电缆的绝缘并非纯粹的绝缘体,其内部和表面均有少量束缚很弱的离子或自由离子,当绝缘层加上直流电压后,沿绝缘表面和内部均有微弱的电流通过,对应这两种电流的电阻被称为表面绝缘电阻和体积绝缘电阻。一般在不加特别说明时的绝缘电阻均指体积绝缘电阻。
电缆绝缘体被加上直流电压后,其内部的电流有:充电电流、不可逆吸收电流、可逆吸收电流和电导电流四种。四种电流随加压时间的变化规律如图2-3-1所示。
1.充电电流
充电电流是由介质极化而产生的电流,实际上就是以电缆导体和外电极(金属护套或屏蔽层)作为一对电极,构成一个电容器的充电电流。该电流在初加电压时,较大,其数值由所构成电容器的电容量大小决定,随加压时间按指数规律很快衰减,一般在数毫秒内即可消失。
2.不可逆吸收电流
不可逆吸收电流是由绝缘体内部的电解电导而产生,约经过数秒钟衰减至零。
3.可逆吸收电流
可逆吸收电流是绝缘材料的位移电流,在施加电压的瞬间达到最大值,然后慢慢趋向于位移稳定,可逆吸收电流约经数十秒至数分钟后趋于消失。
4.电导电流
电导电流是绝缘材料中自由离子及混杂的导电杂质所产生,与施加电压的时间无关。在电场强度不太高时符合欧姆定律,其值决定于介质在直流电场内的电导率,且随温度的增高而快速增加。电导电流又称泄漏电流,它的大小反映了绝缘质量的优劣。严格地讲,只有恒定的电导电流所对应的电阻才是体积绝缘电阻,它是测试的主要对象。所谓绝缘电阻试验,就是通过仪器测量出与时间无关的电导电流,并将这一电流用绝缘电阻(MΩ)来表示。当绝缘体受潮、脏污或开裂以后,由于绝缘体内自由离子增加,电导电流剧增,绝缘电阻值下降,所以通过测量绝缘电阻值的大小,可以初步了解绝缘的情况。
如上所述,绝缘电阻是反映电力电缆绝缘特性的重要指标,它与电缆能够承受电或热击穿的能力、绝缘层中的介质损耗和绝缘材料在工作状态下的逐步劣化等存在着极为密切的相互依赖关系。因此,测量绝缘电阻的试验就成为检查电缆绝缘情况最简单的方法,而绝缘电阻值是判断其性能变化的重要依据之一。
测试电缆绝缘电阻的方法一般有三种:直流比较法、高阻计法和兆欧表法。在施工与维护中,应用最多的是兆欧表法。下面将着重介绍兆欧表的使用方法与注意事项。兆欧表又称摇表、梅格表等,其计量单位为MΩ。兆欧表具有操作简便、快速灵活、便于携带等优点,但测量精度不高(1~1.5级),当对测试精度要求较高时,可选用数字式高阻仪。对于绝缘电阻较高的被试物,应选择测试电压较高的兆欧表,在电缆绝缘电阻测试中规定:对于电缆主绝缘,额定电压为0.6/1kV电缆用1000V兆欧表,0.6/1kV以上电缆用2500V兆欧表(6/6kV及以上电缆也可用5000V兆欧表);对于电缆内衬层绝缘电阻和电缆外护套绝缘电阻,均采用500V兆欧表。