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摘 要：为减少电缆故障修复时间，减少运行电缆突发故障，提高电缆故障测寻工作安全性，通过在电缆故障测寻设备上加装手动触发式微安电流表，测试电缆的泄漏电流情况，能够节省工作程序，提高工作安全性和工作效率。同时，可收集第一手运行资料，合理安排消缺，降低电缆运行故障突发率。
关键词：泄漏电流；直流耐压试验；手动；微安电流表
0 引言
近年来，随着城市建设的进一步发展，用电量进一步加大，早期投入运行的电缆接近更换周期以及大规模城市建设开挖作业的影响，电力电缆故障率越来越高。现在使用的电缆故障测寻设备中，无微安电流表，导致电缆故障测寻程序复杂，安全性降低，故障测寻时间长，给用户的生产生活造成了一定程度的不便。通过故障设备上加装微安电流表可以提高电缆故障测寻工作安全性，提高工作效率，节省工作时間。
1 电力电缆直流耐压试验法
进行直流耐压试验的目的旨在检测电缆的耐电强度，它能有效地发现绝缘介质中的气泡、机械损伤等局部缺陷，因为在直流电压下绝缘介质在被试品中只流过很小的泄漏电流，电压将按电阻成正比分布；而在交流电压下，往往流过较大的电容电流，电压按电容成反比分布。所以对同一绝缘介质而言。采用直流耐压方式比交流耐压可以施加更高的电压，能在更高的电压等级下考查电缆的绝缘强度，也就能更有效地发现绝缘缺陷。
对于交流耐压试验而言， 由于电缆的电容很大，其无功损耗需要很大的功率，也就需要大功率的设备。这种设备受制造工艺限制，太大、太重、太贵，故对电缆很难做交流耐压试验。因此电力电缆多采用直流耐压试验法。
但据各地电缆运行资料显示，仅靠直流耐压试验往往难以有效发现缺陷并确保安全运行，因此人们要将各种试验方法所得的数据进行综合判断，且不断开发新的有效的试验方法。
2 电缆的泄漏电流
2.1泄漏电流
泄漏电流实际上就是电气线路或设备在没有故障和施加电压的作用下，流经绝缘部分的电流。因此，它是衡量电器绝缘性好坏的重要标志之一。测量电缆泄漏电流的原理与测量绝缘电阻基本相同，测量绝缘电阻实际上也是一种泄漏电流，只不过是以电阻形式表示出来的。
2.2电缆的泄漏电流
通常情况下，电缆的泄露电流是在直流耐压试验中测得的。一般来说，直流耐压试验对于暴露介质中的气泡和机械损伤等局部缺陷等比较灵敏，而电缆泄漏电流则能够反映电缆绝缘整体受潮与整体劣化情况。
就电缆的泄漏电流而言，重要的不是泄漏电流数值的大小，要重视的是，此泄漏电流随时间是否增长，电流值是否有突跳（如图1中的Ⅱ及Ⅲ段等）[1]
图1 泄漏电流随时间的变化
3 电缆的故障
3.1 电缆故障的分类
电缆的故障性质，可分为以下五类：
1、接地故障
电缆一芯或数芯与大地发生故障，称为接地故障。当电缆绝缘由于各种原因被击穿后，通常发生此类故障。此类故障可分为低阻接地故障和高阻接地故障。
2、短路故障
电缆两芯或三芯短路而发生的故障，称为短路故障。
3、断线故障
电缆各芯绝缘良好，但有一芯或数芯导体不连续。
4、闪络性故障
这类故障大多在预防性耐压试验时发生，并多出现于电缆中间接头或终端头内。发生这类故障时，故障现象不一定相同。有时在接近所要求的试验电压时击穿，然后又恢复，有时会连续击穿，但频率不稳定，间隔时间数秒至分钟不等。
有时电缆在一定电场上发生击穿，待绝缘恢复后击穿现象像完全停止，通常称这类故障为封闭性故障。
5、混合性故障。
同时具有上述两种或两种以上的故障称为混合性故障。
3.2 电缆故障的测寻方法
