任務四 低壓電力電纜的絕緣測量

一、教學目標

1.掌握電纜的基本知識；

2.掌握低壓電力電纜絕緣搖測的方法。

二、所需設備、工具及耗材

三、相關實踐性知識介紹

（一）電力電纜

1.電線與電纜的區別

電線一般是用于承載電流的導電金屬線材，有實心的、絞合的或箔片編織的等各種形式，按絕緣狀況分為裸電線和絕緣電線兩大類。

電纜是由一根或多根相互絕緣的導電線芯置于密封護套中構成的絕緣導線。其外可加保護覆蓋層，電力電纜在電力系統主干線中用以傳輸和分配電能或傳送電信號，控制電纜從電力系統的配電點把電能直接傳輸到各種用電設備器具的電源連接線路。它與普通電線的差別主要是電纜尺寸較大、結構較復雜等。

電線與電纜的區別在于電線的尺寸一般較小、結構較為簡單，但有時也將電纜歸入廣義的電線之列。

2.絕緣強度及絕緣電阻

（1）絕緣強度

絕緣物質在電場中，當電場強度增大到某一極限時就會被擊穿，這個導致絕緣擊穿的電場強度稱為絕緣強度。

（2）絕緣電阻

絕緣電阻是反映電線電纜產品絕緣特性的主要指標，它反映了電線電纜產品承受電擊穿或熱擊穿能力的大小，與絕緣的介質損耗以及絕緣材料在工作狀態下的逐步劣化等均存在著極為密切的關系。產品的絕緣電阻主要取決于所選用的絕緣材料，但工藝水平對絕緣電阻的影響很大，因此測定絕緣電阻是監督材料質量和工藝水平的一種方法。測定絕緣電阻可以發現工藝的缺陷，同時也是研究絕緣材料的品質和特性、研究絕緣結構以及產品在各種運行條件下的使用性能等方面的重要手段，對于已投入運行的產品，絕緣電阻是判斷產品品質變化的重要依據之一。絕緣電阻測量準確與否直接影響產品品質的判定，因此要注重絕緣電阻的測量問題。

3.電纜線路的優缺點

1）優點：一般埋設于土壤中或敷設于室內、溝道、隧道中，線間絕緣距離小，不用桿塔，占地少，基本不占地上空間，不受地面建筑物影響；地下敷設，人們不易觸及，安全性能好；受氣候條件和周圍環境影響小，風雨、雷電、鳥害對電纜的危害小，傳輸性能穩定，可靠性高；可跨越河流，可水下敷設；具有向超高壓、大容量發展的更為有利的條件，如低溫、超導電力電纜等；分布電容較大；維護工作量少；電擊可能性小。

2）缺點：成本高，投資大；敷設后不易改動，分支麻煩，故障檢測復雜。

4.電力電纜的基本結構

（1）電纜線芯

其導體要有好的導電性，以減少輸電時線路上電能的損耗。通常由多股銅絞線或鋁絞線制成。根據導體的芯數，可分為單芯、雙芯、三芯和四芯電纜，導體線芯相互絕緣。

（2）絕緣層

其作用是將線芯導體和保護層相隔離，必須具有良好的絕緣性能和耐熱性能。油浸紙絕緣電纜以油浸紙作為絕緣層，塑料電纜以聚氯乙烯或交聯聚乙烯作為絕緣層。

圖2-4-1 電力電纜的基本結構

a）三相統包層 b）分相鉛包層

1—導線 2—相絕緣 3—紙絕緣層 4—鉛護套 5—麻襯 6—鋼帶鎧裝層 7—麻被層 8—鋼絲鎧裝層 9—填充物

（3）保護層

保護層分內保護層和外保護層。內保護層直接用來保護絕緣層，常用的材料有鉛、鋁和塑料等。外保護層用以防止內護層受到機械損傷和腐蝕，通常為鋼絲或鋼帶構成的鎧裝層，外覆瀝青，麻被或塑料護套。

