油浸纸绝缘电力电缆泄漏电流检测方法的探讨.pdf

2 一 一 。 油浸纸绝缘 电力 电缆泄漏 电流 检测方 法 的探讨 郑州电 缆( 集团 ) 股份有限 公司 王亚夫 丁 m 7 、 t ) 、 ； 摘要泄漏电流是考核电缆电气性能的重要指标之一。如何消除杂散 电流对其测量的影 响 ， 使 其 测量误 差减 少 。 本 文论 述适 当的 电缆 端 头 处理 ， 厦 正 确测 试 方法 ， 可 消 除或 减 少杂散 电流 ， 使 泄 漏 电流测 试误 差减 小 。 主题词 苎 垦堡氅堡皇垄皇 丝 流 一 端 头 处 理 测 试 方 法 引 言 泄 漏 电流 的检测 是考 核 电缆 电气性 能优 劣的一项重要指标 ， 其测试 目的是为了鉴别 电缆绝 缘 的品质 和 发现绝 缘 中的缺 陷 。 当被测 试样 的导电 线芯 与绝缘 层外 金 属 护 套 之 间加 上 直 流 电压时 ， 会 有 微 量 泄 漏 电 流 J 从 导 线 ， 经 绝 缘 层 流 向金 属 护 套 ( 屏 蔽 接地层 ) ， 这 种 电流称 为 电缆 的泄漏 电流 。与 其相对应的绝缘体积电阻( 或绝缘电阻) R = f T L。因此 ， 电缆 的绝缘 电阻 越小 ， 其 泄漏 电 流越 大 ， 说 明其 绝缘 性 能越差 。 电缆 在实 际运 用中 ， 如果 泄漏 电流 过 大 ， 电缆输 进 的工作 电流会 减小 ， 损耗 会增 大 。 这 将会使绝缘发热损耗， 既限制 了电缆的载流 量 ， 又 加速 了绝 缘 的老 化 ， 最 终造成 电缆 热 或 电击穿 因此 ， 电缆 的泄 漏 电流是考 核 电缆 绝 缘的电气性能重要指标之一 电缆制造厂通 常以绝 缘 电阻 的指标 来 加以 考核 。 同样 ， 泄漏 电 流是 用户对 电缆 产 品验 收 ， 以及 电气装 置施 工 规 范 中必 测 的项 目之 一 例 如： 1 9 7 7年 1 2月， 水 电部“ 电气设 备交接 和 预 防性 试 验 标 准” 中规 定 ： 电缆 长 度 为 2 5 0 m 及 以 下 ， 工 作 电 压 为 1 0 k V 时 ， J 5 0 - A；6 k V 时 ， J 2 0 ,u A； 3 k V 时 ， J ： 1 0 - A 。 32 1 9 8 0年 3月 水 电部委托华东 电管局制 定 的“ 电气 设 备 交接 验 收 规 范 ” 中规 定 ： 电缆 长 度 为 2 5 0 m 及 以下 ， 电压 等级 为 1 0 k V 及 以 上 的 电缆 ， L 2 0 ,u A， 6 k V 及 以 下 时 ， J 1 O A 1 9 8 5年 ， 化 工 部 有 关 标 准 规 定 ： 电 缆 长 度 为 5 0 0 m， 电 压 等 级 为 1 0 k V 的 电缆 J 1 5 A。 煤 炭部 也 有 相 关 的标 准 ， 有 的省 区也 有 区域 性 规 范 ， 均 对 电 缆泄 漏 电 流值 作 出 明确 规 定 。 根 据 国 家标准 GB J 2 3 2 8 2 “ 电气装 置安 装 工程 施 工 及验收 规 范 ” 的规 定 ： 电缆 长 度为 2 5 0 m ， 其 泄 漏 电 流 J 5 0 ,u A； 三 相 泄漏 电流 的不平衡 系数 不大于 2 ( 即任 意二相的泄漏 电流之 比) 。 电 线 电缆 制 造 厂一 般 按 国 家 产 品 标 准 GB1 2 9 7 6 9 1的规 定 ： 只对 电缆 的 绝 缘 电阻 进 行 测试 ， 并 以绝 缘 电阻值 作为考 核 指标 ， 而 对产品的泄漏电流及其不平衡系数均不作规 定 。 从 上述可知 ， 使用部 门在 电缆线路开通 之 前 都 要 进 行 泄 漏 电 流试 验 ， 而 电缆 制 造 厂 的产品出厂试验却 只对其绝缘 电阻进行测量 和考 核 。 因此 ， 厂方 和 用户 之 间对 泄漏 电流的 测试 方 法 和 测 试 结果 争 论 不 休 ， 本 文 对 这 方 面作 一论 述 ， 以供 大 家参 考 。 、 维普资讯 准标网 w w w .z h u n b i a o .c o m 免费下载 测试方法 和条件 当 电缆 加 上直 流 电压 后 ， 由 于绝 缘介 质 的 吸 收现 象 ， 通过 绝 缘 的泄 漏 电 流 随 时 间增 加 而 减 小 ， 渐 近 极 限 值 电 导 ( 或 泄 漏 ) 电 流 ， 也就 该 电流 是时 间的 函数 。 