电力电缆绝缘

二、电力电缆试验
6、对三芯电缆外护套进行测试，当每千米的绝缘电阻低于 0.5M 时，应采用什么方法判断外护套是否进水？ 交联聚乙烯电缆的金属层、铠装层及其涂层用的材料有铜、铅、 铁、锌和铝等。这些金属的电极电位如某些金属的电极电位表所 示。当交联聚乙烯电缆的外护套破损并进水后，由于地下水是电 解质，在铠装层的镀锌钢带上会产生对地-0.76V的电位，如内衬 层也破损进水后，在镀锌钢带与铜屏蔽层之间形成原电池，会产 生0.334-（-0.76）≈1.1V的电位差，当进水很多时，测到的电位 差会变小。在原电池中铜为“正”极，镀锌钢带为“负”极。 对三芯电缆外护套进行测试，当每千米的绝缘电阻低于0.5M 时 用万用表的“正”、“负”表笔轮换测量铠装层对地或铠装层对 铜屏蔽的电阻，此时在测量回路内由于形成的原电池与万用表内 干电池相串联，当极性组合使电压相加时，测得的电阻值较小； 反之，测得的电阻值较大。因此上述两次测得的绝缘电阻值相差 较大时，表明已形成原电池，就可判断外护套和内衬层已破损进 水。
二、电力电缆试验
13、对电缆主绝缘直流耐压试验结果如何要求？ ⑴在试验电压作用下，5min不击穿。 ⑵耐压5min时的泄漏电流不应大于耐压1min时的泄漏电流。 14、为什么交联聚乙烯电缆不宜采用直流高电压进行耐压试验？ 其主要原因如下： ⑴交联聚乙烯电缆绝缘在交、直流电压下的电场分布不同。交联 聚乙烯电缆绝缘层是采用聚乙烯经化学交联而成，属整体型绝缘 结构。其介电常数为2.1~2.3，且一般不受温度变化的影响。在 交流电压下，交联聚乙烯电缆绝缘层内的电场分布是由介电常数 决定的，即电场强度是按介电常数而反比例分配。这种分布是比 较稳定的。 在直流电压作用下，其绝缘层中的电场强度是按绝缘电阻系数而 正比例分配的。然而，绝缘电阻系数分布是不均匀的。这是因为 在交联聚乙烯电缆交联过程中不可避免地溶入一定量的副产品， 如甲烷、乙酰苯、聚乙醇等，它们具有相对小的绝缘电阻系数， 且在绝缘层径向的分布是不均的，所以，在直流电压下，交联聚 乙烯电缆绝缘层中的电场分布不同于理想的圆柱体绝缘力电缆试验
15、为什么交联聚乙烯电缆不用普通的试验变压器做交流耐压试 验？ 试验设备笨重。例如，一条1km长的8.7/10kV交联聚乙烯电缆， 其芯对地电容C为0.35µF，在工频额定电压下电缆的充电电容电 流为 IC=UNωC=8.7X103X 314X 0.35X10-6=0.96(A) 式中 UN—额定电压； ω—电源角频率。 可知所需试验变压器的体积甚大，其重量约为600kg。 16、交联聚乙烯电缆交流耐压试验为什么能采用并联谐振(电流 谐振)法？ 当试验变压器的额定电压能满足试验电压的要求，但电流达不到 被试品所需的试验电流时，可采用并联谐振对电流加以补偿，以 解决试验电源容量不足的问题。其原理接线如并联谐振耐压试验 接线图所示。
二、电力电缆试验
18、 0.1Hz超低频试验的电压、容量、波形规定？ ⑴试验电压。根据国外试验资料介绍，交联聚乙烯电缆0.1Hz试 验电压为50Hz的1.5~1.8倍，即 。 U0.1=(1.5~1.8)U50 式中 U50为50Hz交流试验电压。目前现场推荐的交联聚乙烯电 缆交流试验电压值如表交联聚乙烯电缆50Hz交流试验电压推荐 值所示。 ⑵试验容量。试验容量可由试验电压和交联聚乙烯电缆的电容量 来确定。即 P0.1=U20.1ω0.1CX 式中 CX为交联聚乙烯电缆的电容值。其值如表交联聚乙烯绝缘 单芯电力电缆的电容值所示。 ⑶试验电压波形。国外经验表明，采用0.1Hz余弦方波进行试验 兼有直流和交流两者优点。德国哈克公司的极低频测试装置就是 以0.1Hz余弦方波测试电缆，收到良好效果。该装置可输出52kV （30kv电缆的3×U0）测5.5µF电容量的电缆；另有高达70kV测 2.5µF电容量电缆的装置。
二、电力电缆试验
7、电缆外护套或内衬层破损后应如何处理？ 外护套破损不一定要立即检修，但内衬层破损进 水后，水分直接与电缆芯接触并可能会腐蚀铜屏 蔽层，一般应尽快检修。 8、电缆试验周期及要求值如何规定？ 对重要电缆，试验周期为1年；一般电缆， 3.6/6kV及以上者为3年，3.6/6kV以下者为5年。 要求值为每千米绝缘电阻值不应低于0.5M 。 9、测量电缆内衬层绝缘电阻的测量方法、周期 及要求值如何规定？ 与外护套相同。
