1、1第五章电缆及其附件第一节电缆的种类、结构和特点第二节高压电缆的绝缘特性 第三节电缆线路的输送容量第四节电缆终端和中间接头第五节电缆的绝绝试验第六节电缆的故障探测 2电缆的种类、结构和特点1.电力电缆的种类(1)按绝缘材料分有：油浸纸绝缘、塑料绝缘、橡皮绝缘、和交联聚乙烯等。此外还有正在发展的低温油浸电缆和超导电缆。(2)按电压分为：高压电缆和低压电缆。(3)接使用环境分有：直埋、穿管、河底、矿井、船用、空气中、高海拔、潮热区、大高差。(4)按线芯数分有：单芯、双芯、三芯和四芯。(5)按结构特征分有：统包型、分相型 等。如图目前,6KV及以下主要使用橡皮绝缘电缆,10KV及以上均使用交联聚乙烯
2、电缆。3电缆的种类、结构和特点2、电力电缆的基本结构由线芯(导体)、绝缘层、屏蔽层和保护层四部分组成。(1)线芯：铜、铝。电缆的截面采用规范化的方式进行定型生产。芯线按数目分单芯、双芯、三芯和四芯；按截面形状分为圆形、半圆形、和扇形。根据电缆不同品种与规格,线芯可以制成实体,也可以制成绞合线芯,绞合线芯由单线和成型单线绞合而成。(2)绝缘层：包在导线外面起绝缘作用。绝缘层材料要求选用耐压强度高、介质损耗低、耐电晕性能好、化学性能稳定、耐低温、耐热性能好、机械加工性能好、使用寿命长、价格便宜的材料。可分为纸绝缘、橡皮绝缘、塑料绝缘三种。4电缆的种类、结构和特点(3)屏蔽层：屏蔽层的作用：1.防止
3、由电晕形成的损环；2.限制介质场进入电缆或导体绝缘内侧；3.给出对称的场强，平滑电压强度；4.减少感应电压；5.增加对人的安全性。6KV及以上的电缆一般都有导电屏蔽层和绝缘屏蔽层。导电屏蔽层的作用是消除导体表面的不光滑(多股导线绞合产生的尖端)所引起导体表面电场强度的增加，使绝缘层和电缆导体有较好的接触。同样为了使绝缘层和金属护套有较好接触，一般在绝缘层外表面均包有外屏蔽层。油纸电缆的导体屏蔽材料一般用金属化纸带或半导电纸带。绝缘屏蔽层一般采用半导体电纸带。塑料、橡皮绝缘电缆的导体或绝缘屏蔽材料分别为半导电塑料和半导电橡皮。对无金属护套的塑料、橡胶电缆，在绝缘屏蔽外还包有屏蔽铜带或铜丝。5电缆
4、的种类、结构和特点(4)保护层：保护电缆免受外界杂质和水分的侵入以及防止外力直接损坏电缆护套起保护绝缘层的作用。可分为铅包、铝包、铜包、不锈钢包和综合护套等。外护层一般起承受机械外力或拉力的作用，以免电缆受损。主要有钢带和钢丝两种2、常用电缆种类及适用范围(1)不滴漏油浸纸带绝缘型电缆：统包型电缆,使用于10KV及以下电压等级结构如图1所示。(2)不滴漏油浸纸带绝缘分相型电缆：使用于2035KV电压等级,个别使用在66KV电压等级上,结构如图2所示。6电缆的种类、结构和特点3、电力 电缆的型号(1)型号：由几个大写的拼音字母和数字组成，字母表示电缆的类别、导体材料、绝缘种类、内护套材料的特征，
5、用数字表示铠装层类型和外层类型。字母含义见表电缆型号中各字母的含义类别导体绝缘内护套特征电力电缆（省略）K控制电缆P信号电缆B绝缘电线R绝缘软线Y移动式软线H市内电话电缆T-铜线（省略）L-铝线Z-纸绝缘X天然橡胶X-橡胶（X）E乙丙橡皮V-PVC聚氯乙烯Y-PE聚乙烯YJ-XLPE交联聚乙烯Q-铅包L-铝包H橡套（H）F非燃性橡胶V-PVC聚氯乙烯护套Y-PE聚乙烯护套D-不滴油F-分相金属套P-屏蔽CY-充油外护套代号含义第1个数字第2个数字代号铠装层加强层外被层或外护套0无联锁钢带无1双钢带纤维绕包2双钢带细圆钢丝聚氯乙烯护套3细圆钢丝细圆钢丝聚乙烯护套4粗圆钢丝粗圆钢丝7电缆的种类、结
6、构和特点型号中拼音部分和数字部分排列组成方式为：類别绝缘导体密封层（内护层）其它结构特点外护层（数字。第1位铠装、第2位外皮层）芯数截面积电压长度例：ZLQ22312010500铝芯油纸绝缘铅包钢带聚氯乙烯护套电缆，3芯120mm2，10KV，长度500m的电力电缆。例：YJLV22-3150-10-400铝芯交联聚乙烯绝缘、双钢带铠装、聚氯乙烯外护套,3芯，截面150mm2，电压10KV，长度400m的电力电缆。选择电缆的选用，除了按电气特性由计算而作出选择外，适用场所的选择非常重要。考虑的因数有：导体的材料；绝缘和内护层；铠装和外护层；电压及芯数。8电缆的种类、结构和特点聚乙烯和交联聚乙烯
