電力電纜變頻諧振試驗(yàn)技術(shù)電纜線路的薄弱環(huán)節(jié)

終端機(jī)械損傷鉛包腐蝕過熱老化設(shè)計(jì)不良、制作工藝、材料不當(dāng)在運(yùn)行電壓下受電場、熱、化學(xué)的長期作用而逐漸發(fā)展，劣化直至暴露中間接頭電纜本身電纜竣工時(shí)應(yīng)做交接試驗(yàn)直流試驗(yàn)存在的問題

直流耐壓試驗(yàn)存在的問題試驗(yàn)等效性差直流和交流下的電場分布不同放電難以完全會(huì)造成擊穿的連鎖反應(yīng)對水樹枝的發(fā)展影響巨大諧振是由R、L、C元件組成的電路在一定條件下發(fā)生的一種特殊現(xiàn)象。感抗：XL=2πfL容抗：XC=1/2πfC串聯(lián)回路總阻抗：Z=√R2+(XL-XC)2串聯(lián)諧振的原理串聯(lián)諧振的原理◆諧振時(shí)電路的復(fù)阻抗呈現(xiàn)為一個(gè)純電阻，而且阻抗為最小值。串聯(lián)諧振的原理1、諧振時(shí)電路呈純阻性。2、電路Q值較高時(shí)，電感電壓和電容電壓的數(shù)值都將遠(yuǎn)大于外施電壓的值，所以串聯(lián)諧振又稱電壓諧振。電路中的電磁場總能量為:發(fā)生串聯(lián)諧振時(shí):即電路中的電磁場總能量為：這就表明在試品電容上產(chǎn)生高壓所需要的能量都由電感提供，而以往的電源既需要提供無功能量，又需要提供有功能量，因此串聯(lián)諧振裝置能夠以相同的電源容量完成更大型設(shè)備的耐壓試驗(yàn)。串諧試驗(yàn)方式的優(yōu)點(diǎn)a.所需電源容量大大減小。b.設(shè)備的重量和體積大大減少。c.改善輸出電壓的波形。d.防止大的短路電流燒傷故障點(diǎn)。以同樣容量和電壓等級的設(shè)備為例：1000kVA/500kV的試驗(yàn)變壓器重量為40噸左右，同樣的變頻串聯(lián)諧振系統(tǒng)的重量為2噸左右以1000kVA/500kV為例：采用變頻串聯(lián)諧振系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)只需要20kVA左右的試驗(yàn)容量諧振式濾波電路，能改善輸出電壓的波形畸變，獲得很好的正弦波形，有效的防止了諧波峰值對試品的誤擊穿。絕緣弱點(diǎn)被擊穿時(shí)，電路立即脫諧，回路電流迅速下降為正常試驗(yàn)電流的1/Q。變頻電源變頻電源的主要作用是：為串聯(lián)諧振成套試驗(yàn)系統(tǒng)的諧振回路提供幅值、頻率可調(diào)節(jié)的電壓，滿足諧振回路的需要。勵(lì)磁變壓器a)既是勵(lì)磁變壓器，又是隔離變壓器，其容量一般與變頻電源相同。b)各繞組可串聯(lián)也可并聯(lián)，以滿足不同電壓等級、不同容量試品的試驗(yàn)要求。警告：◆標(biāo)號最大的Xn端子須作接地端子，否則將導(dǎo)致勵(lì)磁變壓器損壞?！粼囼?yàn)中不用的高壓繞組，應(yīng)保障一端（An或Xn）與相鄰的繞組連接，避免繞組電位懸浮。試驗(yàn)時(shí)，確保套管外表面干燥且無灰塵、污垢等。◆試驗(yàn)中不用的高壓繞組不得短接，否則將導(dǎo)致勵(lì)磁變壓器損壞?！魟?lì)磁變壓器低壓繞組不得接地，也不得短接?！粼囼?yàn)完畢后，勵(lì)磁變壓器表面溫度可能較高，當(dāng)心燙傷。試驗(yàn)電抗器警告：◆裝有底座的電抗器內(nèi)安裝有避雷器，一端連L端另一端連接地端子，防止反擊過電壓損壞設(shè)備，試驗(yàn)時(shí)電抗器底座務(wù)必接地。◆電壓等級較高的電抗器上配有均壓環(huán)，防止電抗器沿面放電損壞，試驗(yàn)時(shí)務(wù)必裝設(shè)均壓環(huán)，安裝方式如下圖所示。確定試品允許試驗(yàn)頻率范圍（fmin,fmax）滿足30Hz≤fmin≤fmax≤300Hz。試品與分壓器電容量之和應(yīng)處于（Cmin，Cmax）之間試品試驗(yàn)電壓必須保證小于或等于電抗器額定電壓，若單臺電抗器不能滿足電壓要求，可采用兩臺或兩臺以上的電抗器串聯(lián)來滿足試驗(yàn)電壓。先由試驗(yàn)電壓確定電抗器是否串聯(lián)組合，再由電抗器電感、系統(tǒng)工作頻率（30～300Hz）等確定試品容量范圍電抗器的組合方法依據(jù)電抗器電感L、試品允許試驗(yàn)頻率范圍（fmin,fmax

