在高壓下測(cè)試電纜有助于確定是否存在濕氣、助焊劑或可能已經(jīng)滲透到絕緣體或連接器后殼破損處的污染物，并確保電線之間的絕緣體能夠承受高于正常工作電壓的臨時(shí)電壓偏移，而不會(huì)分解。高壓測(cè)試的結(jié)果通常顯示電線之間的絕緣電阻在數(shù)百兆歐或更高。要求 5 吉?dú)W絕緣電阻的測(cè)試規(guī)范并不少見。

許多高可靠性電纜包括圍繞所有導(dǎo)體的編織屏蔽層。屏蔽層防止外部電干擾耦合到內(nèi)部導(dǎo)體上的信號(hào)，并阻止可能由內(nèi)部導(dǎo)體上的正常信號(hào)產(chǎn)生的電噪聲輻射到環(huán)境中。然而，屏蔽電纜使高壓測(cè)試復(fù)雜化，因?yàn)槠帘蜗鄬?duì)于內(nèi)部導(dǎo)體的電容大大增加。由于與電線相比，屏蔽層的表面積大得多，因此屏蔽層和導(dǎo)體之間的電容成比例增加。電容會(huì)隨著電纜長(zhǎng)度的增加而進(jìn)一步增加。

圖 1：帶屏蔽的 5 芯電纜的橫截面視圖。

隨著電容的增加，帶電屏蔽層存儲(chǔ)的能量也會(huì)增加到可能對(duì)操作員造成危害的水平，并且如果發(fā)生絕緣擊穿，可能會(huì)因電弧加熱而損壞電纜的絕緣層。請(qǐng)注意，存儲(chǔ)在電容器中的能量直接隨電容和電壓的平方而增加：E = ? CV2。

許多測(cè)試規(guī)范要求屏蔽層作為附加導(dǎo)體參與高壓測(cè)試。下面的語句來自一個(gè)典型的規(guī)范：在屏蔽層和導(dǎo)體之間施加 500 Vdc的測(cè)試電位時(shí)，組件應(yīng)表現(xiàn)出不小于500 MΩ 的絕緣電阻。

自動(dòng)高壓測(cè)試設(shè)備將向一根導(dǎo)體施加直流電壓，而所有其他導(dǎo)體保持零伏。通常，對(duì)于每根電線，電壓會(huì)逐漸升高，保持“駐留時(shí)間”，并在對(duì)該電線的測(cè)試完成后逐漸下降。對(duì)電纜中的每個(gè)導(dǎo)體重復(fù)此過程，例如，五芯電纜，上升-暫停-下降循環(huán)將重復(fù)五次，每次都在連續(xù)的電線上。通過這個(gè)過程，一根電線的絕緣實(shí)際上被測(cè)試了兩次，一次是當(dāng)電線本身接收到高電壓（+ 到 - 電線絕緣層的極性）時(shí)，另一次是當(dāng)同一根電線保持零伏而另一根電線稍后接收電壓時(shí)測(cè)試（– 到第一根電線上的 + 極性）。

當(dāng)我們?cè)跍y(cè)試中包括屏蔽層時(shí)，它只是電纜中的另一根“電線”，并遵循相同的過程。在這種情況下，當(dāng)所有其他電線都為零伏時(shí)向屏蔽層施加電壓時(shí)，屏蔽層會(huì)容納更多的電荷比在屏蔽層為零伏的任何一根電線上施加電壓時(shí)。隨著屏蔽層上電荷的增加，屏蔽層中存儲(chǔ)的能量比電線中存儲(chǔ)的能量多得多，并且通過絕緣擊穿或人體接觸引起的無意放電將導(dǎo)致相當(dāng)大的電流流動(dòng)。反過來，這可能會(huì)熔化絕緣層中的針孔，導(dǎo)致電纜損壞和無法使用，或者更糟的是，如果放電是由人體接觸引起的，則會(huì)對(duì)操作員造成危險(xiǎn)的電擊危險(xiǎn)。在達(dá)到測(cè)試電壓之前，即使是在 upramp 上對(duì)屏蔽充電的行為也可能超過測(cè)試儀的跳閘電流（表示擊穿的預(yù)設(shè)電流限制）。

