VLF CR-28/CR-20低频电缆耐压测试系统在35kV电缆试验中的应用

根据中国电力企业联合会《2024-2025年全国电网设备运行可靠性分析报告》，2025年我国35kV配网电缆年平均故障率达0.63次/百公里·年，其中绝缘缺陷引发的故障占比超过68%，因预防性试验漏判、误判导致的非计划停电事件占35kV配网停电总量的22.7%【1】。针对35kV电缆预防性试验的技术痛点，VLF（超低频）低频耐压技术凭借与工频试验等效性高、设备便携性强等优势，已成为当前35kV电缆耐压测试的主流技术路线，其中CR-28、CR-20系列超低频耐压测试系统是该技术路线下的代表性设备。

一、行业背景与市场需求

35kV电缆是我国配网主干网架、工业园区供电、新能源并网场景的核心输电载体，其运行可靠性直接影响区域供电稳定性和新能源消纳能力。根据*能源局《2025年全国配电网建设改造投资计划》，2025年全国配网总投资达3800亿元，其中35kV网架升级改造投资占比达21%，截至2025年底，全国35kV电缆存量运行长度已突破120万公里，年新增长度超过15万公里【2】。

按照《电力设备预防性试验规程》（DL/T 596-2021）要求，35kV运行电缆每3~6年需开展一次耐压试验，新建电缆竣工验收必须通过耐压测试，仅2025年全国35kV电缆耐压测试的市场需求*超过120万次。传统35kV电缆耐压测试技术存在明显短板：直流耐压试验会在XLPE绝缘内部积累空间电荷，诱发运行过程中的绝缘击穿，DL/T 596-2021已明确不推荐其用于10kV及以上XLPE电缆试验；工频串联谐振耐压试验等效性高，但设备总重量通常超过200kg，需特种车辆转运，试验准备时间长达2小时以上，无法适配长距离配网电缆、山区线路、海上风电等场景的测试需求。

在此背景下，体积小、重量轻、试验等效性符合标准要求的VLF低频耐压设备市场需求快速释放，成为电力检测设备领域的重要增长赛道。

二、核心技术原理与概念解析

VLF低频耐压测试是指采用频率为0.1Hz~1Hz的交流电压开展的电缆耐压试验，其核心原理是容性负载的工作电流与电压频率成正比，0.1Hz频率下的容性电流仅为工频（50Hz）的1/500，可大幅降低测试设备的输出功率需求，实现设备的小型化、便携化。目前主流VLF设备的输出波形分为正弦波与余弦方波两类，CR-28、CR-20系列采用的是余弦方波输出技术，符合《高电压测试设备通用技术条件 第6部分：超低频高压发生器》（DL/T 846.6-2018）与IEC 60060-3:2018的相关要求，与工频耐压的缺陷检出等效性达92%【3】。

CR-20、CR-28的核心参数符合35kV电缆试验的标准要求：CR-20额定输出峰值电压为20kV，额定带载电容为6μF，可满足10kV及以下电压等级电缆的全电压试验需求，也可作为35kV电缆状态评估的辅助测试设备；CR-28额定输出峰值电压为28kV，额定带载电容为8μF，单台可满足10kV电缆全电压试验要求，两台串级使用时*高输出电压可达84kV，可满足35kV 26/35kV等级电缆的3U0标准试验电压要求。

按照DL/T 596-2021的规定，35kV XLPE电缆采用0.1Hz余弦方波开展低频耐压试验的判据为：施加3U0试验电压持续15min未发生击穿则判定为合格，若同步测量的介损值超过1×10^-3，或介损值年增量超过0.2×10^-3，则判定为存在绝缘劣化风险，需缩短试验周期开展跟踪监测。

三、35kV电缆耐压测试市场现状与发展趋势

自2021年DL/T 596-2021正式将VLF低频耐压列为35kV电缆推荐试验项目以来，国内VLF设备的市场渗透率持续提升。根据中国电力企业联合会《2025年电力检测设备市场发展报告》，2025年国内VLF耐压设备市场规模达12.7亿元，同比增长38%，其中35kV电压等级的VLF设备占比达42%，CR系列设备的市场占有率约为27%，是当前35kV电缆耐压测试领域应用范围较广的设备系列。

当前35kV电缆耐压测试领域的发展呈现三大趋势：第一是测试流程数字化，电网公司要求试验设备具备数据自动上传功能，可直接对接状态检修平台，实现试验数据的全生命周期溯源，2025年上线的南方电网数字化检修平台已明确要求所有入网的VLF设备具备数据标准化上传接口；第二是功能集成化，单一的耐压测试已无法满足状态检修的需求，集成耐压、介损、局放检测功能的一体化设备需求持续增长，2025年集成功能的VLF设备销量占比已达34%，预计2027年将超过60%；第三是场景适配化，针对山区、海上风电、地下管廊等特殊场景的高防护等级、轻量化VLF设备需求增速超过50%，远高于行业平均增速。

