串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置進(jìn)行GIS現場(chǎng)交流耐壓試驗

在電阻、電感及電容所組成的串聯(lián)電路內，當容抗XC與感抗XL相等時(shí)，即XC=XL，電路中的電壓U與電流I的相位相同，電路呈現純電阻性，這種現象叫串聯(lián)諧振。當電路發(fā)生串聯(lián)諧振時(shí)電路的阻抗Z=√R^2 +(XC-XL)^2=R，電路中總阻抗最小，電流將達到最大值。

　　高壓大電容量設備進(jìn)行交流耐壓試驗時(shí),試驗變壓器容量要求非常大,試驗設備笨重,而應用串聯(lián)諧振原理可以利用電壓及容量小得多的設備產(chǎn)生所需的試驗電壓,滿(mǎn)足試驗要求。下面給大家介紹一下串聯(lián)諧振試驗裝置在各個(gè)領(lǐng)域的應用。

　　1.在電纜試驗中的應用

　　城鄉電網(wǎng)中電纜的大量使用,其故障時(shí)有發(fā)生。為保證交聯(lián)電纜的安全運行,國家電網(wǎng)公司對電纜交接和預防性試驗做出了新的規定,用交流耐壓試驗替代原來(lái)的直流耐壓試驗,以避免直流試驗的累積效應對電纜造成損傷。

　　國際大電網(wǎng)會(huì )議(CIGRE)21.09工作組的建議導則提出高壓擠包絕緣電纜的現場(chǎng)試驗采用DAXZ串聯(lián)諧振試驗系統,頻率范圍為30～300Hz。并在1997年發(fā)表的題為“高壓橡塑電纜系統敷設后的試驗"的總結報告中明確指出以下3條。

　?、儆捎谥绷麟妶?chǎng)強度按電阻率分布,而電阻率受溫度等影響較大,同時(shí)耐壓試驗過(guò)程中,終端頭的外部閃絡(luò )引起的行波可能造成絕緣損壞。

　?、谥绷髂蛪涸囼炘诤芨唠妷合?難以檢出相間的絕緣缺陷。

　?、壑绷麟妷罕旧砣菀自陔娎|內部集起空間電荷,引起電纜附件沿絕緣閃絡(luò ),因波過(guò)程還會(huì )產(chǎn)生過(guò)電壓,這些現象迭加在一起,使局部電場(chǎng)增強,容易形成絕緣弱點(diǎn),在試驗過(guò)程中可能導致絕緣擊穿,并可能在運行中引起事故。

　　很多電纜在交接試驗中按GB50150-2006標準進(jìn)行直流耐壓試驗順利進(jìn)行,但投運不久就發(fā)生絕緣擊穿事故,正常運行的電纜被直流耐壓試驗損壞的情況也時(shí)有發(fā)生。交流耐壓試驗因其電場(chǎng)分布符合運行實(shí)際情況,故對電纜的試驗最為有效。

　　通常交流電力電纜的電容量較大,試驗電流也很大,調感式設備的體積將非常巨大并且電感調節也很困難,而調頻式裝置則靈活性更強,更易于實(shí)現。因此,電纜現場(chǎng)交流耐壓試驗多利用變頻諧振試驗設備?？筛鶕蛻?hù)需求制造10KV、35KV、110KV、220KV、500KV電壓等級的串聯(lián)諧振試驗裝置。

　　2.在GIS設備中的應用

　　氣體絕緣開(kāi)關(guān)設備在工廠(chǎng)整體組裝完成以后或分單元進(jìn)行調整試驗,試驗合格后以分單元運輸的方式運往現場(chǎng)安裝。運輸過(guò)程中的振動(dòng)、撞擊等可能導致GIS元件或組裝件內堅固件松動(dòng)或移位;安裝過(guò)程中,在聯(lián)結、密封等工藝處理方面可能失誤,導致電極表面刮傷或安裝錯位引起電極表面缺陷;安裝現場(chǎng)可能從空氣中進(jìn)入懸浮塵埃。導電微粒雜質(zhì)等,這些在安裝現場(chǎng)通過(guò)常規試驗將難以檢查出來(lái),對GIS的安全運行將是極大的威脅。

　　由于試驗設備和條件所限,早期的GIS產(chǎn)品多數未進(jìn)行嚴格的現場(chǎng)耐壓試驗。事故統計表明沒(méi)有進(jìn)行現場(chǎng)耐壓試驗的GIS大都發(fā)生了事故。因此,GIS必須進(jìn)行現場(chǎng)耐壓試驗。

　　GIS的現場(chǎng)耐壓主要包括交流電壓、振蕩操作沖擊電壓和振蕩雷電沖擊電壓等3種試驗方法。其中交流耐壓試驗是GIS現場(chǎng)耐壓試驗最常見(jiàn)的方法,它能夠有效地檢查異常的電場(chǎng)結構(如電極損壞)。

　　目前,由于試驗設備和條件所限,現場(chǎng)一般只做交流耐壓試驗。IEC517和GB7674認定對SF6氣體絕緣試驗電壓頻率在10～300Hz范圍內與工頻電壓試驗基本等效。國內外大多采用調頻式串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置進(jìn)行GIS現場(chǎng)交流耐壓試驗。

　　3.在發(fā)電機(電動(dòng)機)交流耐壓試驗中的應用

　　發(fā)電機定子繞組對地或相間電容量大,如300MW水輪發(fā)電機定子繞組對地電容量高達1.7～2.5μF,工頻耐壓時(shí)電容電流達到25～35A,試驗設備容量數千kVA,采用常規試驗設備時(shí),設備笨重。更為嚴重的是用常規大容量試驗設備時(shí),發(fā)電機定子繞組絕緣被擊穿時(shí)的故障點(diǎn)短路電流大,會(huì )燒損鐵芯,將造成很大的經(jīng)濟損失。根據國家標準GB/T16927.2-1997《高電壓試驗技術(shù)》第一部分6.2.1.1電壓波形的規定“試驗電壓一般應是頻率為45～65Hz的交流電壓,通常稱(chēng)為工頻試驗電壓。