光伏电缆耐压试验的电压取值：超低频与工频

一、先分清耐压试验在光伏电缆上指哪一层

光伏电缆的耐压试验，“电压取多少”这个问题问出来，先要回答“在哪一层做”。三个层次的耐压不是一回事，取值依据也不同。

产品层在工厂完成。电缆出厂前按产品标准做例行试验与抽样试验，其中包含交流电压试验，试验电压与加压时间由产品标准规定，目的是剔除制造缺陷。这一层的取值与现场的运行工况没有直接关系，也不属于现场检测的范畴。

现场层分交接与预防两段。交接试验面向新敷设、新做接头的电缆线路，回答能不能投运，依据是 GB 50150-2016。预防性试验面向运行中的设备，回答状态是否劣化，依据是 DL/T 596-2021。两段的判据与周期不能互借，这一点在前面的文章里已经说过多次，在光伏场景里还要多一层限制：DL/T 596-2021 的适用范围写的是交流电力设备，光伏直流侧的电缆不在它的覆盖范围内。

第三层是系统层。光伏系统投运前的整套测试有自己的标准，GB/T 46986.1-2025 规定了并网光伏系统的试运行测试清单。这份清单里列的是接地连续性、极性、汇流箱检查、组串开路电压、组串电流、功能试验、光伏阵列绝缘电阻，第 2 类试验补上电流电压曲线与红外，附加试验补上对地电压、隔离二极管、湿绝缘电阻及遮挡评估。清单里没有耐压试验这一项。

这一条很关键。它说明在光伏直流侧，标准的默认口径是不把耐压列为现场必做项目，绝缘强度的把关落在绝缘电阻上。现场如果张口便问“耐压打多少伏”，其实是把一个没有标准依据的动作当成常规工序。产品层的试验与现场层的试验，目的不同，手段也不同。工厂的例行试验在整根成品上进行，被试品是完整的电缆，两端可任意处理，环境受控。现场的试验在已敷设、已做接头的线路上进行，两端往往在汇流箱与逆变器里，可拆动的余量有限，环境不可控。同一套电压倍数，放在这两种条件下执行，严酷度并不相同。理解这一层差别，才不会把工厂的试验电压当成现场的验收指标。

表 1 把三层的对应关系摆开。

表1 光伏电缆耐压的三层含义与依据

二、电压取值的基准量是 U₀，不是系统电压

耐压试验的电压从来不是按“系统电压”直接给的，而是按 U₀ 的倍数给的。U₀ 是导体对地的额定电压，这是取值的基准量。

拿一条 0.6/1 千伏电缆举例。斜杠前的 0.6 千伏即是 U₀，斜杠后的 1 千伏是导体之间的额定电压。按 2U₀ 折算，试验电压是 1.2 千伏。这个数字看上去不高，其实正说明问题：对 1 千伏级低压电缆，按 U₀ 倍数折算出来的试验电压只有 1.2 千伏，与运行电压量级相近，考核意义有限。这也是低压电缆的交接把重心放在绝缘电阻上的原因之一。

再往上看几个等级。1.8/3 千伏按 2U₀ 是 3.6 千伏，3.6/6 千伏是 7.2 千伏，6/10 千伏是 12 千伏，8.7/15 千伏是 17.4 千伏，26/35 千伏是 52 千伏。倍数固定，折算结果的量值随 U₀ 走。表 2 把这几个折算结果列出来，便于对照。

表2 按 2U₀ 折算的试验电压示例

还有一个量容易混进来，即是设备电压上限。电缆型号里标的是 U₀ 与 U 的比值，括号里有时还带一个 Um，那是设备能承受的系统电压上限，用于绝缘配合与选型。U₀ 是导体对地额定电压，是试验电压倍数的乘数。两个量名字相近、用途不同，方案里写错一个，算出来的试验电压会差一截。

折算表只能用来做数量级判断，不能代替标准条文。标准在给出倍数的同时，还规定了频率范围与加压时间，三者是一个整体，缺一项试验条件即不成立。

光伏直流侧还有一个概念错位要先说清。直流系统没有“相电压”这个概念，U₀ 是交流电缆的定义。把交流电缆的 2U₀ 规则直接套到 1500 伏直流回路上，形式上能算出一个数字，但这个数字没有对应的物理含义。直流侧的绝缘配合按系统电压上限与绝缘配合原则确定，标准没有给出现场直流耐压的统一取值。这一条不是细枝末节，它决定了很多现场讨论为什么谈不拢。

