电力知识|直流耐压时试验对交联聚乙烯电缆存在哪些局限？

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交流耐压试验基地

我们知道，根据国标电缆应该使用串联谐振耐压装置进行交流耐压试验，但很多作业场地由于设备原因及环境因素，并没有对其进行交流耐压试验，很多的时候都是用直流耐压试验进行检测的，耐压试验就是在被试品上施加的试验电压场强来模拟高压电缆的运行工况。来判断电缆的绝缘强度是否满足运行需求。

那么直流耐压时试验对交联聚乙烯电缆存在哪些局限呢？

1、交联聚乙烯绝缘电缆在交、直流电压下的电场分布不同,交联聚乙烯绝缘层是采用聚乙烯烃经化学交联而成，属整体型绝缘结构，其介电常数为2.1--2.3（非极性物质）受温度变化的影响较小。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（介质外加电场时会产生感应电荷而削弱减小的能力）决定的，即电场强度是按介电常数反比例分配的，这种分布比较稳定。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正比例分配的。

  交联聚乙烯绝缘电缆的绝缘电阻系数分布是不均匀的，是因为在交联聚乙烯电缆处于交联过程中不可避免地溶入一定量的副产品，它们具有相对小的绝缘电阻系数但在绝缘层径向分布是不均匀的，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结构，与材料的不均匀性有关。

直流耐压试验对油纸绝缘电缆测试效果比较好，正是因为油纸绝缘电缆在直流电压的作用下，电缆绝缘中的电压按绝缘电阻分布的，当电缆绝缘存在着有发展性局部缺陷时，直流电压将大部分加在与缺陷串联的未损坏的部分上，使缺陷更容易暴露，较有利于发现介质缺陷。所以直流耐压试验比交流耐压试验更容易发现电缆的局部缺陷。  

2、交联聚乙烯绝缘电缆在直流电压下会积累单极性电荷，一旦有了由于直流耐压试验引起的单极性空间电荷需要很长时间才能将这种电荷释放，电缆如果在直流残余电荷未完全释放之前投入运行，直流电压便会叠加在工频电压峰值上，使得电缆上的电压值远远超过其额定电压，它将加速绝缘老化缩短使用寿命，严重的会发生绝缘击穿。 

3、交联聚乙烯绝缘电缆的半导体凸出处和污秽点等处容易产生空间电荷，但如果在试验时电缆终端头发生表面闪络或电缆附件击穿，会造成电缆芯线中产生波振荡，对其他正常的电缆和接头的绝缘造成危害。

交联聚乙烯绝缘电缆一个致命弱点是绝缘内容易产生水树枝（在潮湿的介质中，且电场强度比较低的条件下，经过电场长时间作用，在绝缘某一区域内形成的树枝状局部损害），一旦产生的水树枝在直流电压下，会迅速转变为电树枝，加速了绝缘水劣化，以至于在运行工频电压作用下形成击穿。

4、直流耐压试验不能有效发现交流电压作用下的某些缺陷，如在电缆附件内，绝缘若有机械损伤等缺陷在交流电压下绝缘最易发生击穿的部位，在直流电压下往往不能发生击穿。直流电压下绝缘击穿处往往发生在交流工作条件下绝缘平时不发生击穿的部位。

因此直流耐压试验并不能模拟高压交联聚乙烯电缆的运行工况，试验效果差，并且有一定的危害性，所以直流耐压试验对检测交联聚乙烯绝缘电缆缺陷有明显的不足。