7、绝缘电力电缆如不用铅、铝包而用聚乙烯作护套时，为了对故障电流提供回路，在电缆绝缘层的半导体屏蔽层外尚需有一层铜带。截面应满足在单向接地故障或不同地点两相同时发生故障时短路容量的要求。交联电缆的铠装层和屏蔽层应分别用带绝缘的胶合导线单独接地，铜屏蔽层接地线的截面积不应小于25mm2（如铜丝屏蔽接地线截面与铜丝屏蔽层截面积相等），铠装层接地线的截面积不应小于10mm2。使金属护层上任一点非接地处的正常感应电压，在未采取不能任意接触金属护层的安全措施时，不得大于50V。电缆的内衬层和外护套破坏后进水的确定，对电缆外护套的绝缘电阻，610kV电缆要求不低于0.5M，35kV电缆要求不低于1.5M。低于
8、此标准还需用万用表检查电缆是否已形成原电池，就可判断外护套和内衬层已破损进水。“预规”附录D、E9电缆的种类、结构和特点交联电缆的铜屏蔽层如果开断，那么铜屏蔽层的充电电流要强行通过半导体层，使外半导体层处发热、老化，甚至引燃电缆，在一些企业已发生过此类事故。为此对单芯交联电缆要测量铜屏蔽层直流电阻、芯线直流电阻及其比值，对照交接时的和历年的试验数据，如比值变化超过15%应引起注意，并适当缩短试验周期，当比值明显增加时，表明铜屏蔽层直流电阻明显增大，铜屏蔽层有可能被腐蚀，如发现铜屏蔽层开断，要立即寻找开断点，加以修复。10电缆的主要参数4、电缆的主要参数电缆的长期允许载流量。电缆的长期允许载流量
9、，这是指在允许的导线工作温度下和一定的环境温度下的允许通过电流。电缆的短时允许负载电流。实际上过载能力一般不大于3KV者为10%；610KV者为15%；連续2 h允许短路电流 决定于电缆温度不超过其允许短路温度来决定的。电压值 电力电缆的额定电压是以导体对地（金属屏蔽）之间的设计电U0和导体之间的设计电压U表示。其适用于电力系统的最高电压Um是根据U0和U而规定的11电缆的主要参数U01.83.668.7183664127290U366/1010/1530/3360/66/69110/115220/230500Um1.67.27.2/1212/17.53672.512324552535kV2.
10、5、4、6、10、16、25、35、50、70、95、120、150、185、240、300、400、500、625、800110kV180、240、270、300、400、500、600、700、850、1000、1200、1500、2000IEC推荐的U0、U及适用Um导线截面积 我国电缆截面积系列12电缆的主要参数电缆种类电缆护套结构多芯单芯油浸纸绝缘电力电缆铅包有、无铠装铝包有、无铠装40mm铝包有、无铠装40mm15倍25倍30倍2025倍橡塑及交联绝缘电力电缆橡皮或聚乙烯护套裸铅护套铅护套钢带铠装有金属屏蔽层铠装无铅护套10倍15倍20倍8倍12倍10倍弯曲半径：弯曲半径应不小于电
11、缆外径的倍数电缆类型最大允许位差(m)电缆类型最大允许位差(m)普通粘性浸渍电缆13kV 铠装无铠装6 kV10 kV2035 kV铅护层 铝护层25 2520 2515 20155不滴流电缆塑料绝缘电缆橡皮绝缘电缆无限制自容式充油电缆110330 kV ZQCY22ZQCY2530150(暂定)最大允许位差：电缆的允许最大位差13高压电缆的绝缘特性从上表可看出浸渍剂的体积膨胀系数约为电缆其它材料（固体）的10倍。当电缆温度上升时，由于浸渍剂的体积膨胀系数大，铅套必然受到浸渍剂的膨胀压力而胀大。但当温度下降时，由于铅套的塑料性不可逆变形，在铅套内部、在绝缘层中必然形成气隙。气隙在绝缘层中的分布
12、与浸渍剂的物理性能有关，气隙一般分布在绝缘层的内层、靠近线芯的表面。因为冷却时，热量从电缆表面散出，绝缘外层先开始冷却，这时绝缘层内层的温度较高，浸渍剂的粘度较低，因此内层浸渍剂可以补偿外层浸渍剂的体积收缩，在绝缘层外部形成气隙的可能性小。以后，绝缘层内层逐渐冷却，由于浸渍剂的粘度增大，流动性减小，浸渍剂冷却体积收缩得到补偿的可能性越来越小，越接近线芯，这一现象越严重，因此靠近线芯形成气隙的可能性越大。浸渍剂的体积膨胀系数越大，粘度温度曲线越陡，则靠近线芯绝缘层形成气隙量也越大。材料名称铜铝电缆纸浸渍剂铅体积膨胀系数，1/511067210690106（8001000）106691061、浸渍
13、纸绝缘击穿机理粘性浸渍纸绝缘电缆各组成部分材料的体积膨胀系数14高压高压电缆的绝缘特性的绝缘特性气体的介电常数比浸渍纸的小得多，因此绝缘层受电压时，气体一方面比浸渍纸承受高得多的场强，另一方面，气体的击穿强度又比浸渍纸的低得多，因此在较高电压作用下，首先在气隙发生击，即所谓局部击穿或局部放电。由于线芯表面电场强度最高，这一现象往往容易最先以生在靠近电缆线芯表面绝缘层的间隙，如下图（A）所示。浸渍剂在局部放电的作用下分解，放出气体，扩大气隙，产生离子撞击下一层纸带，赶走纸带中所含的浸渍剂，游离放电穿过纸带继续向前发展，如下图（B）所示。在局部放电的持续作用下，浸渍剂一方面聚合形成较高分子量的所谓