），確定試品電容允許范圍值（Cmin，Cmax）。

Cmin=Cmax=嚴(yán)禁電抗器放于鐵板等導(dǎo)磁材料上（包括車廂）做試驗(yàn)，否則渦流會(huì)造成電抗器永久性損壞。電抗器串聯(lián)使用注意分壓問題，并聯(lián)使用注意分流問題，嚴(yán)禁電抗器長期過壓、過流使用。嚴(yán)禁電抗器傾倒或倒立放置。試驗(yàn)完畢后，諧振電抗器表面溫度可能較高，當(dāng)心燙傷。試驗(yàn)電抗器試驗(yàn)電抗器電容分壓器是測試試驗(yàn)電壓的取樣部件，它由高壓臂C11和低壓臂C2組成，高低壓臂用同種材料做在同一個(gè)筒內(nèi)，測量精度受溫度影響小，測試信號從低壓臂C2引出（信號:0～100V），作為試驗(yàn)電壓測量和保護(hù)信號，分壓比N=（C11+C2）/C11。電容分壓器電力電纜的額定電壓

電力電纜的額定電壓是電纜及其附件設(shè)計(jì)和電氣性能試驗(yàn)用的基準(zhǔn)電壓，用U0/U表示,其中：

U0為電纜及附件設(shè)計(jì)的導(dǎo)體和金屬屏蔽（地）之間的額定工頻電壓有效值，單位為kV；

U為電纜及附件設(shè)計(jì)的各相導(dǎo)體之間的額定工頻電壓有效值，單位為kV。

U0U和電纜適用的電力系統(tǒng)的最高電壓Um值（kV）

電纜U0/U的劃分與U0類型的選擇，實(shí)際上是根據(jù)電網(wǎng)的——中性點(diǎn)接地方式和故障切除時(shí)間等因素來選擇電纜的。根據(jù)其中性點(diǎn)接地方式的不同，U值相同的電纜，其U0值是不相同的。（中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)、中性點(diǎn)接地系統(tǒng)、中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)。）

中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)在系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)允許繼續(xù)運(yùn)行一定的時(shí)間，在此時(shí)間內(nèi)，健全相的導(dǎo)體對地電壓會(huì)升高，最高可達(dá)線電壓。因此電纜的U0值應(yīng)取得比正常運(yùn)行時(shí)的相電壓值高一些，絕緣厚度也要相應(yīng)厚一些，以保證電纜具有預(yù)期的使用壽命。中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的相電壓不會(huì)升高，因此U0的值就取系統(tǒng)的相電壓值。

1、被試電纜已安裝到位，達(dá)到驗(yàn)收條件。運(yùn)行中電纜的預(yù)防性試驗(yàn)應(yīng)把電纜與其它設(shè)備的連接解開。

2、交流耐壓試驗(yàn)屬于高壓工作，要根據(jù)安全規(guī)程的有關(guān)規(guī)定做好安全準(zhǔn)備工作。在試驗(yàn)地點(diǎn)周圍要采取安全措施，防止與試驗(yàn)無關(guān)的人員靠近。

3、應(yīng)逐相試驗(yàn)，非被試相應(yīng)連同被試相屏蔽層一起接地。

4、電纜屏蔽層過電壓保護(hù)器應(yīng)短接，并使這一端電纜屏蔽或金屬層臨時(shí)接地。

5、根據(jù)試驗(yàn)電壓調(diào)節(jié)過電壓保護(hù)值。

6、根據(jù)試驗(yàn)電壓和估算的輸出電流，選擇適當(dāng)?shù)碾娍蛊?，通常試?yàn)裝置配有三個(gè)電抗器，可通過串聯(lián)或并聯(lián)來滿足試驗(yàn)電壓或試驗(yàn)容量的要求。

7、為交流耐壓試驗(yàn)有較好的等效性，應(yīng)盡量把諧振頻率控制在40～60Hz，這可通過調(diào)節(jié)附加電容的電容量來實(shí)現(xiàn)。尤其是短電纜電容量小，所需的諧振頻率高，甚至超過試驗(yàn)裝置最高的諧振頻率，使之無法調(diào)諧，這時(shí)必須附加并聯(lián)電容。

8、試驗(yàn)接線完畢應(yīng)經(jīng)檢查，確認(rèn)無誤，方可升壓試驗(yàn)。

9、試驗(yàn)完畢應(yīng)通過80kΩ限流電阻反復(fù)放電幾次直至無火花，才允許直接接地。

10、不同廠家生產(chǎn)的試驗(yàn)裝置操作步驟有所差別，具體操作步驟應(yīng)按試驗(yàn)裝置的使用說明書進(jìn)行。電纜交流耐壓試驗(yàn)的缺點(diǎn)◆膠聯(lián)電纜交流耐壓，只要絕緣不發(fā)生閃絡(luò)、擊穿就判為合格，這樣發(fā)現(xiàn)不了絕緣的發(fā)展性缺陷。開展電纜絕緣的變頻介質(zhì)損耗測量、開展離線或在線的局部放電試驗(yàn)