电力电缆直流耐压和泄漏电流试验的基本原理

    直流耐压试验是油纸绝缘电缆线路交接试验的最基本试验，也是判断油纸电缆线路能否投入运行的最基本手段。在进行直流耐压试验的同时测量泄漏电流，要求对油纸绝缘电缆线路做直流耐压和泄漏电流试验。但直流耐压试验一般不能有效发现交联电缆的绝缘缺陷，而且投入运行后可能会造成电缆在交流工作电压下发生绝缘击穿事故，因此GB 50150-2006《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》中规定，交联电缆应优先采用20～300Hz交流耐压试验，35kV及以下交联电缆线路在无法进行交流耐压试验时可用直流耐压和泄漏电流试验代替。本文对35kV及以下交联电缆做直流耐压和泄漏电流试验进行简单介绍。

    使用兆欧表测量电缆的绝缘电阻，实质上就是测量电缆的泄漏电流，但因兆欧表输出的直流电压较低，故有些缺陷不易发现。泄漏电流试验一般结合直流耐压试验进行，可以方便观察随着试验电压的上升泄漏电流的变化规律，更易于发现电缆的绝缘缺陷。电缆线路不仅长期受到工作电压的作用，还可能遭受大气过电压和内部过电压等各种过电压，通过直流耐压试验，给电缆施加比额定电压高很多的直流高压电压，以检验其长时或短时在过电压下的工作可靠性，直流耐压试验是一种破坏性试验。

    泄漏电流试验原理与具体讲过的绝缘电阻试验原理相同，在电缆绝缘上施加直流电压后，电缆绝缘中产生的电流由泄漏电流、吸收电流和充电电容电流组成，随着时间的延长，充电电容电流和吸收电流很快衰减并趋向于零，电缆中通过的电流基本上只有泄漏电流，此时，泄漏电流的大小基本上反映了电缆绝缘电阻的高低。理论上，绝缘良好电缆的绝缘电阻为一恒定值，不应随试验电压的高低而变动，但在实际试验中，试验电压越高，泄漏电流不仅越大，并且其上升速度大于试验电压的上升速度。特别是电缆绝缘有缺陷或受潮时，在接近击穿电压时，泄漏电流将急剧上升，如图6-13所示。

    图6-13    电缆泄漏试验伏安特性图

   1-理论伏安特性曲线；2-实际伏安特性曲线；

   3-存在缺陷或受潮时的伏安特性曲线

    电流直流耐压试验采用半波整流，加在电缆上的电压由多个整流半波充电，其波形变化如图6-14所示。

    图6-14    直流耐压试验时半波整流电压波形变化图

    从图6-14中可以看出，在第一个周波时，电流充电时间为T/4，其余3/4周期电缆通过绝缘电阻放电，电压逐步降低。在第二个周波刚开始时，电缆仍处于放电状态，当第二个周波的电压值达到电缆放电电压时，电缆开始充电，但充电时间小于T/4。这样的充放电自加压就开始不断循环，经过多个整流半波充电，直到电缆导体上的电压达到最大值为止。

    根据直流试验电压Um可以换算出试验变压器低压侧输入电压U0，即

式中  U0-试验变压器低压侧输入电压，V；

   Um-直流试验电压，V；

   K-试验变压器变比。