电缆发生故障以后，必须首先确定故障的性质，然后才能确定用何种方法进行故障的测寻。所谓确定故障的性质，就是指确定故障电阻是高阻还是低阻；是闪络还是封闭性故障；是接地、短路、断线，还是它们的组合；是单相、两相，还是三相故障。通常可以根据故障发生时出现的现象，初步判断故障的性质。第二步，就是根据故障性质确定故障测寻方法。电缆故障的测寻方法主要有回路电桥平衡法、低压脉冲反射法、闪络法三种。实际工作中，闪络法测量电缆故障因不必经过高阻烧低过程，缩短电缆故障测寻时间，应用较多。第三步，精确定点。电缆故障的定点方法主要有两种：感应法、声测法。尤其以声测法应用较为广泛。
4手动触发式微安电流表在故障设备中的实际应用
在实际运行工作中，当电缆因故退出运行，变电站运行人员会要求对电缆进行试验，以保可以安全恢复供电。对于单相接地信号线路故障，由于许多线路为电缆线路和架空线路混合输电线路，并不能确定是否为电缆故障。另外，用户内部电器设备也经常发生单相接地故障。因此，电缆运行人员在进行故障排查时，通常既要带上试验设备也要带上故障设备。
到达现场后，电缆运行人员首先要对电缆进行直流耐压试验，以确定电缆绝缘情况是否良好。如果电缆存在故障，则要加故障设备对电缆故障进行测寻。此时，就要先对试验设备进行放电撤离，再接上故障设备。工作量增大，工作程序增多，不利于人身安全。
目前，我们所使用的故障设备中的直流高压发生器也可以实现试验设备对电缆加压的作用。但故障设备中没有配备微安电流表。其调压器上只有一块安倍电流表，其设计的主要考量是电缆发生故障时，对电缆施加电压，当故障点发生击穿，会产生很大的电流，使用微安电流表很容易超量程烧坏电流表。针对实际工作中遇到的这些问题，综合考量，如果可以在故障设备上加装微安电流表来测试电缆的泄漏电流情况，就可以省去试验设备，同时又可以监测电缆的泄漏电流，节省了工作程序，提高了工作安全性和工作效率，可谓一举两得。 根据工作中的这种需要，特设计手动触发式微安电流表如图2所示。
图2 手动触发式微安电流表外观
图2中，微安表底部黑色絕缘圆环即为微安表的手动触发开关，当拉动黑色圆环时，内部微动开关接通，微安表指针摆动。之所以设计成手动触发式是因为很多电缆都是老旧电缆，难免发生绝缘老化，电缆进水绝缘受潮等现象，在加直流高压时泄漏电流较大，经常超量程，导致试微安电流表烧坏。手动触发式微安电流表就可以有效避免这种现象。其内部接线如图3所示。
图3手动触发式微安电流表内部接线图
故障设备上的微安电流表测电缆泄漏电流接线原理如图4所示。
图4 微安电流表在故障设备中接线原理图
S1、S2—开关；T1—调压器； K—脱扣线圈；
T2—高压试验变压器； R—限流保护电阻；
V—高压硅堆
将微安电流表串联在故障设备高压发生器与电缆之间，如果电缆存在故障发生击穿，电流急剧增大，则调压器上电流表指针剧烈摆动，此时即可判定电缆该相存在故障。若该电缆不发生击穿，电流表指针无变化，此时拉动微安电流表触动开关线，即可测量该相泄漏电流，从而判断该相绝缘情况。
手动触发式微安电流表现场实际接线情况如图5-1，图5-2所示。
图5-1 手动触发微安电流表
在故障设备上实际接线图
图5-2 手动触发微安电流表
在故障设备上实际接线图
在测得电缆的泄漏电流后，就可以根据泄漏电流的情况来判断电缆是否可以投入运行。虽然，泄漏电流只作为判断绝缘状况的参考，不作为决定是否能投入运行的标准。但是当电缆的泄漏电流具有下列情况之一者，电缆绝缘可能有缺陷，应记入运行记录，加强监测，必要时找出缺陷部位，并予以处理：
