電力電纜耐壓試驗的意義和主要方法

變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗由于其*的優(yōu)勢得到了廣泛的應用，由于現代社會(huì )以及城市的發(fā)展，對高壓電力電纜的需求不斷增長(cháng)，導致了我國電網(wǎng)改造工程增多。高壓電纜是電網(wǎng)改造以及大型供電樞紐中的主要應用品種，其具有輸送容量大、電性能好、維護方便等優(yōu)勢。在現如今的供電企業(yè)中，變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗是未來(lái)電力電纜耐壓試驗中的重要方式，由此可見(jiàn)變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗具有一定的現實(shí)意義。

一、電力電纜耐壓試驗的意義

電力電纜在使用過(guò)程中容易受到各種因素的影響，導致出現故障、短路等問(wèn)題，這些問(wèn)題都與絕緣部分缺損有一定的關(guān)系，其主要由下述幾方面引起的：

①長(cháng)期滿(mǎn)負荷運行。在一般情況下，電纜溫度上升8℃，絕緣壽命就會(huì )下降，若長(cháng)期處于滿(mǎn)負荷運行狀態(tài)，就會(huì )導致長(cháng)期處于高溫狀態(tài)，導致絕緣使用壽命縮短。

②外力沖擊。這主要是電纜鋪設過(guò)程中受到施工技術(shù)的影響。

③受潮。由于雨水具有導電作用，會(huì )導致介質(zhì)損耗增多，進(jìn)而導致絕緣發(fā)熱，促使絕緣壽命縮短。

④接觸不良。這主要是由于電纜制作工藝技術(shù)水平低，接頭沒(méi)有壓實(shí)、加熱不充分等導致的電纜接頭絕緣降低。

⑤腐蝕作用。風(fēng)力侵蝕、雨水侵蝕以及地下電纜的酸堿腐蝕都會(huì )導致電纜絕緣降低。因此，檢測電力電纜有*或異常存在具有重要的現實(shí)意義。耐壓試驗就是以尋找電纜存在的故障為目的的一種檢驗方式。

二、目前電力電纜耐壓試驗的主要方法

1.超低頻耐壓試驗

超低頻(0.1Hz)耐壓試驗方法早出現于1980年，其主要是用于觀(guān)察電纜運行是否存在絕緣缺損的一種無(wú)損試驗方法，并且該方法經(jīng)過(guò)大量的研究室試驗以及現場(chǎng)試驗，中試控股證實(shí)超低頻耐壓試驗在中低壓電力電纜耐壓試驗中有較好的應用效果。該方法利用的原理是將50Hz交流電通過(guò)整流與濾波轉變?yōu)橹绷麟妷?，再?jīng)由逆變電路，將直流電壓轉變?yōu)?kHz交流電壓，再通過(guò)0.1Hz正弦振蕩器完成調幅處理，當經(jīng)過(guò)調幅后，1kHz交流電壓等幅波就會(huì )轉變?yōu)?.1Hz變化條幅波。其主要是基于高壓變壓器與電壓倍增電路之間形成的高電壓，其主要表現為正弦波，并經(jīng)由壓敏電阻器進(jìn)行調解，從而使高交流電壓負載輸出為0.1Hz高壓正弦波形。

超低頻耐壓試驗的優(yōu)勢主要在于：

①無(wú)損壞;

②準確性高;

③設備體積小，易于攜帶。但是該方法的輸出電壓等級較低，主要還是在中低壓電纜耐壓試驗中使用。

2.調感式工頻串聯(lián)諧振試驗

該方法主要是利用電抗器的感抗作用以及被測電纜電容的容抗在50Hz工頻環(huán)境中會(huì )產(chǎn)生諧振的工作原理，此過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生高電壓。

調感式工頻串聯(lián)諧振試驗的優(yōu)勢在于：

①輸出電流波形基本為正弦波;

②特異性高，只有在串聯(lián)諧振回路滿(mǎn)足了產(chǎn)生諧振的條件后，才會(huì )形成高電壓，而被測電纜一旦出現問(wèn)題，就會(huì )造成回路異常，就相當于電纜短路，高電壓也會(huì )出現一致性降落，又由于電抗器能夠限制短路電流，從而保護裝置不受影響，從而不需要加裝電阻保護裝置。該試驗方式的劣勢在于操作復雜、系統品質(zhì)因數不高、自動(dòng)化水平低、噪音大，導致其在實(shí)際中的應用受到限制。

3.變頻串聯(lián)諧振試驗

變頻串聯(lián)諧振試驗原理與上述調感式工頻串聯(lián)諧振試驗原理相似，W一不同之處在于：變頻串聯(lián)諧振試驗是通過(guò)調節變頻電源中的輸出電壓頻率實(shí)現試驗回路產(chǎn)生諧振;而調感式工頻串聯(lián)諧振試驗則是通過(guò)基于50Hz工頻下的調節電抗器產(chǎn)生的電感量實(shí)現試驗回路產(chǎn)生諧振。

變頻串聯(lián)諧振試驗的優(yōu)點(diǎn)為：

當試驗所需電源容量低于被測電纜的電源容量時(shí)，能夠在遠低于所需電源功率的情況下進(jìn)行試驗，能夠有效提高現場(chǎng)試驗的效率，并且能夠克服調感式工頻耐壓試驗裝置中的缺點(diǎn)，使其能夠在實(shí)際生活中得到更加廣泛的應用。此外，變頻串聯(lián)諧振試驗的工作頻率僅為30～300Hz，能夠完善超低頻耐壓試驗的頻率過(guò)低、損耗小導致與實(shí)際損耗量不符的問(wèn)題。因此，中試控股變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗所得結果為精密、全面和可靠的。

三、變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗設計

變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗主要包括變頻電源主電路、勵磁變壓器、諧振電抗器、電容分壓器、補償電容器等設備。大電網(wǎng)會(huì )議組織建議以30～300Hz為試驗頻率范圍，但是由于實(shí)際生活中存在一些影響因素，可以20～300Hz為試驗頻率范圍。我國額定工頻為50Hz，在預防性試驗的工頻范圍為45～55Hz，這樣做的目的為了滿(mǎn)足對被測電纜絕緣下降進(jìn)行實(shí)時(shí)監測的需求，因此才選擇比額定工頻范圍更大的頻率。實(shí)際試驗中的接近工頻頻率為35～75Hz，這主要是在大量的試驗與研究中發(fā)現工頻頻率在35～75Hz時(shí)，擊穿電壓可信度為95%，因此，中試控股在變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗中將接近工頻選擇35～75Hz為理想狀態(tài)。