南方入秋后的一个阴雨天,某工业园区10kV电缆线路竣工耐压试验现场。试验班组用0.1Hz超低频高压发生器对一段三芯XLPE电缆做耐压,升压到17kV左右,泄漏电流显示屏上的数字开始来回晃——不是缓慢漂移,是跟着电压极性周期性地起伏,正半周偏大、负半周偏小,峰值差能到十几微安。现场负责人第一反应是仪器不稳,刚送回来做过超低频高压发生器维修校准,怎么又出问题了?

先排除仪器本身:自校准和短路验证

碰到泄漏电流波动,第一步永远是先确认设备有没有问题。现场人员把高压输出端直接短路接地,开启仪器的空载自校程序,输出电压调至20kV,观察泄漏电流显示。仪器显示的电流值稳定在1μA以内,没有周期性波动。这说明高压发生回路和电流采样回路本身是稳的。

接着换了一根备用高压测试线重新接线,线尾悬空做空载试验,泄漏电流也很稳。测试线绝缘有问题的可能也排除了。

仪器没问题、线没问题,那问题就出在试品侧。但电缆是新敷设的,出厂试验报告齐全,怎么会出这种奇怪的波动?

三芯分别加压:两芯正常一芯异常

这段电缆是三芯的,当时做的是A相对B、C及地的耐压。为了缩小范围,试验班组决定把三相分开,每一相单独做。结果A相和C相单独加压时,泄漏电流都比较平稳,大概3~5μA/km;唯独B相,一加压电流就开始上下跳,波形看起来跟正弦波的整流半波似的。

这个细节很关键。如果是电缆本体绝缘有缺陷,泄漏电流应该是整体偏大或者随时间缓慢上升,不会呈现极性相关的周期性波动。极性相关的泄漏,多半出在表面——表面半导电层或污秽层的泄漏电流,方向跟电压极性有关,正负半周不对称时就会看到明显波动。

目光锁定到了B相的电缆终端头上。

终端头拆开:里面全是凝露

拆开B相户外终端的雨裙,大家都愣了——终端表面附着一层薄薄的水雾,伞裙缝隙里还有细小的水珠。这段电缆终端是三天前制作的,之后一直放在户外没通电,连着几天下雨,湿气从末端密封不严的地方慢慢渗了进去。

表面受潮以后,电缆终端外绝缘的表面电阻下降,电压正半周时,电荷在表面积累形成一定的极化效应,泄漏电流偏小;负半周极性翻转,表面电荷重新分布,瞬间电流偏大。反映到仪器上,就是泄漏电流跟着电压频率一上一下地波动。0.1Hz频率低,半个周期就是5秒,肉眼看得特别清楚。

找到原因就好办了。用干净的无毛布蘸无水乙醇,把终端表面从头到尾仔细擦了两遍,再用热风枪低温档均匀吹干,重新包裹好。

复测:电流稳稳降到3μA

处理完B相终端再升压,17kV下泄漏电流稳稳地停在3.2μA左右,几乎看不到波动。继续升到试验电压21.75kV,保持60分钟,电流缓慢下降到2.8μA,完全符合规程要求的≤100μA/km的参考范围。

A相和C相顺便也拆开检查了一下,表面虽然没B相那么严重,但也有轻微潮气,同样擦拭干燥处理。三相全部复测合格,试验数据前后一致。

回头看:三个容易忽略的坑

这次排查走了几个来回,有三点值得记下来。第一,VLF试验中泄漏电流出现周期性波动,尤其是跟电压极性同步的波动,先查电缆终端和接头的表面状态,别上来就怀疑仪器坏了。第二,新制作的电缆终端如果在户外放置超过两天又碰到阴雨天,试验前最好检查一下终端表面有没有凝露受潮,特别是南方地区。第三,三芯电缆做耐压时建议分相单独试验,不仅能发现问题相,还能通过对比快速定位是整体还是局部的问题。

如果确实排除了试品和接线问题,仪器自身的电流采样或高压输出纹波也有可能导致数据不稳,那就需要找专业机构做超低频高压发生器维修和校准。更多现场故障排查思路,也可以参考电缆故障测试仪常见故障分析一文。

⚠️ 安全提示:超低频耐压试验属于高压试验,须由持证专业人员执行,试验区域设安全围栏,升压前确认人员全部撤离。