電線絕緣中使用的典型聚合物塑料可防止電流在任何方向上與電場(chǎng)矢量一樣好地流動(dòng)。那么，我們將看到，在任意兩根導(dǎo)線之間，無論我們向?qū)Ь€ A 施加高電壓，同時(shí)將導(dǎo)線 B 保持在零伏，還是相反，絕緣都以相同的漏電阻起作用。由于屏蔽層被視為導(dǎo)體，通常會(huì)在兩個(gè)方向上進(jìn)行測(cè)試，因此我們可以通過不向屏蔽層施加高壓來避免針孔絕緣損壞和觸電的風(fēng)險(xiǎn)增加，同時(shí)仍然向帶屏蔽層的每根電線施加高壓在測(cè)試期間保持在零伏。這樣做絕不會(huì)降低測(cè)試的有效性。

參考前面給出的測(cè)試規(guī)范，在導(dǎo)體和屏蔽層之間施加 500 Vdc 測(cè)試絕緣，就像在屏蔽層和導(dǎo)體之間施加它一樣。因此，通過僅在導(dǎo)體和屏蔽層之間進(jìn)行測(cè)試，我們消除了與向屏蔽層施加電壓相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)。

在CAMI Research 制造的CableEye 測(cè)試儀中，任何導(dǎo)體都可以在測(cè)試期間通過簡(jiǎn)單地在“HiPot Enable”列中表示來抑制高壓。在此屏幕截圖中，我們展示了如何抑制施加到屏蔽層的高壓：

即使我們不向屏蔽層施加電壓，屏蔽電纜在高壓測(cè)試時(shí)仍可能會(huì)出現(xiàn)問題，因?yàn)殡S著電纜長(zhǎng)度的增加，導(dǎo)體本身會(huì)存儲(chǔ)越來越多的電荷。通常，在這種情況下，上升期間的充電電流可能接近或超過正常跳閘電流。通過降低斜坡率來對(duì)此進(jìn)行補(bǔ)償，以便瞬時(shí)充電電流永遠(yuǎn)不會(huì)達(dá)到跳閘電流。這顯示了它是如何使用CableEye測(cè)試儀完成的。在此屏幕截圖中，我們將升壓從 5000 V/s 降低到 1200 V/s：

圖 3：控制升溫速率

一些電纜有多組屏蔽線組合成一個(gè)束，例如屏蔽雙絞線，或編織成一根電纜的同軸導(dǎo)體束。當(dāng)內(nèi)部屏蔽組合在一起并施加高壓時(shí)，電容問題變得更加嚴(yán)重。此外，報(bào)告的泄漏是總和并聯(lián)屏蔽母線和它們屏蔽的電線之間的所有泄漏。這個(gè)總和很可能會(huì)超過允許的泄漏，并導(dǎo)致計(jì)算出的絕緣電阻太低，從而導(dǎo)致測(cè)試失敗，尤其是在有大量屏蔽組合在一起的情況下。平均泄漏當(dāng)然是分組中泄漏的總和除以分組中的導(dǎo)體數(shù)量。屏蔽層包含的電線越多，泄漏（正常）越大，并且該組的總絕緣電阻越低。

由于上述原因，只要在高壓下測(cè)試其他電線時(shí)屏蔽層保持在零伏，就不需要向屏蔽層導(dǎo)體施加電壓來準(zhǔn)確測(cè)試絕緣電阻。當(dāng)所有屏蔽層的高壓都被抑制時(shí)，電纜不會(huì)因不必要的漏電疊加而發(fā)生故障。

編輯：黃飛