电力电缆耐压试验

电力电缆耐压试验各种大型电力变压器、电力电缆、汽轮及水轮发电机及其它容性设备的交流耐压试验都必须严格按试验规程定期进行。在工频条件下，由于被试品电容量较大，或者试验电压要求较高，对试验装置的电源容量相应的也有较高的要求，传统的工频耐压装置往往单件体积大，重量重，不便于现场搬运，而且不便于任意组合，灵活性较差。目前，比较好的方法是采用变频谐振的方法进行交流耐压试本变频谐振试验装置是针对电力变压器、电力电缆、汽轮及水轮发电机的交流耐压试验需要而设计的。变频谐振主要用于6kV-500kV的交联橡塑电力电缆，6kV-500kV变压器的工频耐压试验，GIS和SF6开关的交流耐压试验，发电机的交流耐压试验，其它电力高压设备如母线，套管，互感器的交流耐压试验。其基本原理是采用可调节（30--300Hz）串联谐振试验设备与被试品电容谐振产生交流试验电压变频谐振在具有电阻R、电感L和电容C元件的交流电路中，电路两端的电压与其中电流位相一般是不同的。如果我们调节电路元件（L或C）的参数或电源频率，可以使它们位相相同，整个电路呈现为纯电阻性。电路达到这种状态称之为谐振。在谐振状态下，电路的总阻抗达到极值或近似达到极值。研究谐振的目的就是要认识这种客观现象，并在科学和应用技术上充分利用谐振的特征，同时又要预防它所产生的危害。按电路联接的不同，有串联谐振和并联谐振两种。在电阻、电感及电容所组成的串联电路内，当容抗XC与感抗XL相等时，即XC＝XL，电路中的电压U与电流I的相位相同，电路呈现纯电阻性，这种现象叫串联谐振(也称为电压谐振)。当电路发生串联谐振时，电路的阻抗Z=√R2+XC-XL2=R,电路中总阻抗最小，电流将达到最大值。选型依据:变频串联谐振试验设备不同于一般通用的试验仪器，最大的特点是同一套设备可以用于不同电气设备的交流耐压试验如交联电缆、变压器、GIS、电动机和发电机等，除了本选型目录给出系列典型常用型号供用户选择外，通常需要根据用户的试品范围和试验要求进行配置方案的设计，满足不同地区、不同用户、不同试品的试验要求。原理\o"查看图片"

