煤礦供電等單位用電力電纜直流耐壓及泄漏電流試驗(yàn)的方法

近年來，許多煤礦對(duì)電力電纜的安全程度越來越重視，進(jìn)一步加強(qiáng)了對(duì)煤礦用電力電纜在敷設(shè)、使用前的預(yù)防性試驗(yàn)，尤其是電纜的直流電壓及泄漏電流的測試。但由于各煤礦在檢測設(shè)備、試驗(yàn)方法以及對(duì)標(biāo)準(zhǔn)理解上的差異，往往同電纜制造廠家在電纜質(zhì)量的符合性方面發(fā)生一些爭執(zhí)。因此，掌握試驗(yàn)方法，排除試驗(yàn)中的影響因素，對(duì)正確開展好煤礦用電力電纜的直流電壓和泄漏電流試驗(yàn)將會(huì)起到較好的作用。

一、直流耐壓試驗(yàn)及泄漏電流的測量
1、目的
        煤礦用電力電纜由于其電容量很大，在敷設(shè)現(xiàn)場進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)時(shí)，不可能采用大容量的工頻試驗(yàn)變壓器，故一般采用在直流電壓下測定其絕緣強(qiáng)度以替代工頻下的絕緣強(qiáng)度試驗(yàn)。但由于直流耐壓和交流耐壓擊穿機(jī)理不同，在進(jìn)行耐壓試驗(yàn)時(shí)所加的直流試驗(yàn)電壓要比工頻下的試驗(yàn)電壓高。
        泄漏電流是指在高電壓下通過試品的電流。泄漏電流的試驗(yàn)與測量絕緣電阻 本質(zhì)上是相同的，所不同的是施加于試樣上的直流電壓比測量絕緣電阻時(shí)更高。這樣，一方面因泄漏電流較大而不需要放大器就可以直接用微安表來測定，測量結(jié)果的重復(fù)性較好。另一方面，若絕緣中存在某些缺陷點(diǎn)或弱點(diǎn)，只有在較高的電場強(qiáng)度下才能暴露出來。因此，在較高的電壓下，測出泄漏電流的變化規(guī)律，可以從中判斷絕緣體內(nèi)是否存在缺陷，因此，在電力電纜中經(jīng)常將直流高壓試驗(yàn)同泄漏電流測試作為預(yù)防性試驗(yàn)的一個(gè)共同項(xiàng)目。

2、試驗(yàn)方法
        電纜應(yīng)與直流高壓發(fā)生器微安表串聯(lián)，當(dāng)電纜為單芯時(shí)，導(dǎo)體接高壓端，金屬套或屏蔽接地；電纜為多芯時(shí)，依次將一導(dǎo)體接高壓端，其他導(dǎo)體相互連接并與金屬套、屏蔽或鎧裝一起接地。在進(jìn)行直流高壓試驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行泄漏電流測量時(shí)，要在高壓端串接一只微安表，這時(shí)微安表處于高電位，其測得的泄漏電流基本為電纜本身的泄漏值。而一般用于測量泄漏電流直流高壓裝置，在電源和地之間均串接一只微安表，并直接安裝在的控制面板上，這種接法有安全和方便使用的特點(diǎn)，但高壓端（包括高壓引線、保護(hù)電阻和濾波電容器等）對(duì)地的泄漏電流也會(huì)流經(jīng)該微安表而造成誤差。因此，測量前必須先不接電纜，將電壓上升到測量值，這時(shí)，微安表無讀數(shù)，如有很小的讀數(shù)（與測量的泄漏電流比較），可記下讀數(shù)Ⅰ1然后再接上電纜測得電流Ⅰ2，則電纜得泄漏電流為：Ⅰ＝Ⅰ2－Ⅰ1。如在不接電纜時(shí)，微安表的讀數(shù)很大（接近測量的泄漏電流），則必須采取措施消除這部分漏電流。例如加強(qiáng)高壓端對(duì)地絕緣、高壓引線采用屏蔽線，并把屏蔽接地等。

