10kV 电缆作为电力系统中输配电的核心设备,其绝缘性能直接决定供电可靠性。耐压试验是检测电缆绝缘是否存在缺陷(如局部破损、老化、气隙等)的关键手段,需严格遵循《电力设备预防性试验规程》(DL/T 596-2021)、《额定电压 1kV(Um=1.2kV)到 35kV(Um=40.5kV)挤包绝缘电力电缆及附件》(GB/T 12706.1-2020)等标准,核心分为出厂试验、交接试验、预防性试验三类场景,具体方法及要求如下:
一、试验前准备:确保安全与数据准确性
试验前需排除外部干扰,避免误判,核心准备工作包括:
设备与环境检查
电缆状态:确认电缆已敷设完成(交接试验)或停运(预防性试验),终端头、中间接头安装规范,无机械损伤;摇测绝缘电阻(用 2500V 兆欧表),10kV 电缆绝缘电阻通常需≥100MΩ(温度 20℃时),且吸收比(R60/R15)≥1.3,若绝缘电阻过低,需先排查受潮或破损。
试验环境:环境温度≥0℃、相对湿度≤80%,避免在雨天、雾天进行;试验区域设置安全围栏及警示标识,无关人员禁止入内。
试验设备选型根据电缆类型(油纸绝缘、挤包绝缘)选择试验电源,10kV 电缆常用设备如下:
设备类型
适用场景
核心参数要求
工频耐压试验装置 油纸绝缘电缆、短距离挤包绝缘电缆 输出电压 0-30kV 可调,容量≥5kVA
变频串联谐振装置 长距离(≥500m)挤包绝缘电缆 谐振频率 30-300Hz,输出电压 0-30kV,满足 “电压 / 电流” 稳定输出
直流耐压试验装置 老旧油纸绝缘电缆(逐步淘汰) 输出电压 0-60kV,波纹系数≤5%
二、核心试验方法:按电缆类型选择
10kV 电缆绝缘材质不同,耐压试验原理及参数差异显著,需针对性选择方法,挤包绝缘电缆(如 XLPE 交联聚乙烯绝缘)为当前主流,优先采用工频或变频串联谐振耐压;油纸绝缘电缆逐步被替代,可采用直流耐压。
1. 工频耐压试验(推荐,挤包绝缘电缆首选)
原理:
施加与电缆额定工作电压频率(50Hz)一致的正弦交流高压,模拟实际运行工况,更易暴露绝缘中的 “局部放电” 缺陷(如气隙击穿、杂质电离),试验结果更贴合实际运行可靠性。
试验步骤:
接线:将试验装置高压端接电缆一端(如 A 相),另一端(及其他未试相、金属屏蔽层、铠装层)可靠接地;确认接地线截面积≥25mm²,接地电阻≤4Ω。
升压:采用 “分级升压” 方式,避免冲击电压损坏绝缘:
第一阶段:升至试验电压的 50%(约 15kV,10kV 电缆工频试验电压通常为 30kV),停留 1min,观察有无击穿、闪络;
第二阶段:均匀升压至额定试验电压(30kV),停留 1min,期间监测泄漏电流(应稳定无突变,通常≤10μA);
第三阶段:均匀降压至 0,切断电源,对电缆充分放电(放电时间≥5min,使用专用放电棒)。
重复:依次完成 A、B、C 三相试验,每相试验间隔需对电缆充分放电。
合格判定:
试验过程中无击穿、闪络现象;
泄漏电流稳定(无明显上升或波动);
试验后摇测绝缘电阻,数值无显著下降(与试验前差值≤10%)。
2. 变频串联谐振耐压试验(长距离挤包绝缘电缆首选)
原理:
长距离(≥500m)电缆电容较大,工频耐压装置容量不足时,通过 “变频电源 + 励磁变压器 + 电抗器 + 电容分压器” 组成串联谐振回路,利用谐振时 “电压放大、电流补偿” 特性,以较小容量设备输出满足要求的试验电压,避免试验设备过载。
关键参数与步骤:
谐振频率:需控制在 30-300Hz(避免电缆绝缘在低频下产生 “局部过热”,高频下击穿场强下降);
试验电压:同工频耐压,10kV 电缆为 30kV,试验时间 1min;
步骤:先调节频率使回路谐振(此时分压器电压最高、励磁电流最小),再分级升压至试验电压,停留 1min 后降压放电,流程与工频耐压一致。
优势:
对试验设备容量要求低(如 1km 10kV XLPE 电缆,谐振装置容量仅需 2-3kVA,工频装置需 10kVA 以上);
试验电压波形更接近正弦波,对电缆绝缘损伤小。
3. 直流耐压试验(老旧油纸绝缘电缆适用,挤包绝缘电缆慎用)
原理:
施加直流高压,通过测量泄漏电流判断绝缘状况(油纸绝缘中,缺陷处泄漏电流会显著增大);但挤包绝缘(XLPE)对直流电压敏感—— 直流电压会在绝缘内部积累 “空间电荷”,试验后残留电荷可能导致运行时局部场强升高,加速绝缘老化,因此 GB/T 12706.1-2020 明确不推荐挤包绝缘电缆采用直流耐压。
试验参数与步骤:
试验电压:10kV 油纸绝缘电缆直流试验电压为 50kV(2.5 倍额定电压);
升压与停留:分 4-6 级升压,每级停留 1min 并记录泄漏电流,升至 50kV 后停留 5min;
合格判定:泄漏电流无明显增长(相邻两级差值≤50%),且各相泄漏电流差异≤20%;试验后无击穿、闪络。