因此 ， 为 了让 试 验 结 果 有 良好 的 重 复 性 ， 一 般 规 定 加 压 1 rai n后 测 取。 通 常 ， 电缆绝 缘 电阻是 很 高 的 ， 其泄漏 电流是很小 的， 因此 ， 如果在测量技术 上 不注 意 防 止外 来 干扰 ， 以及 采 取 措 施 防 止 杂散 电 流产生 ， 则 测 量结 果会 产生很 大 误差 。 电缆泄漏电流随着所处环境 ( 温度、 湿度) 及 测试条件 的不 同， 其值将会有很大变化 ， 如果 在测量前不进行任何处理 ， 试验条件不加规 定 的话 ， 试验 结 果将 会有 很大 差 别 。因此 ， 用 户在 电缆敷设安装前、 后交付使用验收时 ， 由 于对电缆端头处理和测试操作各有差异 ， 对 消除杂散电流 的措施也不尽相 同， 这些都导 致 了使 用部 门与电 缆制 造厂 之 间的争 论也 时 有 发生 。 经 多 年 实践 和探 索 ， 认 为完 善 处理 被 测 电缆端头 可有效地 消除 或减 小表 面杂散 电 流 ， 使泄漏电流测量值的误差减小。 现 以铝芯 铅护套裸钢 带 铠装 油浸纸电力 电缆 Z L Q2 O 8 7 O k V 为 例进 行 介绍 。 被 测 电缆 的端 头处 理 。先从 电缆 端 头约 4 5 0 m 处 ， 用金属线将电缆 的钢带扎紧 ， 锯 除 4 0 0 mm 长 的 2 层 钢 带 ( 注 意勿 锯伤 铅 护套 ) 。 用 工 具 刀倾 斜 4 0 。 左 右 ， 沿 铅 护 套 表 面 纵 向 切 人， 剥除铅护套 约 3 5 0 ram。 应注意： 铅护套 断 口处要整齐 尽量减少毛刺和尖角 ， 并用竹 板将铅护套断 口扩张成喇叭形 剥除 2层带 绝 缘外 的半 导 电 屏 蔽 纸 。在 离 铅 护 套 断 口 5 0 mm处 用透明胶带将带 绝缘 扎紧并粘住 ， 然后将该处上端的 8层带绝缘纸剥去。将相 绝缘外一层半导 电屏蔽纸剥除， 并将其 弯曲 成 弧 形 的大 喇 叭 口( 应注 意 适 当的 弯 曲半 径 及 勿 损 伤 绝 缘 ) ， 使 3相 绝缘 线 芯 呈 鼎 立 状 ， 并使 3相绝缘顶端之间相距 2 0 0 mm 以上 。 电 缆另一端的端头也按上述工序及步骤进行处 理 。 在 电缆 的测 量端 分别 用 小 铁 钉 钉 人 导 电线芯 中( 供接 线用 ) 。将 被测 相 的 导线 中小 铁 钉 与 高压 引线 相 接 ， 其 它 2相 用 相 同方 法 连 接 ， 并 与 铅 护套 、 钢带联 通接 地 。如 图 1所 示 。 圉 1 3芯统包 电缆 端头 授 i 试 接线 图 用生产橡套 电缆 的现有橡胶带 ( 天然橡 胶含 量 约为 5 0 ， 宽 为 3 0 mm， 厚 为 0 6 mm， 击 穿场 强 不 小 于 2 0 k V mm) ， 从每 相 相 绝 缘 的端部向下 以 5 0 重叠绕包 ， 直至相绝缘的 底 部 然 后 ， 再 返 回重 叠 绕 包 一 层至 端 部 ， 并 将端头的横切面也用橡胶带多层严密地包缠 起来。用 同样方法及操作步骤将电缆的另一 端 头的 3根绝 缘线 芯按 上 述工 序全 部 包 绕起 来 。 最后， 对 3相绝缘线芯绞合部分( 即包括 带绝缘的缆芯 ) 作处理 。从缆芯的底部 ( 即铅 护套喇叭 口的底部) 按上述方法绕包橡胶带 至缆芯 的端部， 再从端部至底部重复 绕包一 次 。 由于 铅护 套经 扩 张 ， 缆 芯与 铅 护套 之 间尚 留有间隙， 应对间隙处重复绕包多次， 直至无 间隙存在 ， 并将最后几层橡胶带绕包 至护套 断 口处 的外 表 面 。 测试结果及分析 经上述电缆 端头处理后， 电缆 的泄漏 电 流 可 大 幅度 降低 ( 见 表 1 ) 。表 1中 电缆 型号 3 3 维普资讯 准标网 w w w .z h u n b i a o .c o m 免费下载 为 Z L Q2 O 8 7 1 0 k V 3x 2 4 0 ram ， 长 度 为 2 7 0 m 通常， 使用部门按泄漏电流测试标准 规定 ： 试验 电压为直流 U =6 U。 ， u。 