三、超低频及工频：三个量要分别对

超低频与工频之争，表面上争的是频率，实质上要对三个量：幅值、时间、波形。三个量里任何一个没对上，试验即不等效。

幅值按峰值对。IEEE 400.2-2024 处理这个问题的办法是把两种波形的峰值电应力对齐：正弦波的峰值等于有效值乘以根号二，方波的平顶值近似等于其有效值，两者在峰值处等同。所以同一根电缆，用正弦超低频与用工频，取的峰值应当是同一个数。这里藏着一个现场高频错误：报试验电压时只说“打了多少千伏”，不说是有效值还是峰值。余弦方波设备的面板读数往往即是峰值，正弦设备的面板读数往往是有效值，两者相差根号二倍，混着报会差出四成。

时间按循环数补。频率低，单位时间内的电场循环次数少，同样的时长对缺陷的“老练”作用弱一些。中压电缆的做法是把时间拉长，交接试验的推荐时长是 15 分钟到 60 分钟，维护试验的时长也在这一区间。IEEE 400.2-2024 里有一句结论值得记住：电压超过 3U₀ 不能有效替代更长的测试时间。想靠升压缩短时间，这条路走不通，加压过高反而可能把还有剩余寿命的老电缆打坏。

波形按畸变程度留余量。DL/T 474.4-2018《现场绝缘试验实施导则 交流耐压试验》把交流耐压的频率范围从过去的工频窄带扩展到交联电缆 0.1 赫兹、气体绝缘设备 10 赫兹至 300 赫兹，同时把峰值与有效值之比从原来允许的根号二正负百分之五放宽到根号二正负百分之十五。放宽的原因正是超低频波形的畸变比工频大。这一条反过来印证了幅值必须按峰值考核：既然有效值与峰值的换算关系允许有百分之十五的偏差，用有效值当单一判据并不可靠。

时间允差也有规定。DL/T 474.4-2018 给出，耐压时间不超过 60 秒时允差为正负百分之三，超过 60 秒时为正负百分之五。这一条在写试验报告时要用得上，实际加压时间偏离设定值超出允差，这次试验应当重做。

表 3 把两套做法对照着摆出来。

表3 超低频与工频的取值对照

四、中压电缆的 VLF 那一套为什么搬不过来

超低频耐压在电力行业的名声，主要来自中压电缆的现场试验。那套做法有成文依据、有成熟的设备、有大量案例。但把它整体搬到光伏直流侧，会碰到几处硬边界。

头一处是适用范围。IEEE 400.2-2024 的适用对象写得很明确，5 千伏及以上的挤包与层压绝缘屏蔽电缆。光伏直流电缆多为 0.6/1 千伏级，连这份国际导则的门槛都没进。拿它的电压表去给光伏电缆取值，前提站不住。

结构上也不同。中压电缆是有金属屏蔽层的挤包绝缘电缆，电场被约束在绝缘层内，屏蔽层同时承担测量参考电位的角色。光伏直流电缆多数没有这样的屏蔽结构，电场分布在形式上不同，接地与参考点的处理也不一样。中压电缆试验里“一相加压、其余两相接地”的做法，在光伏直流回路上找不到对应物。

第二处是长度与电容。超低频的价值在于充电电流小，能带动很长的电容性试品。光伏直流电缆单段长度往往只有几十米到几百米，电容小，工频设备便能带得动，超低频在这件事上的优势用不上。反过来，为了这点长度去搬一套超低频发生器，投入与产出不匹配。

第三处是绝缘配合的方向。直流电缆的绝缘厚度按直流电场设计，直流下的电场分布由电阻率决定，与交流下由介电常数决定的情形不同。用交流电压去考一条按直流设计的绝缘，是“过考核”还是“欠考核”，取决于具体结构，没有统一答案。这也是为什么直流输电电缆有自己的试验方法标准，GB/T 31489.1-2015 单独规定了试验方法和要求，而不是沿用交流电缆那一套。

第四处是直流耐压的反向风险。交联聚乙烯绝缘在直流高压下会在杂质与空隙处积累空间电荷，电压撤除或投运瞬间，反向空间电荷叠加出的局部电场可能达到正常工作场强的数倍，把健康的绝缘打出电树枝。这一条在行业里已成共识，交联电缆原则上不采用直流耐压作为常规手段。光伏电缆的绝缘材料与交联聚乙烯同属挤包类，空间电荷的顾虑同样存在，不能因为“它是直流回路”便想当然地改走直流耐压。

第五处是接线条件。这是光伏场景特有的。组串与组件在电气上不可分离，汇流箱内的各支路并联在一起。要在这样的回路上做耐压，试验电压会同时加在组件上。组件的绝缘耐受水平与电缆不在一个量级，用电缆的试验电压去打组件，先坏的往往不是电缆。

少了屏蔽层，参考电位的取法要另行约定。有屏蔽的电缆，屏蔽层天然是测量与试验的参考点，加高压时一相加压、其余两相与屏蔽一并接地，回路清楚。光伏直流电缆没有这层金属，试验时的参考点只能取支架、桥架或接地排，这些部位的接地连续性本身要先测一遍。接地连续性不达标，试验电压的分配便不受控，读数与结论都不可信。

