额定电压110kV(Um=126kV)交联聚乙烯绝缘电力电缆及其附件雷电冲击电压试验及随后的工频电压试验检测

额定电压110kV(Um=126kV)交联聚乙烯绝缘电力电缆及其附件雷电冲击电压试验及随后的工频电压试验检测

随着现代电力系统对输电可靠性和效率的要求不断提高，额定电压110kV(Um=126kV)的交联聚乙烯（XLPE）绝缘电力电缆因其优越的电气性能、较高的耐热能力以及环保特性，已成为高压输电领域中的关键设备。然而，在电缆及其附件的实际运行过程中，经常会面临雷电过电压或其他瞬时高压的威胁。这就要求在工程建设及验收阶段，通过雷电冲击电压试验及其后的工频电压试验，验证电缆及其附件的绝缘性能和运行可靠性。本文将对这一试验方法进行详细分析，阐述其重要性、试验原理以及相关检测程序。

雷电冲击电压试验的目的与重要性

雷电冲击电压是指由雷击或雷电感应引起的电压波，该波形具有极短的上升时间和较高的电压幅值，通常对电力设备的绝缘系统造成较大威胁。由于交联聚乙烯绝缘电力电缆通常铺设在地下，很少直接受到雷击，但其连接的电缆终端、接头等附件可能会因为感应雷击或线路近区雷击而承受瞬时过电压。雷电冲击电压试验通过模拟这种过电压状态，检测电缆本体及其附件在高电压梯度下的耐受能力，确保其具备足够的抗击雷电冲击的性能。

该试验至关重要的原因在于，它可以揭示电缆或附件因制造缺陷、安装瑕疵及材料老化潜藏的弱点。例如，绝缘内部可能存在微小的突起、气泡或低密度区域，电场高度集中时，这些缺陷可能成为绝缘击穿的诱因。通过雷电冲击电压试验，能够提前发现问题，避免电缆在实际运行中的突发性故障。

试验原理与方法

雷电冲击电压试验基于模拟雷电波形对被测设备施加高幅值的瞬时电压。标准规定的雷电波形通常为1.2/50μs波，即上升时间为1.2μs，半峰值时间为50μs。电压施加至试品时，检验其能否在该条件下保持绝缘性能未被破坏。

试验设备通常包括冲击电压发生器、标准分压器（用于校正电压）、控制单元和辅助测试设备。试验中，试验员逐渐增加施加电压至规定的试验电压值。根据国际电工委员会（IEC）标准，额定电压110kV的XLPE电缆雷电冲击试验电压一般要求达到±550kV。

试验过程包括以下几个步骤：

• 试验准备：包括清洁电缆终端连接部件，确保表面清洁无污染，确认试验仪器的准确性。
• 分布反向极性试验：向被试电缆分别施加正向和反向两个极性的雷电冲击电压，每种极性通常进行15次雷击波形脉冲施加。
• 观察试验现象：在整个试验过程中，重点观察电缆绝缘是否出现击穿、火花放电等现象。

对于通过试验的试品，在雷击试验冲击条件下无击穿、无表层损伤，说明绝缘强度符合要求。

随后的工频电压试验检测

雷电冲击试验之后，随之进行工频电压试验。这一试验进一步验证其在正常运行电压下的稳定性，确保经过雷电冲击后的试品未因高电压作用而劣化。工频电压试验的试验电压值通常为电缆额定电压的2倍，也可能基于标准规定有所调整。

工频电压试验具体的特点和步骤如下：

• 试验目的：确认雷击冲击后，电缆及附件绝缘性能未受损坏，并能长期耐受工频运行电压。
• 测试电压及时间：以额定电压110kV电缆为例，其工频试验电压通常设为220kV，作用时间为5分钟。
• 试验观察：试验过程中需要密切观察有无局部放电、绝缘发热或异常噪音。如通电过程中无异常现象发生，设备可判定为合格。

工频电压试验的重要性在于它验证了雷击后的电缆系统能否继续安全运行。雷电冲击可能诱发微小放电却未造成显而易见的击穿，这些放电点在工频电压下可能会继续扩大。因此，工频电压试验相当于一次后续的筛查过程，对于确保电缆长期运行的可靠性至关重要。

试验常见问题及解决方法

在实际试验过程中，一旦出现绝缘击穿、闪络放电或其他异常，需及时查明原因并采取补救措施。以下是一些常见问题及解决方法：

• 击穿现象：通常是由于电缆段存在制造缺陷、严重老化或内部气泡引起。需隔断损坏部分进行重新接头或更换。
• 局部放电异常：发生在绝缘表面或附件连接处，多因表面污染、安装工艺不当造成。可通过清洁表面、更换接头附件解决。
• 试验数据异常：如果测得冲击电压或工频电压偏离标准值，需检查测试设备是否校准以及连接是否正确。

总结与展望

额定电压110kV(Um=126kV)交联聚乙烯绝缘电力电缆及其附件的雷电冲击电压试验和随后的工频电压试验是保障电缆质量与运行安全的重要手段。这两项试验相辅相成，从模拟瞬时极端条件到验证长期运行状态，无论在试验设备设计、具体操作流程还是后续问题处理上，都需要严格遵循国际及国家标准。

未来，随着电力系统向超高压、智能化方向发展，对110kV及以上等级电缆的试验方法或将更加智能和自动化。结合大数据分析技术，通过在线监测设备长期运行状态，将有可能提前检测到电缆的潜在问题，大大提高输电系统的可靠性和安全性。