交联聚乙烯电力 电缆结构示意图
一、电力电缆的种类及结构
4、交联聚乙烯电力电缆的结构有什么特点和优点？ 交联聚乙烯电力电缆和大家熟悉的油浸纸统包电缆 的区别除了相间主绝缘是聚乙烯塑料以及线芯形 状是圆形之外，还有两层半导体胶涂层。在芯线 的外表面涂有第一层半导体胶，它可以克服电晕 及游离放电，使芯线与绝缘层之间有良好的过渡。 在相间绝缘外表面涂有第二层半导体胶，同时挤 包了一层0.1mm厚的薄铜带，它们组成了良好的 相间屏蔽层，它保护着电缆，使之几乎不能发生 相间故障。如图10-8所示。
二、电力电缆试验
22、如何做电缆外护套、绝缘接头外护套与绝缘夹板的直流耐压？ 试验时，首先将护层过电压保护器断开。在互联箱中将另一侧的 三段电缆金属都接地，使绝缘接头的绝缘夹板也能结合在一起试 验，然后在每段电缆金属屏蔽或金属套与地之间施加5kV直流电 压，加压时间为1min，若不击穿则为符合要求。 23、如何对非线性电阻型护层过电压保护器进行试验? ⑴碳化硅电阻片。首先将连接线拆开，然后分别对三组电阻片施 加产品标准规定的直流试验电压，并测量流过电阻片的电流值。 这三组电阻片的直流电流值应在产品标准规定的最小和最大值之 间。若试验时的温度不是20℃，则被测电流值应乘以修正系数 （120-t）/100，其中t为电阻片的温度（℃）。 ⑵氧化锌电阻片。对电阻片施加直流参考电流后测量其压降，即 为直流参考电压，其值应在产品标准规定的范围内。 ⑶非线性电阻片及其引线的对地绝缘电阻。将非线性电阻片的全 部引线并联在一起与接地的外壳绝缘后，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10M 。
一、电力电缆的种类及结构
2、画出交联聚乙烯电力电缆 的断面构造示意图，并说明 各部分的名称。 1-绝缘层；2-线芯； 3-半导体胶层； 4-铜带屏蔽层；5-填料； 6-塑料内衬；7-铠装层； 8-塑料外护层 交联聚乙烯电力电 缆断面构造示意图
一、电力电缆的种类及结构
3、画出交联聚乙烯电力电缆的结构示 意图，并说明各部分的名称。 1-线芯；2-交联聚乙烯绝缘；3-半导电层；4-铜屏蔽； 5-包带；6-外护层
二、电力电缆试验
10、什么情况下需要测量铜屏蔽层电阻和导体电阻比？ 在电缆投运前、重作终端或接头后、内衬层破损进水后 应测量铜屏蔽电阻和导体电阻比。 11、测量铜屏蔽层电阻和导体电阻比其测量方法是什 么？： ⑴用双臂电桥测量在相同温度下的铜屏蔽和导体的直流 电阻。 ⑵当前者与后者之比与投运前相比增加时，表明铜屏蔽 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。 12、在什么情况下需要对电缆主绝缘做直流耐压试验？ 仅对新作终端或接头后的电缆进行直流耐压试验，因为 它对发现接头内部的缺陷还是很有效的。直流试验电压 如交联聚乙烯电缆直流耐压试验电压表所示。
二、电力电缆试验
1、橡塑绝缘电缆与油纸绝缘电缆试验项目一样 吗？为什么？ 由于橡塑绝缘电缆与油纸绝缘电缆材质、结构不 同，直流试验电压对绝缘寿命的影响也不同，因 此不宜采用与油纸绝缘电缆完全相同的项目和方 法进行试验。 2、《规程》规定的橡塑绝缘电力电缆的预防性 试验项目有哪些？ 测量绝缘电阻（主绝缘、外护套绝缘、内衬层绝 缘）、铜屏蔽层电阻和导体电阻比、主绝缘直流 耐压试验、交叉互联系统试验。
电力电缆
一、电力电缆的种类及结构
1、橡塑绝缘电力电缆有哪些种类？为什么交联 聚乙烯电力电缆被广泛应用？ 橡塑绝缘电力电缆是指聚氯乙烯绝缘、交联聚 乙烯绝缘和乙丙橡绝缘皮电力电缆。其中的交联 聚乙烯电力电缆，由于其电气性能和耐热性能都 很好，传输容量较大，结构轻便，易于弯曲，附 件接头简单，安装敷设方便，不受高度落差的限 制，特别是没有漏油和引起火灾的危险，因此受 到用户广泛欢迎。并不断向高压，超高压领域发 展，呈现出逐步替代纸绝缘电缆的趋势。