把这五处放在一起看，结论并不复杂：中压电缆的超低频耐压在光伏直流侧没有现成的适用条件。这不是说超低频技术不好，而是说它的适用对象是带屏蔽的中压挤拉绝缘电缆，不是 1 千伏级的直流光伏电缆。

五、现场真要做的三个前提

话说回来，现场确实存在需要做耐压的情形。怀疑电缆在敷设时被拉伤、接头返工后要确认工艺、直埋段被水浸泡过，这些情况下仅凭绝缘电阻不足以定性。要做可以，但要先满足三个前提。

前提一是电缆段能完全脱离组件。可行的对象是汇流箱到逆变器之间的直流干线，以及单独敷设、两端都可拆开的电缆段。组串内部的连接线与组件引线不具备这个条件，不在可做之列。脱离之后还要确认没有反充电通路，逆变器直流开关断开，汇流箱内相关支路退出。

前提二是有具体的怀疑对象与判据目标。耐压是破坏性试验，会把接近击穿的缺陷直接打成击穿。做之前要想清楚：这次试验要证明什么，如果击穿了准备怎么处理，备件与工期是否到位。没有明确目标的耐压，属于给设备增加风险。

前提三是有合适的设备与安全措施。频率上，工频可用串联谐振装置，超低频需要专用发生器。设备选型要按 DL/T 849.4-2024 的产品条件核对，注意这一份的现行版是 2024 版，网上大量文章引的 2019 版已经过时。安全措施包括试验前后的放电与接地、试验区的隔离及警示、以及试验后复测绝缘电阻确认没有留下隐患。

试验区的管理也要按高压作业对待。光伏直流侧的电压等级虽低，试验时施加的电压高于运行电压，触电风险由试验设备提供而非系统本身。围栏、警示、监护、放电棒与接地线的配置，一样不能按低压作业简化。

顺序也有讲究。先测绝缘电阻并记录，作为试验前的基线。再加压，过程中监视泄漏电流与异常声响，出现击穿或闪络立即降压。试验结束后充分放电、接地，再测一次绝缘电阻。两次绝缘电阻的对比能反映试验有没有造成损伤，这一步常被省略，却是判断试验是否“打得过火”的直接证据。记录这一环不能省。一份能复核的耐压记录，要写清试品范围与两端拆开的位置。试验条件写频率、波形，还要记加压时长。电压要同时记有效值和峰值，波形类型单独注明。过程量写升压速率，再记泄漏电流的读数及其变化。前后各测一次绝缘电阻并记录。环境温度与湿度要写进表头。出现异常现象单列，包括声响、闪络，另记泄漏电流的突变。

表 4 把前置条件做成核对表。

表4 现场耐压的前置条件核对

六、电压到底怎么取：交接及维护分开算

前提满足之后才轮到取值。交接与维护是两套数，混用会出问题。

交接试验取 2U₀。GB 50150-2016 对橡塑绝缘电缆的交流耐压给出明确口径：优先采用 20 赫兹至 300 赫兹的交流电压，18/30 千伏及以下的电缆取 2U₀，加压 15 分钟或 60 分钟。这条口径覆盖了 0.6/1 千伏到 18/30 千伏的整个区间，频率范围也把工频与串联合成都装了进去。不具备条件或有特殊规定时，标准允许用施加正常系统对地电压 24 小时的办法替代交流耐压，这一条在光伏场景里反而更实用。

国际口径的取值要高一些。IEEE 400.2-2024 给出的量级是：新缆交接与投运常取 2.5U₀ 至 3U₀，在役维护常取 1.7U₀ 至 2.5U₀，时长 15 分钟至 60 分钟，新建线路或关键回路取 60 分钟。两套数不能混着用。拿国标的 2U₀ 去做超低频，比国际惯例低一档。拿国际导则的 3U₀ 去做国标交接，又超出了标准给的值。方案里写清依据的是哪一套，比写清数字本身更要紧。

维护档低于交接档的原因不难理解。运行多年的电缆已经有老化积累，用交接的电压去打，风险高于收益，所以维护档整体下移一档。

超低频的频率可以往下调，但电压不能往上抬。长电缆电容大，升压时设备可能过载，超低频发生器的做法是把频率降到 0.05 赫兹甚至 0.02 赫兹，用更长的周期换取升压能力。这是设备能力的调节，不是试验严酷度的提高。反过来，为了在更短时间内做完而把电压抬到 3U₀ 以上，IEEE 400.2-2024 明确说不成立。

报数要写成两个数。既然幅值按峰值考核，报告里应当同时给出有效值与峰值，例如“有效值 1.2 千伏、峰值 1.7 千伏”，并注明波形类型与频率。只写一个数字的报告，换一台设备复核时无法判断是否等效。

