電力電纜耐壓試驗的意義和主要方法

由于現(xiàn)代社會以及城市的發(fā)展，對高壓電力電纜的需求不斷增長，導(dǎo)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(yīng)用品種，其具有輸送容量大、電性能好、維護(hù)方便等優(yōu)勢。在現(xiàn)如今的供電企業(yè)中，變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗是未來電力電纜耐壓試驗中的重要方式，由此可見變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

      電力電纜耐壓試驗的意義

　　電力電纜在使用過程中容易受到各種因素的影響，導(dǎo)致出現(xiàn)故障、短路等問題，這些問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)長期滿負(fù)荷運(yùn)行。在一般情況下，電纜溫度上升8℃，絕緣壽命就會下降，若長期處于滿負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，就會導(dǎo)致長期處于高溫狀態(tài)，導(dǎo)致絕緣使用壽命縮短。

　　2)外力沖擊。這主要是電纜鋪設(shè)過程中受到施工技術(shù)的影響。

　　3)受潮。由于雨水具有導(dǎo)電作用，會導(dǎo)致介質(zhì)損耗增多，進(jìn)而導(dǎo)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，接頭沒有壓實(shí)、加熱不充分等導(dǎo)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導(dǎo)致電纜絕緣降低。因此，檢測電力電纜有無故障或異常存在具有重要的現(xiàn)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。

　　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)耐壓試驗方法最早出現(xiàn)于1980年，其主要是用于觀察電纜運(yùn)行是否存在絕緣缺損的一種無損試驗方法，并且該方法經(jīng)過大量的研究室試驗以及現(xiàn)場試驗，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(yīng)用效果。該方法利用的原理是將50Hz交流電通過整流與濾波轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟妷海俳?jīng)由逆變電路，將直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)?kHz交流電壓，再通過0.1Hz正弦振蕩器完成調(diào)幅處理，當(dāng)經(jīng)過調(diào)幅后，1kHz交流電壓等幅波就會轉(zhuǎn)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(xiàn)為正弦波，并經(jīng)由壓敏電阻器進(jìn)行調(diào)解，從而使高交流電壓負(fù)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)無損壞;

　　2)準(zhǔn)確性高;

　　3)設(shè)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(diào)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)境中會產(chǎn)生諧振的工作原理，此過程中會產(chǎn)生高電壓。

　　調(diào)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)諧振回路滿足了產(chǎn)生諧振的條件后，才會形成高電壓，而被測電纜一旦出現(xiàn)問題，就會造成回路異常，就相當(dāng)于電纜短路，高電壓也會出現(xiàn)一致性降落，又由于電抗器能夠限制短路電流，從而保護(hù)裝置不受影響，從而不需要加裝電阻保護(hù)裝置。該試驗方式的劣勢在于操作復(fù)雜、系統(tǒng)品質(zhì)因數(shù)不高、自動化水平低、噪音大，導(dǎo)致其在實(shí)際中的應(yīng)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(diào)感式工頻串聯(lián)諧振試驗原理相似，唯一不同之處在于：變頻串聯(lián)諧振試驗是通過調(diào)節(jié)變頻電源中的輸出電壓頻率實(shí)現(xiàn)試驗回路產(chǎn)生諧振;而調(diào)感式工頻串聯(lián)諧振試驗則是通過基于50Hz工頻下的調(diào)節(jié)電抗器產(chǎn)生的電感量實(shí)現(xiàn)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(dāng)試驗所需電源容量低于被測電纜的電源容量時，能夠在遠(yuǎn)低于所需電源功率的情況下進(jìn)行試驗，能夠有效提高現(xiàn)場試驗的效率，并且能夠克服調(diào)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(yīng)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低、損耗小導(dǎo)致與實(shí)際損耗量不符的問題。因此，中試控股變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗所得結(jié)果為精密、全面和可靠的。

　　變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗設(shè)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(bǔ)償電容器等設(shè)備。國際大電網(wǎng)會議組織建議以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(yù)防性試驗的工頻范圍為45～55Hz，這樣做的目的為了滿足對被測電纜絕緣下降進(jìn)行實(shí)時監(jiān)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(xiàn)工頻頻率在35～75Hz時，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為最理想狀態(tài)。

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