为电缆 额 定工作 电压 ( 1 0 k V) ， 电压分 四个 阶段升 压 ， 即 1 4 U 1 2 已 r 3 4 u u 当电缆 升压 到 某 一 电 压 等 级 时 ， 停 留 l mi n后 读 取 泄漏 电流值 。然后 ， 在 ”试 验 电 压下 再读 取 2 、 4 ， 6 、 8 、 1 0 rai n后 的泄漏 电流值 。 裹 1 电维泄 电藏 UH =6 ( 日) UH一6 Un ( mi t t ) 绝 缘 电 项 目名称 相 序 1 4 2 4 a 4 4 4 2 4 6 8 阻 ( M n) 处理前： A相 l l 1 5 3 S 5 5 5 5 5 5 j 5 5 8 l l 0 泄 褥 电 B 相 1 O l 6 2 5 7 0 7 0 7 0 7 O 7 o 7 O 1 1 0 泣 ( A) C 相 1 O 1 7 4 8 8 2 8 2 8 2 8 2 8 2 8 2 1 l 。 | 处理 后 ： A 相 S 7 I 2 2 8 2 8 2 8 a 8 2 B 2 8 1 1 O 泄精 电 B相 4 8 1 6 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 1 1 o 流( fa A) c 相 3 9 2 2 4 0 4 o 4 0 4 o 4 0 4 0 1 l o 注： 车丧试验是我厂与使用部门在旆 工理墙 共同进行 以验证产品是完全瞒足使用部门的验啦标准 从表 中可知 ： ( 1 )经 电缆端 头处 理 后 ， 其 泄 漏 电流 有 明显下 降 。 ( 2 )随着 电压 升高 ， 泄 漏 电流逐渐 增 大。 ( 3 )当试 验 电 压 达到 6 Uo 时 ， l 1 o mi n 之 间读数基 本上 不变 ， 已趋 于平稳 。 对于经端头处理后使电缆泄漏电流大幅 度下 降 的原臣分析 之 下 ： ( 1 )电缆端 头是 电场 强度 应力 最集 中 的 地方。众所周知， 在电缆终端盒安装时， 由于 其 电场 分 布 最不 均匀 ， 电场强 度 应 力 集 中尤 为严 重 。 因此 ， 电缆终 端安装 处 理一方 面要 采 用应力锥均衡 电场分布； 另一方面采取增绕 绝缘来提高其电气绝缘强度。与终端盘安装 相似 采用 电缆端 头处理 ， 例 如将铅 护套 扩张 成刺叭 口， 以及增绕橡胶带等 ， 都是为了改善 端 头 的电场分 布 提高端 头 的绝缘 强 度 ， 避免 由此产 生 的杂散 电流 ， 导致 泄漏 电流 的增 大 。 根 据 很 多用 户 反 映 ， 有 时 电缆 线 路 敷 设 前、 后 ， 但未安璇终端盒或连接盒之前所测得的 电缆泄漏电流值， 往往要大于经终端盒或连 接 盘安 装 完毕 后 的泄 漏 电流 测试 值 其 原 因 与上 述是 一致 的 。 ( 2 )电 缆 的 泄 磊 电 流 J 一U R ， 即 由 电缆绝缘的体积电阻所产生 的电导 电流 ， 不 包括表面电流等杂散 电流。采用本文所述 的 端 头处理 ， 例 如将铅 护套 、 屏蔽 半导 电纸 等剥 去 一定 的长度 l 使 3相绝 缘线 芯 呈鼎立 状 ； 增 绕多 层 橡胶 带 等 ， 这些 均为 了 达到 表 面 电阻 增大的 目的 尽 可能减 小杂散电流对其测试 的影 响 。 结 束 语 ( 1 )通 常 ， 电路 的泄 漏 电流 是极小 的， 如 果在测量技术上不注意防止外来的干扰， 不 采取措施来防止杂散 电流的产生， 则其测试 误差很大。本文仅着重于论述端头处理技术 和方法来减少杂散电流 的产生 ， 使泄漏电流 和测试 误差 尽 可能减 小 ( 2 )由于 电缆制造 厂对 电缆 产品 的 出厂 试验 ， 按 GB 1 2 9 7 6 9 1标准， 仅 以电缆绝 缘 电阻进行考核指标 而使用部 门在电缝线路 敷设 前 后 ， 都要 进行 泄漏 电流试 验 t 来进行 产 品和线路 的验收。由于测试方法和测试条件 ( 例如端头处理等等) 各不相同， 因此 ， 双方为 其测试结 果和测试方法争论不休 。 同样+ 交联 聚乙烯绝缘电力电缆也存在着类似的问题。 本文的论述或许可提供有关人员的参考 期 望双方共同努力 ， 以提高电缆泄漏 电流的测 试 精度 。 维普资讯 准标网 w w w .z h u n b i a o .c o m 免费下载