5.電力電纜的分類

（1）按電壓等級分

低壓電纜（1kV及以下），中壓電纜（3、6、l0、35kV），高壓電纜（60kV及以上）。

（2）按電纜導電線芯截面積（mm²）分

2.5，4，6，10，16，25，35，50，70，95，120，150，185，240，300，400，500，625，800。

（3）按電纜芯數分

單芯、雙芯、三芯、四芯。

（4）按傳輸電能的形式分

直流電纜和交流電纜。

（5）按特殊需求分

輸送大容量電能的電纜、阻燃電纜和光纖復合電纜等。

（6）按電纜絕緣材料和結構分

油浸紙絕緣電纜、聚氯乙烯絕緣電纜（簡稱塑力電纜）、交聯聚乙烯絕緣電纜（簡稱交聯電纜）、橡皮絕緣電纜、高壓充油電纜等。

6.電纜的型號規則

7.電纜的連接

將兩段電纜連接起來，使之成為一條線路，就需要利用中間接頭。電纜的起端和終端，要與其他導體或電氣設備連接，就要利用電纜終端頭。

電纜頭包括中間接頭和終端頭。是電纜線路的薄弱環節。大部分故障就發生在電纜頭。

對電纜頭的要求：可靠密封；耐壓強度不低于電纜本身的耐壓強度；有足夠的機械強度；體積小，結構簡單。

（1）中間接頭的連接

電纜中間接頭的連接必須采用專用的接頭盒。常用的有環氧樹脂接頭盒和生鐵接頭盒兩種，外形如圖2-4-2所示。

圖2-4-2 電纜中間的接頭盒

a）環氧樹脂接頭盒 b）生鐵接頭盒

油浸紙絕緣電力電纜采用環氧樹脂接頭盒進行中間接頭的方法：

①剝削電纜端頭。

②連接芯線

（2）恢復絕緣層

（3）安裝環氧樹脂中間接頭模具

裝模具前，應先在模具內壁涂一層硅油脫模劑，兩端包上塑料帶，以防環氧樹脂滲出，最后裝上模具。裝模具時，應將三根芯線放在模具中間，芯線之間保護對稱的距離。

（4）澆注環氧樹脂

將環氧樹脂從模具澆注口一次澆入，不可間斷，澆滿為止。約半小時后，環氧樹脂干固，即可脫去殼模。

（5）焊接地線

用裸銅導線將中間接線盒兩端的金屬外皮焊成一體。如果直埋地下，則應在接頭表面涂一層瀝青，并在環氧樹脂和電纜鉛包銜接處，用塑料帶包纏四層，一邊包纏，一邊涂上瀝青。

圖2-4-3 電纜終端盒

a）、c）戶內電纜終端盒 b）、d）戶外電纜終端盒

（6）電纜終端的連接（見圖2-4-3）

8.電纜的敷設方式

（1）直埋敷設（見圖2-4-4）

電纜直敷施工容易，造價小，散熱好，但易受腐蝕和機械損傷，檢修不方便，一般用于根數不多的地方。

（2）隧道敷設（見圖2-4-5）

隧道敷設檢修維護方便，能容納較多的電纜，但造價高，用料多，一般用于多電纜的配電裝置中。

圖2-4-4 電纜直埋敷設

圖2-4-5 電纜隧道敷設

（3）纜溝敷設（見圖2-4-6）

電纜溝有室內電纜溝、室外電纜溝和廠區電纜溝之分。纜溝敷設造價小，占地少，能容納較多的電纜，但檢修維護不方便，一般用于電纜更換少的地方。

圖2-4-6 電纜纜溝敷設

a）室內電纜溝 b）室外電纜溝 c）廠區電纜溝

（4）架空敷設

架空敷設是指沿墻、梁或柱用支架或吊架架空敷設電纜。架空敷設的結構簡單，易于處理電纜和其他管線的交叉問題，但容易受熱力管道的影響。

（5）管道敷設

穿過墻壁、樓板、道路、鐵路、引出建筑物的電纜應加管道進行敷設，從電纜溝道引出至電桿或墻面的電纜，距地面2m以下的一段應加管保護，室內各種電纜有可能受到機械損傷或操作人員容易觸及的部位應加保護管。

（6）敷設電纜時應注意的問題

1）電纜應埋設在建筑物的散水以外。電纜敷設在建筑物附近時，電纜外皮與建筑物基礎的距離不應小于0.6m（原則是考慮電纜施工時不受建筑物的阻礙，也不影響建筑物的結構）。

2）電纜和道路、鐵路交叉處應加管保護，保護管應伸出路基兩側各1m。

3）非鎧裝電纜不準直接埋設。

4）穿電纜用的缸瓦管、混凝土管、陶瓷管的最小內徑不應小于100mm。

5）每根電纜應單獨穿入一根管內，但是交流單芯電力電纜不得單獨穿入鋼管內。

6）凡有金屬外皮的電纜，其金屬外皮和鎧裝層應可靠接地或接零。

7）直埋地下的電力電纜，電纜的埋設深度不應小于0.7m，通過農田時埋設深度不小于1.2m。電纜周圍應鋪以100mm的細土，在電纜上方100mm處蓋上混凝土保護板，其寬度應超出電纜直徑兩側各50mm。其地面上應設置明顯的方位標志或標樁（每50～100m設一個）標樁高出地面150～200mm。