1、泄漏电流很不稳定，时而升高时而降低。若这种不稳定不是由于试验电源电压波动而引起，偏差≤±20%时，可能是电缆电缆内部有微小空隙引起，应记入运行记录，隔半年后进行监视。
2、泄漏电流随试验时间延长有上升现象。这种情况应记入运行记录，加强监视。
3、泄漏电流随试验电压升高急剧上升。这种缺陷不能投入运行，一般应人为加高压击穿后找出故障点，并进行抢修。
4、试验中测得的泄漏电流值与其他试验方法所得的数据进行综合判断，就可以对该电缆的绝缘情况进行评估，积累第一手运行资料。表1为交联聚乙烯绝缘电缆的建议判据举例（日本）[1]，供大家参考。
电
压
等
级/kV 直流泄露试验/kV 交流
tanδ
试验/kV
每级加压30s 最后加10min
6.6 2，4，9 10 1，3，5
判断
标准 参数 泄漏
电流 突
跳 电流值随
时间变化 tanδ
μA
a <0.1 无 下降 <0.1%
b 0.1～1.0 0.1%～5%
c >1 有 上升 >5%
综合
判断 “良”：全为a；“要注意”：除a及c以外；
“不良”：有c时，宜考虑耐压试验
表1交联聚乙烯绝缘电缆的建议判据举例（日本）
5 小结
综合以上讨论，通过在故障设备上加装手动触发式微安电流表既可以避免电子微安表容易烧表的缺点，避免产生设备损失。同时，可以提高电缆抢修工作的工作效率，缩短故障修复时间，同时提高工作安全性。另外，通过对电缆泄漏电流的监测可以及时掌握运行电缆的绝缘整体情况，收集第一手运行资料，以便合理安排消缺，降低故障突发率。也可以为运行电缆的绝缘状况提供基础资料。
参 考 文 献
[1] 王伟，郑健康.交联聚乙烯绝缘电力电缆技术基础[M].西安：西北工业大学出版社，2011.
作者简介：
王高策，1984—，男，本科，助工，西安供电公司电缆运检室，主要从事电力电缆运行技术研究。盖 净，1984—，女，本科，助工，西安供电公司电缆运检室，主要从事电力电缆运行技术研究。
关键词：泄漏电流；直流耐压试验；手动；微安电流表
0 引言
近年来，随着城市建设的进一步发展，用电量进一步加大，早期投入运行的电缆接近更换周期以及大规模城市建设开挖作业的影响，电力电缆故障率越来越高。现在使用的电缆故障测寻设备中，无微安电流表，导致电缆故障测寻程序复杂，安全性降低，故障测寻时间长，给用户的生产生活造成了一定程度的不便。通过故障设备上加装微安电流表可以提高电缆故障测寻工作安全性，提高工作效率，节省工作时間。
1 电力电缆直流耐压试验法
进行直流耐压试验的目的旨在检测电缆的耐电强度，它能有效地发现绝缘介质中的气泡、机械损伤等局部缺陷，因为在直流电压下绝缘介质在被试品中只流过很小的泄漏电流，电压将按电阻成正比分布；而在交流电压下，往往流过较大的电容电流，电压按电容成反比分布。所以对同一绝缘介质而言。采用直流耐压方式比交流耐压可以施加更高的电压，能在更高的电压等级下考查电缆的绝缘强度，也就能更有效地发现绝缘缺陷。
对于交流耐压试验而言， 由于电缆的电容很大，其无功损耗需要很大的功率，也就需要大功率的设备。这种设备受制造工艺限制，太大、太重、太贵，故对电缆很难做交流耐压试验。因此电力电缆多采用直流耐压试验法。
但据各地电缆运行资料显示，仅靠直流耐压试验往往难以有效发现缺陷并确保安全运行，因此人们要将各种试验方法所得的数据进行综合判断，且不断开发新的有效的试验方法。
2 电缆的泄漏电流
2.1泄漏电流
