进一步认识电力电缆的直流耐压测试
高压电缆绝缘系统直流测试已经作为标准测试很多年了，最初始于纸绝缘电缆。最重要的用途之一是测试纸绝缘铅套电缆系统，将电缆放置到正常运行电压之前应验证回路对操作工人是可以安全加电的。这种测试用直流电压可以充分做到。直流电压测试在寻找纸绝缘电缆总体问题中仍十分有效，也可以在周期性测试（维护性测试）做完之后作为验证性测试。要考虑的最重要的问题是“回路中还有别的绝缘形式（如交联聚乙烯电缆）的电缆么”？
由于系统已经增加了一些挤出绝缘电缆，直流测试依然用与纸绝缘电缆系统中相同的形式。不幸的是这种推断未经实际验证和研究。
研究表明直流测试对一些固定形式的缺陷无法有效测量，而且可能会造成已有水树的交联聚乙烯绝缘电缆的老化情况更为恶化。每当进行测试时，要对稳态直流电压在绝缘系统中产生的电场进行充分考虑，然而对于运行中的电缆，交流电也会由于电缆绝缘的介电常数（或电容）产生电场。理想状态下，绝缘均匀同一，直流和交流电场下电缆绝缘的稳态应力分布形式是一样的，结果也是相关的、具有可比性的。然而包含缺陷的绝缘部分与绝缘体的电导率和介电常数的假定值明显不同，直流下的应力分布与交流下的应力分布不再是对应的关系。电导率受温度的影响比介电常数受温度的影响大，直流电压与交流电压对应力分布会受温度和绝缘体内温度分布的影响。进一步讲，机械性故障是由一种又一种的绝缘缺陷引发的。这些机械故障反应与用电压测试不同，所以如果缺陷是气泡，那么交流情况下的故障会由局部放电引起，直流电压下发生的故障与交流情况相比不会有很高的局部放电重复率。在这些情况下直流电压测试不再很有效。然而，如果缺陷由于结构热效应引起故障，那么直流电压测试还是很有效的，例如，直流电压测试可以检测出蠕变界面是否存在杂质。
运行老化后的挤出绝缘电缆以当前推荐的电压水平进行直流电压测试可能导致电缆重新投运后发生故障。电缆如果保持运行状态没有进行直流测试的话，可能就不会发生前面说的故障进一步说，从Bach的文章中我们可以了解到，以推荐的电压水平，即使是固体绝缘中的普通缺陷也无法用直流电压测试检测出来。
对电缆系统的测试电压效果和风险进行工程评估后，可能会有人认为直流高压只适合特殊应用。如果是这样，直流电压测试的优点就是最简单、使用最方便。当用于挤出绝缘电缆中时诊断目的的测量值参考价值是有限的，但已经验证层压绝缘电缆的现场评估中直流电压测试结果非常好。
注：尽管直流电压测试不适用于带有缺陷或老化的交联聚乙烯电力电缆的绝缘耐压测试，但在单芯电缆外护套耐压试验，避雷器直流耐压试验中仍有着广泛的应用。1.直流电压测试的适用范围高压电缆绝缘系统直流测试已经作为标准测试很多年了，最初始于纸绝缘电缆。最重要的用途之一是测试纸绝缘铅套电缆系统，将电缆放置到正常运行电压之前应验证回路对操作工人是可以安全加电的。这种测试用直流电压可以充分做到。直流电压测试在寻找纸绝缘电缆总体问题中仍十分有效，也可以在周期性测试（维护性测试）做完之后作为验证性测试。要考虑的最重要的问题是“回路中还有别的绝缘形式（如交联聚乙烯电缆）的电缆么”？
由于系统已经增加了一些挤出绝缘电缆，直流测试依然用与纸绝缘电缆系统中相同的形式。不幸的是这种推断未经实际验证和研究。
研究表明直流测试对一些固定形式的缺陷无法有效测量，而且可能会造成已有水树的交联聚乙烯绝缘电缆的老化情况更为恶化。每当进行测试时，要对稳态直流电压在绝缘系统中产生的电场进行充分考虑，然而对于运行中的电缆，交流电也会由于电缆绝缘的介电常数（或电容）产生电场。理想状态下，绝缘均匀同一，直流和交流电场下电缆绝缘的稳态应力分布形式是一样的，结果也是相关的、具有可比性的。然而包含缺陷的绝缘部分与绝缘体的电导率和介电常数的假定值明显不同，直流下的应力分布与交流下的应力分布不再是对应的关系。电导率受温度的影响比介电常数受温度的影响大，直流电压与交流电压对应力分布会受温度和绝缘体内温度分布的影响。进一步讲，机械性故障是由一种又一种的绝缘缺陷引发的。这些机械故障反应与用电压测试不同，所以如果缺陷是气泡，那么交流情况下的故障会由局部放电引起，直流电压下发生的故障与交流情况相比不会有很高的局部放电重复率。在这些情况下直流电压测试不再很有效。然而，如果缺陷由于结构热效应引起故障，那么直流电压测试还是很有效的，例如，直流电压测试可以检测出蠕变界面是否存在杂质。