14、X蜡，另一方面又可能分解出自由碳粒子，碳粒子被吸附在放电道路上逐渐形成碳粒通道，于是具有线芯电位的尖端伸向绝缘层内部而产生切向（沿纸带表面方向）的电场分量。切向场强分量隨碳粒通道深入绝缘层内部的程度加深而增大。我们知道，纸带沿表面击穿强度只有垂直纸带方向的1/101/20左右，局部放电进一步发展将导致沿纸面的所谓移滑（树技）放电，如下图（C）所示。15高压高压电缆的绝缘特性的绝缘特性聚乙烯绝缘老化机理聚乙烯绝缘老化机理经过近十几年的聚乙烯绝缘电缆的运行经验和研究工作表明，树技老化是导致聚乙烯绝缘最后发生击穿的主要原因。但聚乙烯绝缘层中产生树枝的原因不同于油浸纸绝缘。根据聚乙烯绝缘中产生的树技现
15、象的原因，树技可分成三类。第一类称为电树技，它的起因是由于聚乙烯绝缘层内部或聚乙烯绝缘层与其它固体接触面（例如，线芯或线芯屏蔽层与聚乙烯绝缘层的交界面，绝缘屏蔽层与聚乙烯绝缘层的交界面等）存在有气隙，或者聚乙烯绝缘内有杂质，或屏蔽层有突出尖端等。由于气隙和尖端的存在，导致聚乙烯绝缘层中电场集中点或击穿强度低的部位的局部击穿，逐步形成所谓电树技。产生电树枝的原因可以说与上述油浸纸绝缘的完全相同，工程上用的电介质，在一定程度上来说，都是不均匀的，在电压作用下，都有可能产生这一现象。聚乙烯绝缘层中电树枝的特点是，树枝放电是从材料不连续点或界面引发出来，其特点是，树枝管连续，内空而没有水分，管壁上有聚
16、乙烯因放电而分解产生的碳粒痕迹，分枝少而清晰，如下图（A）。16高压高压电缆的绝缘特性的绝缘特性第二类称为电化树技，它的产生原因基本上与电树枝相同，只不过在空隙中渗进了其它化学溶液。因为聚乙烯绝缘电缆一般没有完全密封的金属护套，土地中的化学成分就可以渗透过电缆护套、绝缘层而到达线芯表面，与导体材料起化学反应，其生成物（如亚硫酸铜、硫化物溶液等）在电场作用下蔓延伸入绝缘层形成树技物，称为电化树技。这种树技呈棕褐色，它在比形成电树技低得多的场强下即可产生。典型电化树技的图象如下图（B）所示。第三类称为水树技，它是由水分浸入聚乙烯绝缘层中，在电场作用下形成的树技物。它的特点是引发树技的空隙中有水分，
17、也是在比产生电树枝低得多的场强下即可发生。树枝管有的大体不連续，内凝聚有水分，主干树枝较粗，分枝多而且密集，如上图（C）所示。也有人把水树枝和电化树技合为一类，统称为电化水树枝。这两种树技都是产生电树枝低得多的场强下发生。许多聚乙烯绝缘电缆击穿，都是由于形成电化和水树枝而发生的。由于桥臂电阻远小于故障电阻，所以大部分的压降发生在故障处。V-PVC聚氯乙烯其测试误差为：粗测3%，精测1m。电缆额定电压U0/U(kV)t1-发出脉冲时间；16kV户外明敷无遮阳修正系数。粘性浸渍纸绝缘电缆各组成部分材料的体积膨胀系数180、240、270、300、400、500、600、700、850、1000、1
18、200、1500、2000PFL7000电缆故障测试定位系统浸渍剂的体积膨胀系数越大，粘度温度曲线越陡，则靠近线芯绝缘层形成气隙量也越大。2、测量泄漏电流和直流耐压试验电缆额定电压U0/U(kV)泄漏电流小于20A时，对不平衡系数不作规定第一类称为电树技，它的起因是由于聚乙烯绝缘层内部或聚乙烯绝缘层与其它固体接触面（例如，线芯或线芯屏蔽层与聚乙烯绝缘层的交界面，绝缘屏蔽层与聚乙烯绝缘层的交界面等）存在有气隙，或者聚乙烯绝缘内有杂质，或屏蔽层有突出尖端等。电缆的内衬层和外护套破坏后进水的确定，对电缆外护套的绝缘电阻，610kV电缆要求不低于0.电缆的长期允许载流量。不同电压等级和绝缘型式的电缆，
19、其最高允许工作温度值不同。声测法试验接线图（3）工频交流耐压的设备需较大的容量，不易取得。按截面形状分为圆形、半圆形、和扇形。17电缆线路的输送容量电缆线路的输送容量电力电缆线路载流量，与电缆本身材料、结构形式、敷设方式、环境条件以及运行工况有关。长期允许载流量主要有以下三个因素确定：电缆的长期允许工作温度电缆本身的散热性能电缆装置情况及其周围的散热条件18电缆线路的输送容量电缆线路的输送容量1、电缆在运行中，由于导体电阻、绝缘层、保护层和铠装层的能量损耗，都将使电缆发热，温度升高。当电缆的运行温度超过某一定值时，将导致电缆的绝缘水平下降，甚至击穿。所以，电缆的运行温度限定在这一特定值以下，这