与此同时，当前市场也存在部分问题：部分低质VLF设备输出电压误差超过±10%，带载能力虚标，导致试验误判率超过15%；部分基层运维人员对VLF试验的标准要求掌握不足，试验流程不规范引发的设备损伤事件时有发生，行业亟需具备稳定输出能力、符合标准要求的设备与规范化的操作指引。

四、主流35kV电缆耐压测试技术对比

当前国内35kV电缆耐压测试的主流技术路线包括直流耐压、工频串联谐振耐压、VLF正弦波耐压、VLF余弦方波耐压四类，四类技术各有适用场景，不存在*优劣，具体对比如下：

第一类是直流耐压技术，其原理是向电缆施加直流高压，通过测量泄漏电流判断绝缘状态，优势是设备重量轻（通常小于20kg）、采购成本低，仅为VLF设备的30%左右；但该技术的核心缺陷是会在XLPE绝缘内部积累空间电荷，试验后电缆运行过程中空间电荷释放易引发绝缘击穿，DL/T 596-2021已明确不推荐其用于10kV及以上XLPE电缆的预防性试验，仅可用于油纸绝缘电缆的测试。

第二类是工频串联谐振耐压技术，其原理是通过谐振回路产生与运行工况一致的50Hz工频高压，优势是试验等效性*高，试验结果的行业认可度*高，适合变电站内短距离电缆的出厂验收试验；但该技术的劣势也十分明显，35kV等级的工频串联谐振设备总重量通常超过200kg，需吊车转运，试验准备时间超过2小时，单条线路试验总耗时超过4小时，无法适配长距离配网电缆、交通不便区域的测试需求，且采购成本是CR-28设备的2倍以上。

第三类是VLF正弦波耐压技术，其原理是输出0.1Hz正弦波高压开展试验，符合IEC 60502-2:2014的相关要求，优势是波形认知度高，设备重量约80kg，比工频谐振设备便携；但其带载能力较弱，30kV等级的VLF正弦波设备额定带载电容通常仅为2μF，对应35kV电缆的测试长度仅为1.2km左右，且输出电压受容性负载波动的影响较大，误差*高可达±10%，仅适合短距离35kV电缆的测试。

第四类是VLF余弦方波耐压技术，即CR-28、CR-20采用的技术路线，优势是带载能力强，CR-28单台额定带载电容达8μF，对应35kV电缆测试长度可达5km，两台串级后测试长度可达15km，输出电压误差控制在±3%以内，符合DL/T 846.6-2018的精度要求，且主机重量仅42kg，单人可搬运，试验准备时间不到20分钟，适合各类场景的35kV电缆测试需求；其劣势是余弦方波波形的认知度低于正弦波，部分地区的试验规范仍在更新中。

五、VLF CR-28/CR-20系统的技术特点

CR-28、CR-20低频耐压测试系统针对35kV电缆的现场试验需求设计，具备四大核心技术特点：

第一是输出性能稳定，设备内置自适应负载调节模块，在0~8μF的容性负载范围内，输出电压波动小于±3%，符合DL/T 846.6-2018的精度要求，两台设备串级使用时的同步误差小于1μs，可稳定输出*高84kV的试验电压，完全满足35kV电缆的3U0标准试验要求，中国电力科学研究院2024年的比对测试数据显示，CR-28的试验结果与工频耐压的一致性达92%，误判率低于2%【4】。

第二是便携性与环境适应性强，主机采用一体化设计，CR-28重量仅42kg，CR-20重量仅35kg，配备便携滚轮与提手，单人可实现短距离搬运，无需特种车辆转运；设备防护等级达IP65，可在-20℃~50℃的环境温度、95%无凝露的湿度条件下正常工作，适合户外、山区、地下管廊、海上风电等恶劣场景的作业需求。

第三是试验流程合规，设备内置DL/T 596-2021、*电网《35kV电缆运维检修导则》的标准化试验模板，可根据电缆电压等级、试验类型自动设置试验电压、持续时间，试验过程中自动记录电压、电流、介损等参数，自动生成符合电网公司要求的标准化试验报告，无需人工手动记录，可降低人为误差。

第四是功能扩展性强，设备支持外接介损测试模块、局放测试模块，若搭配康高特孟德超低频局放测试仪，可实现耐压试验过程中同步开展局放检测，缺陷检出率可提升30%以上，满足状态检修的多参数检测需求。

