朱春涛 周建伟 姚勇
国网江苏省电力有限公司镇江供电分公司 江苏省镇江市 212000
摘要：电缆线路交接试验通常指电力电缆线路安装完成后，为了验证安装质量对电缆线路开展的各种试验。对于具体的电缆线路的交接试验项目，主要采用GB50150—2016《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》中的规定。在实际应用中上述具体规定的一些条款出现了难以操作和不一致的地方，需要修正。对电力电缆线路交接试验中电缆绝缘电阻以及外护套和内衬层绝缘电阻试验进行了研究，旨在为相关人员提供参考。
关键词：电力电缆；交接试验；绝缘电阻；体积电阻率
引言
电线电缆是我国重点工业产品之一，它被广泛的应用在国民经济建设的很多领域。电线电缆的产品质量关系到国计民生和老百姓的生命健康财产安全。而导体直流电阻是表征电缆导电能力的重要指标之一。当导体直流电阻超过国家标准技术参数时，使用过程中，电流通过导体，就会加大线路上的损耗，使得电线电缆发热加重，从而加速包覆在导体外面的绝缘和护套材料的老化，严重时甚至会造成供电线路漏电、短路，引发火灾事故。导体直流电阻试验，便是考核电阻超标的一项重要试验。检验仅是依据国家产品标准，在生产中及生产完成后的成品进行的质量检测。产品质量属性是客观存在的，检验后仅是明示，不检验，也是客观存在的。
1 电缆绝缘电阻的概念
绝缘电阻是衡量一个部件或系统绝缘水平的指标，是判断绝缘状况的基本参数，与多种因素有关，包括材料(体积电阻率)、结构形状等，与温度、湿度等环境条件也有一定关系。绝缘电阻的单位是Ω。其中材料的影响主要是体积电阻率，它是绝缘材料的一个基本参数。国家标准GB/T31838.2[3]规定了不同固体材料体积电阻率的测量方法，体积电阻率的单位是Ω·m。通常PVC绝缘材料在20℃的体积电阻率大于1011Ω·m，而交联聚乙烯(XLPE)绝缘材料在20℃的体积电阻率要大于1014Ω·m。
2 绝缘电阻检测电路原理
2.1分压保护电路
在对电缆绝缘电阻测量时，需要将直流高压直接通过接插件加于被测电缆的两端。显然采集系统不可能直接将数百伏的高压作为输入信号，因此必须要设计一个测量回路，由精密电阻网络和其它相关元器件构成分压保护电路，使得测量回路输出的测试信号不会超出采样范围且起到保护电缆的效果。直流电压500V连接由三极管Q1和Q2构成的开关电路，开关电路可根据三极管Q2的基极A来控制500V通断，后续的R3、R4、R5组成分压电路，由运算放大器LM741构成滞回比较器，比较器输出端连5V稳压管D2使电路可以输出TTL电平，U2为两个交叉耦合或非门组成的RS触发器，RX为待测电缆。
2.2光电隔离电路绝缘电阻检测需要高压电源，其对后续的检测电路存在干扰。为了保证测量的准确性，需要将被测信号与检测电路隔离。采用线性光耦HCNR201来消除电路前后级的相互干扰。与目前常用隔离放大器相比较，光耦HCNR201具有高线性度和稳定的增益特性。其内部由一个高性能发光二极管LED和性能参数完全相同的两个光敏二极管PD1、PD2组成。其中分压保护电路的AD1与AD2分别单独连接Vin作为线性光耦的输入端，Vout为电压输出端，通过后续的电压采集电路得出电压值。
2.3外护套和内衬层电阻
GB50150—2016规定橡塑电力电缆外护套及内衬层绝缘电阻不应低于0.5MΩ/km。根据我国电力电缆的正常结构，具备在线路交接试验时测量外护套的电力电缆主要是额定电压110、220、500kV护套外有半导电结构的单芯电缆。而具备在线路交接试验时测量电缆内衬层(隔离套)的电缆主要是额定电压1～35kV的有铠装电力电缆。电缆护套和内衬层材料通常有聚氯乙烯、聚乙烯和阻燃聚烯烃。目前一般是在电缆线路安装完成后，使用手摇式兆欧表以及数字式兆欧表来测量电缆外护套以及内衬层(隔离套)的绝缘电阻，再根据线路长度计算得到需要考核的数值。
2.4电压采集电路
大多数单片机自带A/D转换器，但是转换精度不高，抗干扰能力较差。为了提高数据样精度，在单片机的基础上可以外扩电压采集电路。选用AD7606作为模数转换芯片来量光电隔离电路的输出电压Vout。AD7606为16位、8通道同步采样数模转换芯片，适作数据采集系统前端。
3 影响导体直流电阻的因素
3.1原材料的选择
选择优质的铜或铝为原材料。企业在原材料进厂时，把关不严未进行原材料性能测试或者存储不当造成材料的氧化，或选用低价的回收铜、杂质含量较高的铜，都势必会影响导体的载流量，造成导体直流电阻增大。
3.2生产工艺中的控制
电线电缆生产过程中，铜导体易氧化变色，这会大大影响导体载留质量。其次，生产时，拉丝工艺中的退火不良，绞线时张力太紧会导致导体拉细等情况，也会影响导体直流电阻的阻值。
4 分析与建议
4.1关于电缆绝缘电阻
由于在实践中对电缆绝缘电阻在耐压试验前后是否有明显变化存在争议，因此标准GB50150的条文解释中应该增加判定明显变化的适当规定或者在数据充分情况下规定一个合适的最低要求。标准GB50150—2016对直流电机绕组的绝缘电阻值规定为不低于0.5MΩ，悬式和支柱绝缘子的绝缘电阻值规定为不低于500MΩ。实际上由于电缆实际绝缘电阻绝对数值往往很大，建议可以对电缆交接试验的绝缘电阻明显变化解释为没有超过1个数量级的改变。
4.2保护元件调试
（1）检查保护装置的外观是否和图纸相符，检查焊接质量，检查设备的连接线等。（2）断开保护屏端口和外引入电缆回路，使用１０００Ｖ摇表测回路对地电阻，并进行耐压试验，保证逆变电源的输出电压稳定。（3）检验保护定值的输入、修改整定值是否正确，检查保护通信设备及通道满足各项技术参数要求，通信畅通，失电后再上电的保护功能正常。（4）在动作、不动作时，分别检查功能回路的输出和信号。
4.3关于外护套和内衬层电阻
由于理论上在其他条件不变时绝缘电阻与线路长度成反比，因此建议对电缆交接试验中电缆外护套以及内衬层(隔离套)的性能要求规定修改为：电力电缆外护套以及内衬层的绝缘电阻不应低于0.5MΩ·km。修改后的规定能够把电缆线路交接试验时线路长度的因素考虑在内，试验结果与判断值一致，不会造成矛盾。结束语
随着我国经济的快速增长以及工业化、城镇化进程的加快，人们对电线电缆的安全可靠的性能也越来越重视，只有生产企业生产者，提高产品质量意识、责任意识。同时，技术检验人员在生产中和出厂检验时，严格按相关国家标准或行业标准进行检验检测，才能提高电线电缆产品的导体直流电阻性能乃至整体质量，让老百姓放心使用。
参考文献：
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