20、个特定值称为电缆的使长期允许工作温度。不同电压等级和绝缘型式的电缆，其最高允许工作温度值不同。如下表电缆线芯长期允许工作温度绝缘类型电压等级(kV)长期允许工作温度()交联聚乙烯90聚氯乙烯70橡皮65粘性浸渍纸3806651060203550充油电缆11033075不滴流油浸纸380670107020356519电缆电缆线路的输送容量的输送容量额定电压(kV)36102035最高允许工作温度()60654550404550电缆绝缘层受热膨胀，造成保护层过度伸展，使电缆内部产生气隙，这些气隙在电场的作用下发生游离，最后导致绝缘的破坏。从这个意义上讲，电缆的电压等级越高，气隙的游离作用越显著，其
21、最高允许工作温度就越低；充油电缆因不产生气隙，而最高允许工作温度高；聚氯乙烯结构中存在极性基团，在温度升高时，介质因电导升高较快，绝缘强度下降较大，所以其最高允许工作温度较低。直埋电缆表面最高允许工作温度，如下表所示直埋电缆表面最高允许工作温度20电缆电缆线路的输送容量的输送容量2、电缆的正常允许截流量这是指在允许的导线工作温度下和一定的环境温度下的允许通过的电流。对于不同种类的电缆和不同的敷设条件其值是不同的。P121123表5-5表5-93、短路时允许负荷电流电缆在事故情况或紧急情况(如转移负荷)下，才能过载运行，此时所允许通过的电流为短时允许过载电流。一般允许过载时间不超过2h。在事故情
22、况下，3kV及以下电缆允许过载10%，连续2h；610kV电缆，允许过载15%，连续2h。21电缆电缆线路的输送容量的输送容量电缆的正常允许载流量这是指在允许的导线工作温度下和一定的环境温度下的允许通过的电流。对于不同种类的电缆和不同的敷设条件其值是不同的。确定电缆的载流量首先从资料上查出电缆长期允许载流量。（但此值是在一定条件下的如导体的工作温度，空气温度，土壤温度，土壤热阻系数，敷设深度等）其次查出下列修正系数：温度修正系数；土壤修正系数；直埋并列敷设修正系数；空气中并列敷设修正系数；穿管多根并列敷设修正系数；16kV户外明敷无遮阳修正系数。22电缆电缆线路的输送容量的输送容量电力电缆截面
23、的确定电力电缆的截面，一般按长期允许载流量选择电缆截面；然后对低压电缆校验其电压降，对高压电缆校验其短路时的热稳定度。对于较长和大负荷的供电线路，应按经济电流密度选择电缆截面。按长期允许载流量选择电缆截面：ImaxKI0 式中 Imax通过电缆的最大持续负荷电流 I0指定条件下的长期允许的载流量 K 电缆长期允许载流量的总修正系数 K=K1KnK1温度修正系数K2空气中并列修正系数K3空气中穿管修正系数K4土壤热阻系数不同时的修正系数K5直埋并列修正系数23电缆电缆线路的输送容量的输送容量4、允许短路电流电缆线路发生短路故障时，电缆导体中通过的电流是长期允许载流量的几倍或几十倍，但短路时间很短
24、，一般只有几秒或更短的时间。由短路电流所产生的损耗热量供导体发热、温度升高，由于时间短暂，绝缘层温度升高很少，因此规定当系统短路时，电缆导体的最高允许温度应不超过下列规定：1、电缆线路中无中间接头(正常运行温度按50计算)油浸纸绝缘电缆 10kV及以下铜导体250、铝导体200；2035kV175橡胶绝缘电缆 10kV及以下2002、电缆线路中有中间接头锡焊接头 120；压接接头 150；电焊或气焊接头与无接头相同。24电缆终端和中间接头电缆终端和中间接头按成型工艺分类品种绕包式电缆附件热收缩式电缆附件预制式电缆附件冷收缩式电缆附件浇铸式电缆附件模塑式电缆附件25电缆终端和中间接头绕包式电缆附
25、件绝缘和屏蔽都是用带材(通常是橡胶自黏带)绕包而成，适用于中低压级挤包绝缘电缆。26电缆终端和中间接头气隙在绝缘层中的分布与浸渍剂的物理性能有关，气隙一般分布在绝缘层的内层、靠近线芯的表面。中外电缆故障测试仪主要产品对照表我们知道，纸带沿表面击穿强度只有垂直纸带方向的1/101/20左右，局部放电进一步发展将导致沿纸面的所谓移滑（树技）放电，如下图（C）所示。电缆的种类、结构和特点不会像直流那样注入空间电荷。使测试简单，输出的脉冲电流波形更容易分辩。(3)屏蔽层：屏蔽层的作用：测寻电缆绝缘故障的方法有许多种，其中最常用的主要有电桥法、脉冲示波器法、音频感应法和声测法等。由于线芯表面电场强度最高