3、測試結(jié)果的判定
        直流高壓試驗(yàn)時(shí)，電纜在施加相應(yīng)規(guī)定的試驗(yàn)電壓和持續(xù)時(shí)間內(nèi)，無任何閃絡(luò)放電，或者試驗(yàn)回路電流不隨時(shí)間而增大，則可認(rèn)為電纜通過耐受直流電壓試驗(yàn)，如果在試驗(yàn)期間內(nèi)出現(xiàn)電流急劇增加，甚而直流高壓發(fā)生器的線路開關(guān)跳閘，或試樣不可能再次耐受所規(guī)定的試驗(yàn)電壓，則可認(rèn)為電纜已擊穿。對(duì)泄漏電流表要求的電纜，則在規(guī)定的電壓下，其泄漏電流值應(yīng)不大于標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的值，在讀取泄漏電流時(shí)應(yīng)在規(guī)定的電壓下停留一定的時(shí)間，以避免充電電流對(duì)測量結(jié)果的影響。應(yīng)注意的幾點(diǎn)是：
（1）微安電流表指針擺動(dòng)?？赡苁怯捎陔娫床▌?dòng)、整流后電流電壓的脈動(dòng)系數(shù)比較大以及測試回路及電纜有充放電過程。當(dāng)擺動(dòng)幅度不大又難以消除時(shí)，可以讀取其平均值作為測量結(jié)果。
（2）微安表指針突然出現(xiàn)不規(guī)則的很大沖擊?？赡苁怯捎陔娎|產(chǎn)生間斷性放電引起的。
（3）微安表讀數(shù)隨時(shí)間不斷增大，說明電纜的絕緣性能下降。
（4）多芯電纜的泄漏電流應(yīng)相對(duì)平衡。若有個(gè)別相的泄漏電流比其他相大許多，說明電纜的個(gè)別相已損傷。

二、影響泄漏電流正確讀數(shù)的因素

1、電纜終端的影響
        電纜終端頭表面的潔凈，對(duì)正確測量泄漏電流至關(guān)重要。試驗(yàn)前，必須按要求正確制作終端頭，小心剝除絕緣線芯外的所有護(hù)層，并將絕緣線芯盡可能分開，但不能將絕緣線芯彎曲過烈，以免損傷絕緣。這樣可以避免試驗(yàn)時(shí)可能造成的端部放電或擊穿現(xiàn)象。
        電纜終端表面應(yīng)擦拭干凈，避免表面殘留油污、灰塵、水珠等導(dǎo)電雜質(zhì)，以減少泄漏電流并防止沿其表面的閃絡(luò)放電。對(duì)于10kV及以上的變聯(lián)電纜，應(yīng)仔細(xì)剝除絕緣線芯的外屏蔽層，剝除長度0.25～0.30 m，以保證不發(fā)生沿其表面的閃絡(luò)放電。
        有條件的單位，可以采用油杯型終端，以絕緣強(qiáng)度較高的介質(zhì)作為媒體（如絕緣油、去離子水、氟厘昂F113等），從而提高了電纜頭絕緣的沿面放電強(qiáng)度以及線芯、屏蔽層周圍的絕緣強(qiáng)度，使整個(gè)終端在試驗(yàn)電壓下不發(fā)生表面的閃絡(luò)放電，基本消除了表面的泄漏電流。采用油杯型終端尤其對(duì)在環(huán)境濕度較高的條件下進(jìn)行泄漏電流的正確測量會(huì)起到的效果。

2、溫度的影響
        溫度對(duì)絕緣電阻的影響很大，溫度升高，絕緣電阻會(huì)急劇下降。同理，泄漏電流就會(huì)大幅上升。對(duì)于不同的絕緣材料，其絕緣電阻對(duì)溫度的敏感性也是不同的。通常煤礦用電力電纜的絕緣材料為聚氯乙烯塑料或交聯(lián)聚乙烯塑料，在環(huán)境溫度較高的條件下，聚氯乙烯的絕緣電阻下降非常明顯，這樣，泄漏電流值也是顯著上升。而交聯(lián)聚乙烯絕緣電阻隨溫度的變化則較為平穩(wěn)。