中的機械損傷和工藝包纏缺陷等有效辦法;泄漏電流的測試是檢查絕緣老化、受潮的有效辦法。

直流耐壓試驗的目的在于檢驗電纜的耐壓強度，它對發現紙絕緣介質中的受潮，機械損傷等局部缺陷比較有效，因為在直流電壓下絕緣介質中的電壓按電阻系數分布，當介質有缺陷時，電壓主要被與缺陷部分串聯的未損介質的電阻承受，使缺陷更容易暴露。較有利于發現介質缺陷。電纜紙絕緣在直流電壓下的擊穿強度約為交流電壓下的二倍，以上所以可施加更高的直流電壓對絕緣介質進行耐壓強度的考驗。在許多情況下，用搖表測量電纜的絕緣良好，而在直流耐壓試驗中發生絕緣被擊穿，因此直流耐壓是檢測紙絕緣中、高壓電纜缺陷的有效手段。

二、直流耐壓試驗對交聯聚乙烯絕緣電纜的局限性

交聯聚乙烯絕緣電纜，由于它的電性能優良，制造工藝簡單，安裝方便，得到了廣泛的采用。已成為紙絕緣電纜的替代品。高壓試驗的一個通用原則，被試品上所施加的試驗電壓場強應模擬高壓電器的運行狀況。而直流耐壓試驗對發現紙絕緣電纜缺陷十分有效，但對交聯聚乙烯絕緣電纜則未必有效，而且還可能產生負作用，主要表現在以下幾個方面：

1、交聯聚乙烯絕緣電纜在交、直流電壓下的電場分布不同交聯聚乙烯絕緣層是采用聚乙烯經化學交聯而成，屬整體型絕緣結構，其介電常數為2.1--2.3受溫度變化的影響較小。在交流電壓下，交聯聚乙烯電纜絕緣層內的電場分布是由介電常數決定的，即電場強度是按介電常數反比例分配的，這種分布比較穩定。在直流電壓作用下其絕緣層中的電場強度是按絕緣電阻系數正比例分配的。而絕緣電阻系數分布是不均勻的，這是因為在交聯聚乙烯電纜處于交聯過程中不可避免地溶入一定量的副產品，它們具有相對小的絕緣電阻系數但在絕緣層徑向分布是不均勻的，所以在直流電壓下交聯聚乙烯電纜絕緣層中的電場分布不同于理想的圓柱體絕緣結構，與材料的不均勻性有關。

2、交聯聚乙烯絕緣電纜在直流電壓下會積累單極性電荷，一旦有了由于直流耐壓試驗引起的單極性空間電荷需要很長時間才能將這種電荷釋放，電纜如果在直流殘余電荷未*釋放之前投入運行，直流電壓便會疊加在工頻電壓峰值上，使得電纜上的電壓值遠遠超過其額定電壓，它將加速絕緣老化縮短使用壽命，嚴重的會發生絕緣擊穿。

3、交聯聚乙烯絕緣電纜的半導體凸出處和污穢點等處容易產生空間電荷，但如果在試驗時電纜終端頭發生表面閃絡或電纜附件擊穿，會造成電纜芯線中產生波振蕩，對其他正常的電纜和接頭的絕緣造成危害。交聯聚乙烯絕緣電纜一個致命弱點是絕緣內容易產生水樹枝，一旦產生水樹枝在直流電壓下，會迅速轉變為電樹枝，并形成放電，加速了絕緣水劣化，以至于在運行工頻電壓作用下形成擊穿。

4、直流耐壓試驗不能有效發現交流電壓作用下的某些缺陷，如在電纜附件內，絕緣若有機械損傷等缺陷在交流電壓下絕緣易發生擊穿的部位，在直流電壓下往往不能發生擊穿。直流電壓下絕緣擊穿處往往發生在交流工作條件下絕緣平時不發生擊穿的部位。因此直流耐壓試驗不能模擬高壓交聯電纜的運行工況，試驗效果差，并且有一定的危害性，所以直流耐壓試驗對檢測交聯聚乙烯絕緣電纜缺陷有明顯的不足。

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