26、，这一现象往往容易最先以生在靠近电缆线芯表面绝缘层的间隙，如下图（A）所示。t1-发出脉冲时间；2、常用电缆种类及适用范围脉冲反射电压取样法(闪测法)是测试端发出一个直流高压(直闪法)或冲击高压(冲闪法)脉冲使故障点击穿，即发生闪络放电，该闪络则在电缆中产生一个电压跃变(即脉冲)，放电脉冲在测试端和放电点之间往返一次时间来测距，融入微电子技术在显示屏上直接读出。(2)绝缘层：包在导线外面起绝缘作用。脉冲电流法是通过一线性电流耦合器测量电缆击穿时产生的电流行波信号在测试端与故障点之间往反一次所需的时间来计算故障点距离。其测试误差为：粗测3%，精测1m。(1)不滴漏油浸纸带绝缘型电缆：统包型电缆,
27、使用于10KV及以下电压等级结构如图1所示。铝芯油纸绝缘铅包钢带聚氯乙烯护套电缆，3芯120mm2，10KV，长度500m的电力电缆。由短路电流所产生的损耗热量供导体发热、温度升高，由于时间短暂，绝缘层温度升高很少，因此规定当系统短路时，电缆导体的最高允许温度应不超过下列规定：脉冲法分为低压脉冲法、脉冲电压法、脉冲电流法三种。A、C桥臂电阻。27电缆终端和中间接头预制式电缆附件将电缆头里增强绝缘和半导体屏蔽层在工厂模制成一个整体或若干部件，现场套装在经过处理后的电缆末端或接头处。适用于中低压级挤包绝缘电缆。28电缆终端和中间接头浇铸式电缆附件利用热固性树脂(环氧树脂、聚氨酯或丙烯酸酯)现场浇铸
28、在经过处理后的电缆末端或接头处的模子或盒体内，固化后而成。适用于中低压级挤包绝缘电缆及油浸纸绝缘电缆。模塑式电缆附件利用与电缆绝缘相同或相近的带材绕包在经过处理后的电缆接头处，再用模具热压成型。适用于中低压级挤包绝缘电缆29电缆终端和中间接头各种电缆附件特性比较对比项目电缆附件品种绕包式热收缩式预制式冷收缩式浇铸式模塑式范围电缆种类挤包绝缘电缆适用适用适用适用可适用适用油浸纸绝缘电缆不用可适用不用不用适用不用电压等级35kV适用适用适用适用可适用适用10kV及以下适用适用适用适用适用不用电缆附件分类终端头适用适用适用适用可适用适用直通接头适用适用适用适用适用适用分支接头可适用不用适用不用适用不
29、用结构特点结构简单简单较复杂简单简单简单规格少少较多少少少现场安装对操作工技术要求高较高一般一般一般高耗费工时多较多少少少少成本低低较高较高低低30电缆的绝绝试验1、绝缘电阻的测试2、测量泄漏电流和直流耐压试验3、交流耐压试验1、绝缘电阻的测试电缆的绝缘电阻和电缆的长度成反比例关係。所以绝缘电阻的标准应按20每公里的值。但“规程”未作规定，运行中电缆可作纵向和横向比较。凡停役不满3个月的电力电缆线路，复役前应用兆欧表测量电缆的主绝缘电阻。凡停役超过3个月的电力电缆线路，复役前必须按故障修复后的试验标准进行试验。31电缆的绝绝试验2、测量泄漏电流和直流耐压试验油浸纸绝缘电力电缆直流耐压试验电压耐
30、压5min时的泄漏电流值不应大于耐压1min的泄漏电流三相之间的泄漏电流不平衡系数不应大于2泄漏电流小于20A时，对不平衡系数不作规定直流耐压试验前/后测量绝缘电阻，耐压后的绝缘电阻不能低于耐压前测量值电缆额定电压U0/U(kV)直流试验(kV/5min)6/108.7/1040/547/521/3526/35105/5130/532电缆的绝绝试验35kV及以下橡胶、交联电力电缆交、直流耐压试验橡胶、交联电力电缆交、直流耐压试验电压有条件应做交流耐压试验耐压5min时的泄漏电流值不应大于耐压1min的泄漏电流直流耐压试验前/后测量绝缘电阻，耐压后的绝缘电阻不能低于耐压前测量值电缆额定电压U0/
31、U(kV)直流试验(kV/5min)交流试验(kV/5min)0.1HZ1300HZ交流试验(kV/5min)6/1025/515/58.7/1037/522/521/3563/553/526/3578/52.1U0/5(2U0/5)65/564/110192/15(1.36U0/5)110/30127/220-220kV1h或空载充电24h33电缆的绝绝试验6kV及以下电力电缆直流耐压试验电压(kV)(DL/T 596-1996标准)电缆额定电压U0/U(kV)纸绝缘电力电缆橡胶、交联电力电缆1.0/31.8/312113.6/617183.6/6246/6302534电缆的绝绝试验3、交流
