为了保证线路安全运行,电力电缆投入运行前必须进行交接验收试验,以避免机械损伤、安装工艺缺陷等问题引起运行故障损失;在电力电缆运行期间,也要定期进行预防性试验,以便及时发现故障隐患和潜伏性缺陷。在这些试验中,按照被试绝缘的危险程度分为非破坏性试验和破坏性试验两大类,前者因为施加的电压低于额定电压,不会损伤电缆的绝缘性能而被称为非破坏性试验,主要试验项目包括绝缘电阻测量、泄漏电流测量、介质损耗因数测量等;后者要在**工作电压条件下进行试验,可能引起绝缘损伤和破坏,故称之为破坏性试验,主要试验项目是直流耐压试验和交流耐压试验(采用变频谐振耐压试验装置)。虽然非破坏性试验能发现许多绝缘缺陷,但因为试验电压较低,某些局部缺陷还是不能够被检出,所以必须通过破坏性试验来进一步暴露这些缺陷。
直流耐压试验设备体积小、重量轻、操作简单、便于现场实施,同时早期的油浸纸绝缘电力电缆的绝缘结构为油和纸的组合,采用直流耐压试验不会因累积电荷而造成绝缘损伤,所以曾经很长一段时间作为现场的主要试验项目。武汉市合众电气变频谐振耐压试验装置。
但是直流耐压试验不合适用于XLPE电缆,因为它的绝缘结构是固体介质,这与油浸纸电缆绝缘结构迥异,在直流电场作用下容易储存和聚集空间电荷而形成“记忆效应”,需要很长时间才能完全释放出累积的电荷,而交接试验和预防性试验后都不大可能等待这么久再投运,这样很容易出现累积的电荷叠加在工频交流电压峰值上而击穿电缆:另一方面XLPE电缆中的“水树枝”(指水分浸入绝缘结构并在电场作用形成的树枝状物)在直流电压作用下会迅速转化为“电树枝”(指绝缘结构内部形成的树枝状放电通道),从而加速绝缘老化和引起电缆击穿故障。
交流耐压试验环境更接近实际运行环境,而且电场分布也与直流电压不同,交流电场由介电参数控制,直流电场由电阻率控制,这些特点决定了交流耐压试验是鉴定XLPE电缆更有效、更安全的方法。
经过多年研究和探索,交流耐压试验已形成工频耐压试验、变频耐压试验、**低频耐压试验和振荡波耐压试验四个系列。工频耐压试验是指采用试验电压频率为49~61Hz的交流电源进行耐压试验,根据设备原理又分为直接工频和工频串联谐振(调感式串联谐振)两种主要方法。变频耐压试验是指利用能够产生可变频率20~300Hz的交流电压装置进行耐压试验,主要方法为变频谐振耐压试验装置试验法。