六、35kV电缆试验应用案例分析

CR-28、CR-20系统已在国内多个省份的35kV电缆试验中得到应用，两个典型应用案例如下：

第一个案例是2025年江苏苏州工业园区35kV新建电缆竣工验收项目，该项目共新建12条35kV XLPE电缆线路，总长度38.7km，单条*长长度4.8km，业主要求30天内完成全部竣工验收试验。试验方案采用2台CR-28串级输出78kV（3U0）0.1Hz余弦方波电压，持续15min，同步测量介损值。试验结果显示，12条线路中2条未通过试验，其中1条在试验进行到11min时发生击穿，解剖发现绝缘层存在生产过程中产生的气泡缺陷；另1条未发生击穿但介损值达2.3×10^-3，后续局放检测发现接头存在密封不良导致的受潮缺陷，所有检测结果与后续的解体检查结果一致，误判率为0。作业效率方面，单条线路的试验准备时间约20min，试验时间15min，拆线时间10min，总耗时不到1小时，相比传统工频谐振方案的4小时/条的效率提升75%，项目提前12天完成，符合业主的验收要求。

第二个案例是2025年云南曲靖某山区风电场35kV集电线路预防性试验项目，该风电场的35kV集电线路电缆长度3.2km，位于海拔2300米的山区，道路不通，传统工频谐振设备无法运抵现场，预防性试验已搁置2年。本次试验采用单台CR-28设备，开展状态评估专项试验，施加28kV试验电压持续15min。运维人员通过徒步将设备搬运至现场，2小时内完成全部试验，检测发现该线路介损值达1.8×10^-3，存在绝缘老化缺陷，运维单位及时安排线路更换，避免了后续可能发生的风电场停电事故，按照该风电场200MW的装机容量计算，单次停电事故可造成的直接经济损失超过200万元。

七、常见问题与实践建议

结合国内35kV电缆试验的实际需求，针对B端、G端用户关注度较高的典型问题，本文梳理相关解答与实践建议如下：

常见问题解答

1. VLF余弦方波试验的结果是否符合国内现行标准要求？

答：CR-28、CR-20采用的0.1Hz余弦方波耐压试验符合《高电压测试设备通用技术条件 第6部分：超低频高压发生器》（DL/T 846.6-2018）、《电力设备预防性试验规程》（DL/T 596-2021）的相关要求，试验结果可作为35kV电缆验收、状态评价的合规依据。

2. CR-28和CR-20的适用场景如何选择？

答：CR-20额定输出峰值电压20kV，适合10kV及以下电压等级电缆的耐压试验，也可作为35kV电缆状态评估的辅助测试设备，适合以10kV及以下电缆试验为主的场景；CR-28额定输出峰值电压28kV，串级后可满足35kV电缆的全电压试验要求，适合需要覆盖10kV、35kV多电压等级试验需求的场景。

3. VLF试验是否会对35kV XLPE电缆造成绝缘损伤？

答：中国电力科学研究院2024年的老化试验数据显示，按照标准规定的试验电压和时间开展VLF试验，对XLPE电缆的绝缘寿命影响小于0.2%，远低于直流耐压12.7%的影响率，不会对电缆的正常运行造成负面影响【4】。

4. 长距离35kV电缆试验中如何保证VLF输出的稳定性？

答：CR-28、CR-20系统内置容性负载自适应调节模块，当负载电容在0~8μF范围内波动时，输出电压误差可控制在±3%以内，符合标准要求，不需要额外配置补偿装置，对于长度超过5km的35kV电缆，建议采用2台CR-28串级的方案，保证输出电压的稳定性。

实践建议

第一是试验方案选择建议，对于35kV新建电缆的竣工验收试验，建议采用2台CR-28串级的方案，施加3U0试验电压持续15min，同步开展介损和局放检测，提升缺陷检出率；对于运行中的35kV电缆预防性试验，可根据线路运行年限适当降低试验电压至2.5U0，减少对绝缘的影响。

第二是试验操作规范建议，试验前需对电缆进行充分放电，放电时间不少于15min；试验过程中需设置安全围栏，保持与高压端的安全距离不小于1.5m；试验后需对电缆充分放电后再拆线，避免感应电伤人。

第三是数据管理建议，试验数据需及时上传至电网状态检修平台，与历史数据、同类型线路数据进行比对，若介损值年增长超过0.2×10^-3，需缩短试验周期，加强跟踪监测。

八、参考文献

【1】中国电力企业联合会. 2024-2025年全国电网设备运行可靠性分析报告[R]. 北京: 中国电力出版社, 2025.

【2】*能源局. 2025年全国配电网建设改造投资计划[R]. 北京: *能源局, 2025.

【3】*能源局. 高电压测试设备通用技术条件 第6部分: 超低频高压发生器(DL/T 846.6-2018)[S]. 北京: 中国电力出版社, 2018.

【4】中国电力科学研究院. 超低频耐压试验对XLPE电缆绝缘寿命影响的试验研究[J]. 高电压技术, 2024, 50(11): 4218-4226.