32、耐压试验对于纸绝缘电力电缆不采用交流耐压试验，而只做直流耐压试验，因为（1）交流耐压试验有可能在纸绝缘电缆空隙中游离放电而损害电缆，电压数值相同时，交流电压对电缆绝缘的损害较直流电压严重得多；（2）若纸绝缘电缆存在局部空隙缺陷，直流电压大部分分布在与缺陷相关的部位上，因此更容易暴露电缆的局部缺陷。（3）工频交流耐压的设备需较大的容量，不易取得。相反对于交联聚乙烯绝缘电缆交流耐压更可以在较低的电压水平将绝缘内已经存在的不均匀导电性缺陷快速转成贯穿性的击穿。不会像直流那样注入空间电荷。35电缆的绝绝试验交流变频串联谐振试验。35KV及以下交联聚乙烯绝缘电缆做3075Hz变频串联谐振耐压试验，橡塑绝
33、缘电缆测电缆外护套绝缘电阻、电缆内衬层绝缘电阻、铜屏蔽层电阻和导体电阻比。周期：重要的一年一次，一般的35年一次。每千米不应低于0.5M。36电缆的故障探测电缆故障的探测可分为：终端技术和追踪技术。莫拉法电桥法电容电桥法终端技术充电电流法 雷达（脉冲）法共振法电流追踪法追踪技术音频追踪法冲击法大地梯度法测寻电缆绝缘故障的方法有许多种，其中最常用的主要有电桥法、脉冲示波器法、音频感应法和声测法等。这些方法各有其特点，选用那一种方法最为合适应视故障的性质和现场的具体条件而定。为了更精确地确定故障点，往往两种方法配合使用，例如电桥法和声测法，或脉冲示波器法与声测法等经常配合一起使用。V-PVC聚氯乙
34、烯然后根据电缆的实际长度求出波速。泄漏电流小于20A时，对不平衡系数不作规定电力电缆线路载流量，与电缆本身材料、结构形式、敷设方式、环境条件以及运行工况有关。35KV及以下交联聚乙烯绝缘电缆做3075Hz变频串联谐振耐压试验，电缆线路发生短路故障时，电缆导体中通过的电流是长期允许载流量的几倍或几十倍，但短路时间很短，一般只有几秒或更短的时间。电缆装置情况及其周围的散热条件对于不同种类的电缆和不同的敷设条件其值是不同的。电压值 电力电缆的额定电压是以导体对地（金属屏蔽）之间的设计电U0和导体之间的设计电压U表示。电流追踪法浸渍剂在局部放电的作用下分解，放出气体，扩大气隙，产生离子撞击下一层纸带，
35、赶走纸带中所含的浸渍剂，游离放电穿过纸带继续向前发展，如下图（B）所示。电缆额定电压U0/U(kV)脉冲反射电压取样法(闪测法)是测试端发出一个直流高压(直闪法)或冲击高压(冲闪法)脉冲使故障点击穿，即发生闪络放电，该闪络则在电缆中产生一个电压跃变(即脉冲)，放电脉冲在测试端和放电点之间往返一次时间来测距，融入微电子技术在显示屏上直接读出。锡焊接头 120；第三节电缆线路的输送容量当电缆温度上升时，由于浸渍剂的体积膨胀系数大，铅套必然受到浸渍剂的膨胀压力而胀大。Y-PE聚乙烯护套x A(AC)2L电缆的种类、结构和特点由于桥臂电阻远小于故障电阻，所以大部分的压降发生在故障处。37电缆的故障探测
36、电缆故障测试步骤（1）首先确定电缆故障的性质。用兆欧表测得绝缘电阻值确定短路（接地）故障；用欧姆表测量直流电阻确定断线故障；直流耐压试验确定闪络性原障。（2）故障点的初步定位。一般使用电桥法和脉冲法，根据故障性质和测试设备的条件，确定使用一种或一种以上的方法。（3）电缆故障点的精确定位。一般使用感应法和声测法。其测试误差为：粗测3%，精测1m。38电缆的故障探测电缆故障探测流程方框图测出故障点故障定点测试击穿直流耐压试验测量电缆的直流电阻三相短路接地故障二相短路接地故障测试电缆绝缘电阻电缆故障的探测 1 0 0欧左右好一相接地故障坏合格无故障脉冲法测试低电阻接地故障高电阻接地故障 1 0 0
37、0欧极大断线 1 0 0 0欧电桥法测试烧穿法39电缆的故障探测电桥法电桥法电桥法是最早采用的方法，一直是测寻电缆故障的主要手段，对于低电阻接地和相间短路故障，十分适用而且精确度高。电桥法的原理接线如下图。电桥法测寻电缆故障的原理接线1-分流器；2故障点的接地电阻；A、C-桥臂电阻；E电池；G检流计上图可看出它需要有一个非故障导体和故障导体一起形成一个环。同时电源提供的电桥电流是通过故障电阻而返回的。由于桥臂电阻远小于故障电阻，所以大部分的压降发生在故障处。如果通过故障电阻的电流不小于5毫安，则电桥平衡时，即使调节电桥上最小一挡的电阻值检流计亦能有明显的指示。GCALxE1240电缆的故障探测
38、当电桥平衡时，故障的距离可由下式求得：xC(AC)2L如果将接在电桥上的两个电缆芯的端子互换位置后可得 x A(AC)2L上二式中：x故障点的距离；L电缆线路长度；A、C桥臂电阻。由于缆芯是构成电桥平衡时的一个桥臂，且故障的距离是基于电阻与回路长度成正比求得，因此，在实测中必须十分注意由于与回路串联的接触电阻和引线电阻引起的误差。41电缆的故障探测脉冲法脉冲法脉冲法分为低压脉冲法、脉冲电压法、脉冲电流法三种。低压脉冲法是利用发射脉冲和故障点反射脉冲的时间差来确定测距。Lx=1/2VT。适用范围为100K低电阻接地。此法有盲区，故障处不能太近。脉冲反射电压取样法(闪测法)是测试端发出一个直流高压