运行老化后的挤出绝缘电缆以当前推荐的电压水平进行直流电压测试可能导致电缆重新投运后发生故障。电缆如果保持运行状态没有进行直流测试的话，可能就不会发生前面说的故障进一步说，从Bach的文章中我们可以了解到，以推荐的电压水平，即使是固体绝缘中的普通缺陷也无法用直流电压测试检测出来。
对电缆系统的测试电压效果和风险进行工程评估后，可能会有人认为直流高压只适合特殊应用。如果是这样，直流电压测试的优点就是最简单、使用最方便。当用于挤出绝缘电缆中时诊断目的的测量值参考价值是有限的，但已经验证层压绝缘电缆的现场评估中直流电压测试结果非常好。
注：尽管直流电压测试不适用于带有缺陷或老化的交联聚乙烯电力电缆的绝缘耐压测试，但在单芯电缆外护套耐压试验，避雷器直流耐压试验中仍有着广泛的应用。
2.直流电压测试特点
2.1简介
层压绝缘电缆系统中应用直流电压测试已有一段历史。高电压情况下它应用于挤出绝缘电缆系统的测试在讨论中相关的信息参见参考文献[6]。
本小节讨论直流电压测试合理性，包括各种直流电压现场测试的优缺点简介。直流电压测试主要分为两大类，利用电压等级分：低压直流测试（LVDC）涵盖5kV及以下电压水平，高压直流测试（HVDC）涵盖5kV以上的电压水平。
用直流电压源测试要求只有直流电导电流，没有电容充电电流。这会很大程度上减小测试设备的尺寸和重量。
2.2低压直流测试
用于产生测试电压的设备以商用绝缘电阻测试仪为代表。有一些还可提供一定范围的可变电压。
应用前面介绍的测试电压一段指定的时间。可选用一个以上的电压等级并在多个时间段记录读数将测试优化。
这些测试设备可在规定时间内测试电缆系统绝缘电阻。IEEE400—1991中涵盖了对结果的说明，利用电阻的变化作为测试进度的指标。极化指数值可以通过记录1min之后到l0min之后的电阻变化率获得。
绝缘电缆工程师协会（ICEA）在它的应用发布中提供绝缘电阻值。
2.3高压直流测试
通常测试所需电压由交流电整流得到。通过调节输入交流电压获得不同的输出电压。测试中输入电缆系统的输出电流可以在高压直流测试中测得，或由输入交流电的变化率得到。在后一种情况下，测试设备漏电会影响测试电流和结果的说明。
使用中要应用前面介绍的测试电压一段指定的时间：参考文献［2］提供了测试电压选择和层压绝缘电缆系统的测试时间指南。
下面三类测试可以用此装置测试
2.3.1直流耐压测试
前面给定的电缆用于规定的持续时间。如果没有击穿发生视作电缆系统是可靠的。
2.3.2泄漏电流——时间测试
给定电压下总的表面泄漏输出电流记录成一个时间函数。不同时间的泄漏电流值（并非其独立的值）可作为电缆系统的诊断信息。
2.3.3阶跃电压或泄漏电流增量测试
将电压以小步长逐渐增加，期间记录稳态泄漏电流值，直到到达测试电压最大值，或电压电流关系呈现明显非线性。与线性状态的偏差可以指示出绝缘缺陷。
2.4优缺点
2.4.1优点
•与交流相比，测试设备相对简单轻便，便于运输。
•输入功率很容易达到。
•层压绝缘电缆系统有大量的成功测试的历史和完善的数据库。
•当电或热问题触发故障装置时很有效。
•千伏级输出电压的测试设备与非直流测试设备相比购买成本大体较低。
2.4.2缺点
•对一些形式的缺陷无效，如一些干净的空隙和切痕。
•低频交流电压下可能不会很好地复现应力分布。
•应力分布对温度和湿度分布很灵敏。
•可能会导致不被期望的空间电荷出现，尤其是水树电缆和附件/电缆绝缘界面处。
•对有水树的挤包绝缘电缆的长期性能可能产生不利影响。
•可能会用到相对较高的电压，从而导致电缆受损。
