电力电缆的绝缘电阻试验

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　　摘要：本文首先介绍了电缆绝缘体内部的四种电流，并从兆欧表的使用方法以及使用时的注意事项两个方面综述了用兆欧表测试电缆绝缘电阻，紧接着又描述了试验结构的分析与判断。
　　关键词：电力电缆；绝缘电阻；兆欧表
　　前言：电缆的绝缘并非纯粹的绝缘体，其内部和表面均有少量束缚很弱的离子或自由离子，当绝缘层加上直流电压后，沿绝缘表面和内部均有微弱的电流通过，对应这两种电流的电阻被称为表面绝缘电阻和体积绝缘电阻。一般在不加特别说明的绝缘电阻均指体积绝缘电阻。
　　1.四种电流
　　1.1 充电电流
　　 充电电流是由介质极化而产生的电流，实际上就是以电缆导体和外电极（金属护套或屏蔽层）作为一对电极，构成一个电容器的充电电流。该电流在初加电压时，较大，其数值所构成电容器的电容量大小决定，随加压时间按指数规律很快衰减，一般在数毫秒内即可消失。
　　1.2 不可逆吸收电流
　　 不可逆吸收电流时由绝缘体内部的电解电导而产生，约经过数秒钟衰减至零。
　　1.3 可逆吸收电流
　　 可逆吸收电流时绝缘材料的位移电流，在施加电压的瞬间达到最大值，然后，慢慢趋向于位移稳定，可逆吸收电流约经数十秒至数分钟后趋于消失。
　　1.4 电导电流
　　 电导电流是绝缘材料中自由离子及混杂的导电杂质所产生，与施加电压的时间无关，在电场强度不太高时符合欧姆定律，其值决定于介质在直流电场内的电导率，且随温度的增高而快速增加。电导电流又称泄漏电流，它的大小反映了绝缘质量的优劣。严格地讲，只有恒定的电导电流所对应的电阻才是体积绝缘电阻，它是测试的主要对象，所谓绝缘电阻试验，就是通过仪器测量出与时间无关的电导电流，并将这一电流用绝缘电阻来表示。当绝缘体受潮、脏污或开裂以后，由于绝缘体内自由离子增加，电导电流剧增，绝缘电阻值下降，所以通过测量绝缘电阻值得大小，可以初步了解绝缘的情况。
　　 如上所述，绝缘电阻是反映电力电缆绝缘特性的重要指标，它与电缆能够承受电或热击穿的能力、绝缘层中的介质损耗和绝缘材料在工作状态下的逐步劣化等存在着极为密切的相互依赖关系。因此，测量绝缘电阻的试验就成为检查电缆绝缘情况最简单的方法，而绝缘电阻值是判断其性能变化的重要依据之一。
　　2 兆欧表测试电缆绝缘电阻
　　2.1 兆欧表的使用方法
　　 切除电缆的电源及一切对外联系，将电缆接地放电，放电时间一般不小于2min，以保证安全与试验结构的准确；用干燥、清洁的柔软布擦去电缆终端头表面的污垢，以减少表面泄漏，同时还应该检查电缆终端头有无缺陷；将摇表放在水平位置，并在额定转速下调整指针到无穷大，有的型号摇表还必须作零位效验；对于多芯电缆，应分别测试每相线芯的绝缘电阻。测试时将被测线芯引出线接于摇表的接线端子，其余线芯与金属屏蔽和铠装层短接后一并接到摇表的接地端子，并把摇表的“接地”柱接地。为了避免电缆绝缘表面泄漏电流的影响，应利用摇表上的屏蔽端子，把表面泄漏完全撇开到摇表的指示之外。对于尚未敷设的电缆，可在被测线芯两端绝缘上加绕保护环，并把两个保护环接到摇表的屏蔽端子上。对于已敷设完毕或已投入运行的电缆，可在被测线芯两端绝缘上用金属软线加绕保护环，将两端保护环与摇表的屏蔽端子相接，而利用另一电缆线芯作为屏蔽线的回路；以恒定速度转动摇表把手，摇表指针逐渐上升，读取1min的绝缘电阻值，在停止转动摇表把手前，应先把电缆和摇表断开，以防止电缆向回充电损坏摇表。用摇表测绝缘电阻时，之所以有额定转速及标准读数时刻的规定，是因为考虑到电缆绝缘层中存在着三种随时间而衰减的电流，从理论上将应该等三种电流全部衰减完以后，读取电导电流（泄漏电流），以计算其绝缘电阻。但因衰减时间太长等因素，在测试方法的标准中明确规定，在接通电流后达到1min的时刻读取数据，这个规定既保证了非电导电流大部分已衰减为零，又使测试时间有了统一，使读数具有重复性和可比性，同时提高了测试效率；电缆绝缘电阻测试完毕或重复试验之前，必须将被试电缆进行对地充分放电；由于电缆线路的绝缘电阻受许多外界条件的影响。所以在试验中应认真填写记录表格，以利于分析试验结构。
　　2.2 使用兆欧表的注意事项
　　 第一点是平行双回路架空输电线或母线，当一路带电时，不得测另一回路的绝缘电阻，以防感应高压损坏仪表和危及人身安全；第二点是摇表接线端及接地端地引出线不要靠在一起，如接线端引出线必须经其他支持物才能和被试物接触，则支持物必须绝缘良好；第三点是摇表转动速度必须尽可能保持额定值，并维持均匀转速，其转速不得低于额定转速的80%，否则测得结构误差太大；第四点是电缆的电容较大，特别是对较长电缆线路及多跟电缆并联测试时，开始充电电流很大，因而摇表的指示数很小，但这并不表示被试物绝缘不良，待经过较长时间后才能测出正确结果；第五点是如果多路电缆并联试验时，若绝缘电阻过低，应考虑分开试验。
　　 另外，电缆所用的有机绝缘材料，如塑料、橡皮、纤维、矿物油等，其绝缘电阻受温度变化的影响很大。一般来说，当温度上升时，电导增强，绝缘电阻下降，电缆绝缘电阻与温度的关系符合指数规律。
　　3.试验结构的分析与判断
　　 电缆主绝缘层地绝缘电阻较低时，一般应根据以往的测试记录来综合判断，如果绝缘电阻降低的速度突然加快，应查明原因并加以消除，必要时可通过直流耐压来确定是否可以投入运行。电缆内衬层和外护套绝缘电阻低于标准，可能是内衬层和外护套破损进水，这是可利用不同金属在电解质中形成原电池的原理来确定是否进水。当外护套或内衬层破损进水后，用万用表的“正”“负”表笔轮换测量铠装层对地或铜屏蔽层地绝缘电阻。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，较大。因此，上诉两次测得的绝缘电阻值相差较大时，表明已形成原电池，从而可判断外护套和内衬层是否已破损进水。
　　结束语：
　　 总而言之，外护套破损不一定要立即修理，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。
　　参考文献：
　　 [1] 王立，王伟波，陈明，等.地质雷达技术在电力隧道检测中的应用[D].北京：北京电力公司，2005.

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