泄漏电流实际上就是电气线路或设备在没有故障和施加电压的作用下，流经绝缘部分的电流。因此，它是衡量电器绝缘性好坏的重要标志之一。测量电缆泄漏电流的原理与测量绝缘电阻基本相同，测量绝缘电阻实际上也是一种泄漏电流，只不过是以电阻形式表示出来的。
2.2电缆的泄漏电流
通常情况下，电缆的泄露电流是在直流耐压试验中测得的。一般来说，直流耐压试验对于暴露介质中的气泡和机械损伤等局部缺陷等比较灵敏，而电缆泄漏电流则能够反映电缆绝缘整体受潮与整体劣化情况。
就电缆的泄漏电流而言，重要的不是泄漏电流数值的大小，要重视的是，此泄漏电流随时间是否增长，电流值是否有突跳（如图1中的Ⅱ及Ⅲ段等）[1]
图1 泄漏电流随时间的变化
3 电缆的故障
3.1 电缆故障的分类
电缆的故障性质，可分为以下五类：
1、接地故障
电缆一芯或数芯与大地发生故障，称为接地故障。当电缆绝缘由于各种原因被击穿后，通常发生此类故障。此类故障可分为低阻接地故障和高阻接地故障。
2、短路故障
电缆两芯或三芯短路而发生的故障，称为短路故障。
3、断线故障
电缆各芯绝缘良好，但有一芯或数芯导体不连续。
4、闪络性故障
这类故障大多在预防性耐压试验时发生，并多出现于电缆中间接头或终端头内。发生这类故障时，故障现象不一定相同。有时在接近所要求的试验电压时击穿，然后又恢复，有时会连续击穿，但频率不稳定，间隔时间数秒至分钟不等。
有时电缆在一定电场上发生击穿，待绝缘恢复后击穿现象像完全停止，通常称这类故障为封闭性故障。
5、混合性故障。
同时具有上述两种或两种以上的故障称为混合性故障。
3.2 电缆故障的测寻方法
电缆发生故障以后，必须首先确定故障的性质，然后才能确定用何种方法进行故障的测寻。所谓确定故障的性质，就是指确定故障电阻是高阻还是低阻；是闪络还是封闭性故障；是接地、短路、断线，还是它们的组合；是单相、两相，还是三相故障。通常可以根据故障发生时出现的现象，初步判断故障的性质。第二步，就是根据故障性质确定故障测寻方法。电缆故障的测寻方法主要有回路电桥平衡法、低压脉冲反射法、闪络法三种。实际工作中，闪络法测量电缆故障因不必经过高阻烧低过程，缩短电缆故障测寻时间，应用较多。第三步，精确定点。电缆故障的定点方法主要有两种：感应法、声测法。尤其以声测法应用较为广泛。
4手动触发式微安电流表在故障设备中的实际应用
在实际运行工作中，当电缆因故退出运行，变电站运行人员会要求对电缆进行试验，以保可以安全恢复供电。对于单相接地信号线路故障，由于许多线路为电缆线路和架空线路混合输电线路，并不能确定是否为电缆故障。另外，用户内部电器设备也经常发生单相接地故障。因此，电缆运行人员在进行故障排查时，通常既要带上试验设备也要带上故障设备。
到达现场后，电缆运行人员首先要对电缆进行直流耐压试验，以确定电缆绝缘情况是否良好。如果电缆存在故障，则要加故障设备对电缆故障进行测寻。此时，就要先对试验设备进行放电撤离，再接上故障设备。工作量增大，工作程序增多，不利于人身安全。
目前，我们所使用的故障设备中的直流高压发生器也可以实现试验设备对电缆加压的作用。但故障设备中没有配备微安电流表。其调压器上只有一块安倍电流表，其设计的主要考量是电缆发生故障时，对电缆施加电压，当故障点发生击穿，会产生很大的电流，使用微安电流表很容易超量程烧坏电流表。针对实际工作中遇到的这些问题，综合考量，如果可以在故障设备上加装微安电流表来测试电缆的泄漏电流情况，就可以省去试验设备，同时又可以监测电缆的泄漏电流，节省了工作程序，提高了工作安全性和工作效率，可谓一举两得。 根据工作中的这种需要，特设计手动触发式微安电流表如图2所示。