8）電纜埋地時應呈蛇形，防止地面變形使電纜受到拉伸。

9）多條電纜同溝敷設或相互交叉時，電纜外皮間的距離應符合以下要求：

①電力電纜相互間或與控制電纜間的最小凈距：10kV及以下為0.1m，10kV以上為0.25m；不同部門使用的電纜（包括通信電纜）相互間為0.5m，如用電纜隔板隔開時，可降為0.1m，穿入管中不作規定。

②電纜相互交叉時的最小凈距為0.5m。電纜在交叉點前后1m范圍內，如用隔板隔開時，上述距離可降為0.25m，穿入管內時不作規定。

③電纜平行或交叉時要保持一定距離是考慮以下幾個原因：

檢修電纜時，若鄰近電纜距離太近容易造成機械外傷。為了防止電纜在運行時發生故障而將臨近電纜燒壞，因此電纜間應保持適當的距離；電纜間距離太近不容易散熱，因而影響電纜的載流量；若電纜相互靠近或交叉不能保持一定距離而相互接觸時，則容易產生“交流電蝕”。

10）電纜與地下管道接近和交叉時，電纜與管道間的凈距不應小于以下規定：

①電纜與熱力管道接近時的最小凈距為2m，如用隔板隔開時為1m。

②電纜與可燃氣體和易燃液體管道接近時的最小凈距為1m。

③電纜與其他管道接近時的最小凈距為0.5m。

④電纜與各種管道交叉時的最小凈距為0.5m。

⑤禁止將電纜平行敷設在管道的上方或下方。

9.電纜的敷設方法

（1）人工敷設

人工敷設適用于規格較小和線路較短的電纜敷設。

（2）機械牽引敷設

機械牽引敷設是將電纜線盤固定在電纜溝的一端，在電纜溝的溝底每隔1.5～2m放一副滾輪，在電纜溝的另一端加放牽引設備。

10.電力電纜的投入運行

1）新電纜投入運行前，必須經過驗收檢查合格（包括搖測絕緣電阻值），并辦理驗收手續后方可投入運行。

2）停電超過一周但不滿一個月的電纜，重新投入運行前，應搖測絕緣電阻值，與上次試驗記錄比較（換算到同一溫度下），不得降低30%，否則需做直流耐壓試驗。如果停電超過一個月但不超過一年，則必須做直流耐壓試驗，試驗電壓可按預防性試驗標準的一半。

3）重作終端頭、中間接頭必須核對相位，并測絕緣電阻，作耐壓試驗，全部合格后允許恢復運行。

11.電力電纜試驗

1）新電纜敷設前應做絕緣耐壓試驗；安裝竣工后和投入運行前也應做交接試驗；

2）接于電力系統的主進線電纜及重要電纜應每年進行一次預防性試驗；其他電纜一般每1～3年試驗一次。預防性試驗宜在夏、秋季土壤中水分飽和時進行。

3）新敷設的帶有中間接頭的電纜線路，在投入運行3個月后，應進行預防性試驗，以后按試驗周期進行。

12.電纜線路維護與檢修

電力電纜線路和其他電氣設備一樣，必須經常加以檢修和維護。檢修的周期應按照規程規定執行，檢修項目由根據巡視和試驗結果加以確定。一般的維護工作每年至少進行一次。

（二）低壓電力電纜絕緣搖測

1.兆歐表的選用及檢查

選表：應使用1000V的兆歐表。

用前檢查：

（1）外觀檢查

表殼應完好無損；表針應自由擺動；接線端子應齊全完好；表線應是單根軟銅線，且完好無損，其長度一般不應超過5m。

（2）開路試驗

將一條表線接在兆歐表的“E”端，另一條接在“L”端。兩條線分開，置于絕緣物上，兆歐表放置平穩，搖動搖把達到120r/min，表針應穩定指在“∞”為合格。

（3）短路試驗

開路試驗做完后，將兩條線短路，搖動搖把（開始要慢）到120r/min，表針應穩定指在“0”為合格。

2.測量方法及步驟（以測A相對地絕緣為例）

1）將電力電纜退出運行，驗電、放電（先各線芯對地，然后相間，電纜越長，放電時間越長，直到看不出火花或聽不到放電聲為止），拆除電纜兩端的設備或線路。

停電：必須把各方面的電源切斷，且至少有一個明顯的斷開點（如隔離開關）。停電順序：先停負載，再斷開斷路器，最后斷開隔離開關。當斷路器兩側均有隔離開關時，在斷開斷路器后，先斷開負載側的隔離開關，最后斷開電源側隔離開關。嚴禁帶負載斷開隔離開關。