二、电力电缆试验
17、交联聚乙烯电缆交流耐压试验为什么可以采用 0.1Hz超低频电压法？ 由于其频率甚低，对电缆的充电电流小，所以试验设备 的重量可显著减小。例如英国和奥地利开发的用于7km 以下的20kV电缆作耐压试验的超低频试验设备，全部 重量仅为150kg。因此，国内外都在研究超低频试验装 150kg 置。 目前，我国西安交通大学电气工程学院和大连理工大学 特种电源厂先后研制出新型的0.1Hz超低频电压试验装 置，国外德国哈克电缆测试技术与设备公司也在我国销 售极低频测试装置，这都为现场应用0.1Hz超低频电压 进行测试提供了条件。实际国内已有单位如宝山钢铁公 司将0.1Hz超低频用于电缆的故障诊断。
二、电力电缆试验
3、电力电缆的绝缘电阻值有无规定，为什么？ 《规程》对绝缘电阻的测量结果采用“自行规定”。这是因为电 力电缆主要的试验项目为直流泄漏电流及直流耐压试验，如绝缘 电阻不良，一般均可在泄漏电流试验中发现，至于绝缘电阻值， 只作为耐压试验前后的比较作参考。各种电缆的绝缘电阻换算到 长度为1km、温度为20OC时的参考值如表电力电缆绝缘电阻参 考值所示。 4、测量电缆主绝缘绝缘电阻有何规定？ 对0.6/1kV电缆用1000V兆欧表；0.6/1kV以上电缆用2500V兆欧 表；其中6/6kV及以上电缆也可用5000V兆欧表。对重要电缆， 其试验周期为1年；对一般电缆，3.6/6kV及以上者为3年， 3.6/6kV以下者为5年，要求值自行规定。 5、如何测量三芯电缆外护套绝缘电阻？ 测量外护套绝缘电阻只适用三芯电缆。测试时采用500V兆欧表， 当每千米的绝缘电阻低于0.5M 时，应用万用表判断外护套是否 进水。
二、电力电缆试验
19、单芯电缆为什么应按交叉互联系统试验方法进行试 验？ 对单芯电缆，由于其金属层(电缆金属套和金属屏蔽的 总称)采用交叉互联接地方法，所以应按交叉互联系统 试验方法进行试验，即除对外护套进行直流耐压试验外， 如在交叉互联大段内发生故障，则应对该大段进行试验。 如在交叉互联系统内直接接地的接头发生故障时，则与 该接头连接的相邻两个大段都应进行试验。 20、单芯电缆为什么采用交叉互联系统？ 减少单芯电缆线路损耗达到节能目的。 21、 《规程》规定的交叉互联系统预防性试验项目有 哪些？ 电缆外护套、绝缘接头外护套与绝缘夹板的直流耐压； 非线性电阻型护层过电压保护器试验；互联箱试验
二、电力电缆试验
⑶在现场进行直流高压试验时，发生闪络或击穿可能会 对其他正常的电缆和接头的绝缘造成危害。 ⑷直流高电压试验有积累效应，它将加速绝缘老化，缩 短使用寿命。 ⑸各国现有的直流耐压试验标准太低，直流试验电压绝 大多数在4.0U0以下。我国国标GB50150—91规定， 0.6~26kV的橡塑电缆，交接试验的直流试验电压为4U0， 而新的中压和高压交联聚乙烯电缆能耐受（6.0～8.0） U0直流电压，短时交流强度为（4.0~5.0）U0；有严重 的气隙或缺陷的接头的直流强度远大于规定的4U0 （交 流强度却小于2.5U0）。我国《规程》虽将直流试验电 压进行了修改，但21/35kV及以上者，其直流试验电压 仍在3.0U0以下。
ρ 0 e −αθ ρ= Eγ
二、电力电缆试验
另外，绝缘层的绝缘电阻系数受温度和场强的影响较油纸绝缘要 大得多。可用绝缘电阻系数公式表示 由于在绝缘层中交、直流电压的电场分布不同，导致击穿不一致 性。 ⑵直流高电压试验不仅不能有效地发现交联聚乙烯电缆绝缘中的 水树枝等绝缘缺陷，而且由于空间电荷的作用，还容易造成高电 压电缆在交流情况下某些不会发生问题的 地方，在进行直流高电压试验后，投运不久即发生击穿。例如， 国际大电网会议 (CIGRE) 21—092工作组向欧美十几个国家调查，在15份答复中 有5份报告了直流耐压后不久即发生运行事故的情况。我国也有 类似的报导，例如，某供电局110kV交联聚乙烯电缆，通过直流 耐压试验后，投入电网运行时却发生击穿。 此外，电缆的某些部分，例如电缆头在交流情况下存在的某些缺 陷，在直流高电压耐压试验时却不会击穿；而在交流情况下某些 不会发生问题的地方，在直流高电压试验时却会击穿。