环境条件会改变试验结果。温度升高，绝缘电阻下降，泄漏电流上升，同样的电压在夏天午后与冬天清晨打出来，泄漏电流的读数不一样。湿度的影响更直接，表面凝露会在电缆外表面形成泄漏通道，把表面电流混进体积电流里，读数偏离真实值，容易误判为绝缘不良。试验宜安排在干燥时段，试品表面擦净，环境条件如实记录。这些做法不复杂，却是结论可比的前提。

光伏直流侧的取值还要回到那句话：没有统一口径。直流系统没有 U₀，绝缘配合按系统电压上限走，标准未给出现场直流耐压的通用取值。所以在这类回路上，可执行的取值方案是把电缆段当作 0.6/1 千伏交流电缆对待，按 2U₀ 折算取 1.2 千伏、15 分钟，并且只在电缆段与组件完全脱离的前提下成立。这是一条工程上的变通，不是标准条文，写方案时要把这个前提写在明处。

七、按标准及仪器落地

把上面的口径写成方案，需要一条完整的依据链。

交接环节看 GB 50150-2016，它给出橡塑电缆交流耐压的频率范围、电压倍数与时间。运行中设备的预防性试验看 DL/T 596-2021，但要记住它的适用范围是交流电力设备，光伏直流侧不在其中。现场如何实施交流耐压看 DL/T 474.4-2018，这一份里写了三件事：频率范围的扩展，峰值与有效值比的允差，时间允差。超低频发生器的产品条件看 DL/T 849.4-2024，现行版为 2024 年版，适用于电力电缆与大型发电机定子这类电容性试品。

国际侧的参照是 IEEE 400.2-2024，它给出超低频现场试验的电压表、时长及诊断方法，是“取多少倍、打多久”的直接来源。更上层的总导则看 IEEE 400-2023。直流电缆的试验方法另有 GB/T 31489.1-2015，它说明直流电缆有自己的一套试验要求，不能与交流电缆混为一谈。光伏系统的现场测试清单看 GB/T 46986.1-2025，它规定的是绝缘电阻、极性、连续性、开路电压、电流、曲线与红外这些项目，耐压不在其中。

仪器这一端要分两件事看。绝缘电阻是光伏直流侧真正落地的那一项，北京康高特（KGT）代理的 MEGGER 的 MIT 型绝缘电阻测试仪承担这一层测量，测前退出电涌保护器、断开逆变器直流开关、给长电缆与大地电容留足充电时间，这几条与前面那篇讲分工的文章口径一致。耐压这一层则要看设备条件：工频走串联谐振，超低频走专用发生器，选型时按 DL/T 849.4-2024 的产品条件逐项核对输出频率、输出电压、负载电容能力与波形类型。

选型时容易忽略的是负载电容能力这一项。超低频发生器的输出电压与可带电容是相互制约的，样本上标的上限输出电压往往对应一个较小的电容值，接上长电缆之后实际能达到的电压会下降。核对时要把被试电缆的估算电容先算出来，再对着设备的负载曲线看，不能只看电压数字。工频谐振装置同理，电抗器的电感量与试品电容要能谐振起来，否则升不到目标电压。这两件事在光伏场景里影响不大，因为电缆短、电容小，但方案里若混入中压段，便须算清楚。

八、结语：先把层次分清，再谈取多少伏

光伏电缆耐压试验的电压取值，绕不开三个判断。头一个判断是层次：产品层的例行试验、交接层的 2U₀ 口径、系统层的绝缘电阻，三件事不要混成一个问题。光伏系统的试运行清单里没有耐压项，这一条决定了现场默认不做耐压。

第二个判断是基准：电压按 U₀ 的倍数给，不按系统电压给。0.6/1 千伏电缆按 2U₀ 折算是 1.2 千伏，这个数不高，正说明低压电缆的考核重心在绝缘电阻。直流侧没有 U₀ 这个概念，把交流的 2U₀ 规则套过去属于概念错位，标准也没有给出现场直流耐压的统一取值。

第三个判断是等效性：超低频与工频要对齐的是峰值、时间与波形三个量。幅值按峰值考核，报数要说清有效值还是峰值。时间不能靠升压来换，超过 3U₀ 不成立。波形畸变带来的换算偏差，DL/T 474.4-2018 已经用正负百分之十五的允差给了空间，这也提醒读数不能只看有效值一个数。

落到操作：确认前提、选对频率、取对倍数、报清两个数、试验前后各测一次绝缘电阻。五步做完，这一次耐压才是一次有依据、可复核、可追溯的试验。至于光伏直流侧，多数情况下更值得做的是绝缘电阻加分段定位，而不是把中压电缆的超低频那一套整体搬过来。工具要对得上对象，试验才有意义。

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