39、(直闪法)或冲击高压(冲闪法)脉冲使故障点击穿，即发生闪络放电，该闪络则在电缆中产生一个电压跃变(即脉冲)，放电脉冲在测试端和放电点之间往返一次时间来测距，融入微电子技术在显示屏上直接读出。但容易高压信号侵入测试仪器中。常用有DGC型、DGE型。脉冲电流法是通过一线性电流耦合器测量电缆击穿时产生的电流行波信号在测试端与故障点之间往反一次所需的时间来计算故障点距离。使测试简单，输出的脉冲电流波形更容易分辩。例T903型。脉冲法的基本工作原理就是在电缆芯上加一脉冲电压，在线路的一端通过分压装置或天线耦合接上示波器或数字式电子装置。以测量脉冲波在电缆内的传播和反射时间。然后根据波在电缆内部的传播速度
40、算出故障的距离。42电缆的故障探测很显然，由于L0和C0的数值与导体的结构尺寸和绝缘材料有一定的关系，因此V的数值不是一个常数。对于油浸纸绝缘电缆来说，它在150170米/微秒之间，通常取V=160米/微秒；对于聚乙烯电缆，则为170200米/微秒。交联聚乙烯电缆为V=172米/微秒、聚乙烯电缆为V=184米/微秒。为了确定准确的波速，在测寻故障之前可先在良好的电缆上测定脉冲波来回全线所需的时间。然后根据电缆的实际长度求出波速。则故障点的距离 Lx12V(t1t0)式中Lx-到故障点的距离；V-脉冲传播速度；t1-发出脉冲时间；t0到达脉冲时间。对于高电阻故障或闪络性故障，由于在低电压下，故障
41、点具有一定的绝缘能力，因此必须使用高的直流电压或冲击电压，使故障点放电形成短路电弧，从而在电缆内部产生一个类似矩形的振荡波，如下图所示。振荡波的周期T为：T4Lx/V微秒式中Lx-测试端至故障点之间的距离，米；V-振荡波沿电缆传播的速度，米/微秒。数字显示探测器可以放在首端，也可以放在末端。两者各有其特点，所测波形也不相同，末端的波形比较简单易于模数转换。43电缆的故障探测常用电缆电波传播速度参考值电缆绝缘材料波速(m/s)名称rr计算值推荐值油浸纸13.03.8154173160不滴流纸14.04.6140150144聚苯乙烯12.52.6186190184交联聚乙烯12.4194172聚氯
42、乙烯145134150142天然橡胶12.5190190乙丙橡胶12.2202200丁苯橡胶12.02.8179212195丁基橡胶12.319820044电缆的故障探测中外电缆故障测试仪主要产品对照表产地型号及名称测试方法价格性能日本电缆故障定位仪低压脉冲法直流闪络法30万元低阻和高阻故障德国80系列电缆故障定点仪低压脉冲法11万美元(含测试车)低阻故障M601直流闪络法28万元低阻和高阻故障美国电缆故障定点仪阻抗法18万元低阻故障PFL7000电缆故障测试定位系统弧反射法42万元高阻需“烧穿”中国西安华维HW2000型电缆故障智能测试仪低压脉冲法直流高压闪络法冲击高压闪络法9.8万元(含笔
43、记本)低阻和高阻故障泄漏性故障闪络性故障45电缆的故障探测音频法音频法音频法就是用一个音频信号发生器，将音频电流从电缆的一端送入，通过另一端的接地或故障点返回电源。音频电流沿电缆芯流过从而在电缆周围产生同样频率的交变磁场。利用感应线圈、放大器和听筒沿电缆线路在地面上收听，可以根据音量的变化情况，确定线路的位置和走向。如下图中当感应线圈的磁棒垂直于地面并位于被测电缆的正上边，即位置1时，感应最小，因此声音也最小。当线圈向左右两侧用音频法探测电缆线路位置的音量变化曲线电缆磁场 1 2 3探测线圈磁棒 音频电流磁场音量曲线 地面音量46电缆的故障探测声测法声测法声测法的试验接线如下图所示，图中可看出
44、它是利用高压直流对电容器充电，达到一定电压后经过球间隙向故障点放电。当故障点放电时，产生机械振动，如果在附近地面上用拾音器收听，可听到放电的声音。音响最大处即是实际故障点。电容器的容量一般约需1020微法，充电电压约为2030千伏。放电电流一般可控制在50毫安左右。声测法试验接线图1-高压变压器；2-整流器；3-电流表；4-保护电阻；5-电容器；6-球间隙；7-电缆 1 2 3 4 5 6 7以测量脉冲波在电缆内的传播和反射时间。2、常用电缆种类及适用范围2、测量泄漏电流和直流耐压试验电缆的长期允许载流量，这是指在允许的导线工作温度下和一定的环境温度下的允许通过电流。适用范围为100K低电阻接