图2 手动触发式微安电流表外观
图2中，微安表底部黑色絕缘圆环即为微安表的手动触发开关，当拉动黑色圆环时，内部微动开关接通，微安表指针摆动。之所以设计成手动触发式是因为很多电缆都是老旧电缆，难免发生绝缘老化，电缆进水绝缘受潮等现象，在加直流高压时泄漏电流较大，经常超量程，导致试微安电流表烧坏。手动触发式微安电流表就可以有效避免这种现象。其内部接线如图3所示。
图3手动触发式微安电流表内部接线图
故障设备上的微安电流表测电缆泄漏电流接线原理如图4所示。
图4 微安电流表在故障设备中接线原理图
S1、S2—开关；T1—调压器； K—脱扣线圈；
T2—高压试验变压器； R—限流保护电阻；
V—高压硅堆
将微安电流表串联在故障设备高压发生器与电缆之间，如果电缆存在故障发生击穿，电流急剧增大，则调压器上电流表指针剧烈摆动，此时即可判定电缆该相存在故障。若该电缆不发生击穿，电流表指针无变化，此时拉动微安电流表触动开关线，即可测量该相泄漏电流，从而判断该相绝缘情况。
手动触发式微安电流表现场实际接线情况如图5-1，图5-2所示。
图5-1 手动触发微安电流表
在故障设备上实际接线图
图5-2 手动触发微安电流表
在故障设备上实际接线图
在测得电缆的泄漏电流后，就可以根据泄漏电流的情况来判断电缆是否可以投入运行。虽然，泄漏电流只作为判断绝缘状况的参考，不作为决定是否能投入运行的标准。但是当电缆的泄漏电流具有下列情况之一者，电缆绝缘可能有缺陷，应记入运行记录，加强监测，必要时找出缺陷部位，并予以处理：
1、泄漏电流很不稳定，时而升高时而降低。若这种不稳定不是由于试验电源电压波动而引起，偏差≤±20%时，可能是电缆电缆内部有微小空隙引起，应记入运行记录，隔半年后进行监视。
2、泄漏电流随试验时间延长有上升现象。这种情况应记入运行记录，加强监视。
3、泄漏电流随试验电压升高急剧上升。这种缺陷不能投入运行，一般应人为加高压击穿后找出故障点，并进行抢修。
4、试验中测得的泄漏电流值与其他试验方法所得的数据进行综合判断，就可以对该电缆的绝缘情况进行评估，积累第一手运行资料。表1为交联聚乙烯绝缘电缆的建议判据举例（日本）[1]，供大家参考。
电
压
等
级/kV 直流泄露试验/kV 交流
tanδ
试验/kV
每级加压30s 最后加10min
6.6 2，4，9 10 1，3，5
判断
标准 参数 泄漏
电流 突
跳 电流值随
时间变化 tanδ
μA
a <0.1 无 下降 <0.1%
b 0.1～1.0 0.1%～5%
c >1 有 上升 >5%
综合
判断 “良”：全为a；“要注意”：除a及c以外；
“不良”：有c时，宜考虑耐压试验
表1交联聚乙烯绝缘电缆的建议判据举例（日本）
5 小结
综合以上讨论，通过在故障设备上加装手动触发式微安电流表既可以避免电子微安表容易烧表的缺点，避免产生设备损失。同时，可以提高电缆抢修工作的工作效率，缩短故障修复时间，同时提高工作安全性。另外，通过对电缆泄漏电流的监测可以及时掌握运行电缆的绝缘整体情况，收集第一手运行资料，以便合理安排消缺，降低故障突发率。也可以为运行电缆的绝缘状况提供基础资料。
参 考 文 献
[1] 王伟，郑健康.交联聚乙烯绝缘电力电缆技术基础[M].西安：西北工业大学出版社，2011.
作者简介：
王高策，1984—，男，本科，助工，西安供电公司电缆运检室，主要从事电力电缆运行技术研究。盖 净，1984—，女，本科，助工，西安供电公司电缆运检室，主要从事电力电缆运行技术研究。