驗電：用合格的驗電器（電壓等級、經試驗合格、試驗期限有效），高壓驗電必須帶絕緣手套。同桿架設的多層電力線路進行驗電時，先驗低壓，后驗高壓；先驗下層，后驗上層。

放電：包括相對地放電和相間放電。相間放電可接220V燈泡，放電不徹底時再用導線直接連接放電。三芯電纜相間放電三次，四芯電纜相間放電六次。

2）將B、C相及其他相短接接地并與兆歐表的E端連接（電纜的鎧裝層已經接地）。

3）兆歐表的G端用軟裸導線在電纜被測相（A）的最外層絕緣皮上繞3～5圈。

4）L端測量線用絕緣件夾持，交一人手持絕緣桿并懸空。

5）將表水平置于平穩牢固的地方（以免在搖動時因抖動和傾斜產生測量誤差），另外一人以120r/min的速度均勻搖表，待指針穩定后，用絕緣桿持兆歐表的L端觸及A相。

圖2-4-7 用兆歐表

測量低壓電力電纜相對地絕緣電阻的接線方式

6）待指針穩定后讀數。

7）測量完畢后，應先撤兆歐表的L端，再停止搖表。

8）將A相放電。

9）其他相依次。

3.合格值的判定

各線芯對地絕緣電阻不應小于10MΩ，且與上次測量值相比無明顯下降。

4.安全注意事項

1）測量前應對電纜進行放電、接地，以保證安全。

2）將兆歐表放平穩。

3）電纜終端頭套管表面應擦干凈，“屏蔽線”G應接好。

4）兆歐表的L端不應拖在地上。

5）搖把應以額定轉速搖動，不要時快時慢。

6）要堅持“先搖后測，先撤后停”的原則，以防止由于被測物（電容）積聚的電荷反饋放電而損壞兆歐表。

7）測量完畢或需要重復測量時，須將電纜放電、接地，接地時間一般不少于1min。

8）試驗報表上除記錄絕緣電阻值外，還要記錄測量時的溫度及相對濕度。

9）搖動手柄應由慢至快，若發現指針為零，說明被測絕緣物可能發生了短路，這時不能繼續搖動手柄，以防表內線圈發熱損壞。

四、習題

（一）判斷題

1.用兆歐表測量電纜的絕緣電阻時，儀表G端應當空著。（ ）

2.用兆歐表測量電纜的絕緣電阻時，儀表G端的測試線應當纏接在被測電纜線芯絕緣的表面。（ ）

3.用兆歐表測量電纜的絕緣電阻時，儀表G端的測試線應當接地。（ ）

4.用兆歐表測量電纜的絕緣電阻時，儀表G端的測試線應當接被測導體。（ ）

5.直埋電纜必須選擇帶鎧裝層及外護層的電纜。（ ）

6.當沒有四芯電纜時，可采用帶金屬鎧裝層的或金屬護套的三芯電纜外加一根導線的敷設方式。（ ）

（二）選擇題

1.兆歐表有“L”、“E”和“G”三個端鈕。其中“G”端鈕的測試線在測電纜時應（ ）。

A.作機械調零 B.作接地保護

C.接被測線芯的絕緣D.接被測導體

2.搖測低電壓電力電纜的絕緣電阻時所采用的兆歐表的額定電壓應為（ ）V。

A.2500 B.1000 C.500 D.250

3.直埋電纜的最小埋設深度一般為（ ）m。

A.0.6 B.0.7 C.1 D.2

4.直埋電纜溝底電纜上、下應鋪設厚（ ）mm的沙或軟土。

A.50 B.100 C.150 D.200

5.直埋電纜直線段每（ ）m應設置明顯的方位標志或標樁。

A.50～100 B.100～150 C.150～250 D.200～250

6.電纜標樁應高出地面（ ）mm。

A.50～100 B.150～200 C.300～400 D.500

7.銅芯電纜與鋁芯電纜的連接應采用（ ）。

A.銅芯和鋁芯直接纏繞連接 B.銅芯鍍錫后與鋁芯綁線連接

C.銅制線夾壓接 D.專用的銅鋁連接管壓接

8.驗電應由近到遠逐相進行，對于現場既有高壓裝置也有低壓裝置者，應該（ ）。

A.先驗高壓，后驗低壓 B.先驗低壓，后驗高壓

C.無先后順序要求 D.同時驗高壓和低壓

（三）問答題

1.搖測低壓電纜的絕緣電阻時，兆歐表的選用和檢查工作有哪些？

2.請描述搖測低壓電力電纜的方法步驟及判斷合格值的標準。

3.在搖測低壓電纜的絕緣電阻時有哪些安全注意事項？