45、地。铝芯油纸绝缘铅包钢带聚氯乙烯护套电缆，3芯120mm2，10KV，长度500m的电力电缆。脉冲电流法是通过一线性电流耦合器测量电缆击穿时产生的电流行波信号在测试端与故障点之间往反一次所需的时间来计算故障点距离。(5)按结构特征分有：统包型、分相型 等。油纸电缆的导体屏蔽材料一般用金属化纸带或半导电纸带。我们知道，纸带沿表面击穿强度只有垂直纸带方向的1/101/20左右，局部放电进一步发展将导致沿纸面的所谓移滑（树技）放电，如下图（C）所示。低压脉冲法是利用发射脉冲和故障点反射脉冲的时间差来确定测距。脉冲法分为低压脉冲法、脉冲电压法、脉冲电流法三种。610KV者为15%；PFL7000电缆故
46、障测试定位系统式中Lx-测试端至故障点之间的距离，米；对于纸绝缘电力电缆不采用交流耐压试验，而只做直流耐压试验，因为充油电缆因不产生气隙，而最高允许工作温度高；凡停役不满3个月的电力电缆线路，复役前应用兆欧表测量电缆的主绝缘电阻。2、电缆线路中有中间接头电缆故障的探测可分为：终端技术和追踪技术。47电缆的种类、结构和特点(3)屏蔽层：屏蔽层的作用：1.防止由电晕形成的损环；2.限制介质场进入电缆或导体绝缘内侧；3.给出对称的场强，平滑电压强度；4.减少感应电压；5.增加对人的安全性。6KV及以上的电缆一般都有导电屏蔽层和绝缘屏蔽层。导电屏蔽层的作用是消除导体表面的不光滑(多股导线绞合产生的尖端
47、)所引起导体表面电场强度的增加，使绝缘层和电缆导体有较好的接触。同样为了使绝缘层和金属护套有较好接触，一般在绝缘层外表面均包有外屏蔽层。油纸电缆的导体屏蔽材料一般用金属化纸带或半导电纸带。绝缘屏蔽层一般采用半导体电纸带。塑料、橡皮绝缘电缆的导体或绝缘屏蔽材料分别为半导电塑料和半导电橡皮。对无金属护套的塑料、橡胶电缆，在绝缘屏蔽外还包有屏蔽铜带或铜丝。48电缆的种类、结构和特点(4)保护层：保护电缆免受外界杂质和水分的侵入以及防止外力直接损坏电缆护套起保护绝缘层的作用。可分为铅包、铝包、铜包、不锈钢包和综合护套等。外护层一般起承受机械外力或拉力的作用，以免电缆受损。主要有钢带和钢丝两种2、常用电
48、缆种类及适用范围(1)不滴漏油浸纸带绝缘型电缆：统包型电缆,使用于10KV及以下电压等级结构如图1所示。(2)不滴漏油浸纸带绝缘分相型电缆：使用于2035KV电压等级,个别使用在66KV电压等级上,结构如图2所示。49电缆的种类、结构和特点(4)保护层：保护电缆免受外界杂质和水分的侵入以及防止外力直接损坏电缆护套起保护绝缘层的作用。可分为铅包、铝包、铜包、不锈钢包和综合护套等。外护层一般起承受机械外力或拉力的作用，以免电缆受损。主要有钢带和钢丝两种2、常用电缆种类及适用范围(1)不滴漏油浸纸带绝缘型电缆：统包型电缆,使用于10KV及以下电压等级结构如图1所示。(2)不滴漏油浸纸带绝缘分相型电缆
49、：使用于2035KV电压等级,个别使用在66KV电压等级上,结构如图2所示。50电缆电缆线路的输送容量的输送容量4、允许短路电流电缆线路发生短路故障时，电缆导体中通过的电流是长期允许载流量的几倍或几十倍，但短路时间很短，一般只有几秒或更短的时间。由短路电流所产生的损耗热量供导体发热、温度升高，由于时间短暂，绝缘层温度升高很少，因此规定当系统短路时，电缆导体的最高允许温度应不超过下列规定：1、电缆线路中无中间接头(正常运行温度按50计算)油浸纸绝缘电缆 10kV及以下铜导体250、铝导体200；2035kV175橡胶绝缘电缆 10kV及以下2002、电缆线路中有中间接头锡焊接头 120；压接接头
50、 150；电焊或气焊接头与无接头相同。51电缆电缆线路的输送容量的输送容量4、允许短路电流电缆线路发生短路故障时，电缆导体中通过的电流是长期允许载流量的几倍或几十倍，但短路时间很短，一般只有几秒或更短的时间。由短路电流所产生的损耗热量供导体发热、温度升高，由于时间短暂，绝缘层温度升高很少，因此规定当系统短路时，电缆导体的最高允许温度应不超过下列规定：1、电缆线路中无中间接头(正常运行温度按50计算)油浸纸绝缘电缆 10kV及以下铜导体250、铝导体200；2035kV175橡胶绝缘电缆 10kV及以下2002、电缆线路中有中间接头锡焊接头 120；压接接头 150；电焊或气焊接头与无接头相同。