原理图运用串联谐振原理，利用励磁变压器激发串联谐振回路，调节变频电源的输出频率，使回路电感L和试品C串联谐振，谐振电压即为加到试品上电压。交流220或380V工频电源，经变频电源输出频率、幅值可调的调频电源，送入励磁变压器，升压至0～10kV，经谐振电抗器L和被试品CX，构成高压谐振主电路，当频率满足谐振条件（ωL=1/ωC）时，电路即达到谐振状态。此时装置能在较小的励磁电压Ue下，在被试品CX上产生几十倍于Ue的电压UX。回路谐振后，输出的电压波形为纯正弦波，系统的频率取决于回路的L-C参数。其中电抗器的电抗值在大多数情况下是固定的，可以根据被试品的电容量大小来调节试验频率的高低，从而满足与被试品的准确匹配，使得系统达到最佳的谐振状态。变频串联谐振介绍：由变频电源、励磁变压器、高压电抗器和电容分压器组成。应用：广泛用于电力、冶金、石油、化工等行业，适用于大容量，高电压的电容性试品的交接和预防性试验。国内外有关部门为什么广泛推荐采用交流耐压取代直流耐压？随着国民经济的发展以及城网供电电压等级的提高，交联聚乙烯绝缘电力电缆（XLPE）以其合理的工艺和结构，优良的电气性能和安全可靠的运行特点，在国内外获得越来越广泛的使用。尤其在高压输电领域更取得了巨大的进展。与充油电缆相比，交联电缆敷设安装方便，运行维护简单，不存在油的淌流问题。但是，近年来的运行和研究表明，交联聚乙烯电缆的绝缘在运行中易产生树枝化放电，造成绝缘老化破坏，严重地影响了交联聚乙烯绝缘电力电缆的使用寿命。因此，充分认识交联电缆的绝缘特性，及时有效地发现和预防绝缘中存在的某些缺陷，对保障设备乃至系统的安全运行具有十分重要的意义。阐述了影响交联电缆绝缘的主要因素以及电缆的交接试验原理，认为在现场对交联电缆实施交流耐压试验是必要和可行的。为了保证电缆安全可靠运行，有关的国际标准对电缆的各种试验做了明确的规定。主要试验项目包括：测量绝缘电阻、直流耐压和泄漏电流。其中测量绝缘电阻主要是检验电缆绝缘是否老化、受潮以及耐压试验中暴露的绝缘缺陷。直流耐压和泄漏电流试验是同步进行的，其目的是发现绝缘中的缺陷。但是近年来国内外的试验和运行经验证明：直流耐压试验不能有效地发现交联电缆中的绝缘缺陷，甚至造成电缆的绝缘隐患。德国Sechiswag公司在1978～1980年41个回路的10kV电压等级的XLPE电缆中，发生故障87次；瑞典的3kV～24．5kV电压等级XLPE电缆投运超出9000km，发生故障107次，国内也曾多次发生电缆事故，相当数量的电缆故障是由于经常性的直流耐压试验产生的负面效应引起。因此，国内外有关部门广泛推荐采用交流耐压取代传统的直流耐压。上世纪80年代至90年代中期，加拿大、德国、美国等先进国家制定了相应的交流耐压试验标准并推广应用。从90年代末开始，我国的广东、北京、上海、浙江、山东等地出台了对xlpe电缆做交流试验的暂行规定。国标GB50150-2006《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》推荐采用变频串联谐振耐压方式决定系统配置参数的因素系统谐振电压等级和容量取决于试品的电容量C，试验电压U试验频率f。1）对于交联聚乙烯电缆决定系统配置的主要是：电缆的电压等级、电缆的截面积、试验电缆的长度及电缆要求的谐振频率范围。2）对于GIS决定系统配置的因素为：GIS的电压等级、GIS的间隔数和每个间隔的电容量C，GIS允许的试验频率范围。3）对于变压器、发电机等设备，系统的配置取决于试品的容量试验电压、试品的等效电容量C、要求的谐振频率和试品的空载损耗的大小。部分常用型号和典型配置（以下仅列举了部分常用型号）一、电缆交流耐压试验系列型号可满足的试验项目设备电抗器配置备注44/2210kV（300mm）电缆1KM22kVⅹ1台便携式DFVF3000－132/661、10kV（300mm）电缆3KM2、35kV（300mm）电缆1KM22kVⅹ3台便携式264/521、10kV(300mm)电缆5KM2、35kV(300mm)电2KM3、35kV变压器，开关，4、10kV电动机，变压器5、600MW及以下发电机等22kVⅹ6台便携式1560/66110kV（300mm）电缆3KM130kVⅹ2台非便携式二、发电机工频耐压试验系列型号可满足的试验项目设备电抗器配置备注44/221、100MW及以下发电机相电容0.1-0.3uF2、10kV(300mm)电缆1KM22kVⅹ1台便携式100/361、600MW及以下发电机相电容0.1-0.25uF2、10kV(300mm)电缆1.5KM18kVⅹ2台便携式176/441、600MW及以下发电机相电容0.1-0.3uF2、10kV(300mm)电缆3KM3、可兼顾发电机母线，主变等22kVⅹ4台便携式三、GIS和SF6开关交流耐压试验系列型号可满足的试验项目电抗器配置备注250/2001、110kVGIS的交流耐压试验2、35kV（300mm）电缆1KM3、10kV（300mm）电缆3KM4、220kV以下变压器工频耐压5、110kV互感器交流耐压40kVⅹ5台便携式100/2001、110kVGIS的交流耐压试验2、110kV互感器交流耐压50kVⅹ4台便携式四、变压器，电动机等工频交流耐试验系列型号可满足的试验项目电抗器配置备注105/841、110kV变压器的工频耐压试验2、10kV电动机的工频耐压试验3、35kV开关交流耐压试验4、10kV（300mm）电缆1KM28kVⅹ3台便携式100/801、110kV变压器的工频耐压试验2、10kV电动机的工频耐压试验3、35kV开关交流耐压试验4、10kV（300mm）电缆1KM40kVⅹ2台便携式（注：以上仅列举了部分常用型号，可根据要求定制）组合部件变频谐振由变频电源、励磁变压器、电抗器、分压器组成。\o"查看图片"

特别提醒：做试验时，电抗器要放平，地面不要潮湿，最好放置一块厚的绝缘板交流耐压试验方法的选择既然直流耐压试验不能模拟XLPE电缆的运行场强状态，不能达到我们所期望的检验效果，自然就应该转向用交流耐压试验来考核交联电缆的敷设和附件的安装质量。有以下几种交流试验的方法可供选择：1超低频0.1Hz耐压试验因被试XLPE电缆的电容量很大，工频试验时所需试验变压器的容量也要很大，导致试验设备笨重而不适用于现场使用。采用0.1Hz作为试验电源，理论上可以将试验变压器的容量降低到1/500，试验变压器的重量可大大降低，可以较容易地移动到现场进行试验。目前，此种方法主要应用于中低压电缆的试验，由于电压等级偏低，还不能用于110kV及以上的高压电缆试验。2振荡电压试验振荡电压试验是用直流电源给电缆充电，然后通过一个放电球隙给一组串联电阻和电抗放电，得到一个阻尼振荡电压。此种方法比直流耐压试验方法有效，但仍不如工频试验有效（1）。3谐振耐压试验可调电感型谐振试验系统可以满足耐压要求，但由于重