電纜耐壓試驗離不開串聯(lián)諧振試驗裝置
1.引言
由于設(shè)備容量和體積等問題，目前國家尚無高壓電力電纜敷設(shè)后在現(xiàn)場進(jìn)行交流耐壓試驗的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。CIGRI國際大電網(wǎng)工作會議21工作組的《高壓擠包絕緣電纜竣工驗收試驗建議導(dǎo)則》中對目前采用的直流耐壓試驗方法提出疑議，并推薦使用工頻及近似工頻(30～300Hz)的交流試驗方法。IEC60840標(biāo)準(zhǔn)中在45～150kV敷設(shè)后電纜試驗標(biāo)準(zhǔn)中除原直流試驗標(biāo)準(zhǔn)外，增加了1.7U0 5min或1 U0 24h的交流試驗標(biāo)準(zhǔn)。而在220kV等級中IEC 62067/CD草案中則取消了電纜敷設(shè)后試驗中直流試驗的標(biāo)準(zhǔn)，只有交流試驗的要求，即20～300Hz1.4 U0 60min。南方電網(wǎng)公司2004年發(fā)布的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之《電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程》內(nèi)容中在電纜主絕緣耐壓試驗一項中規(guī)定了電纜的交流耐壓試驗標(biāo)準(zhǔn)，其試驗頻率推薦為20～300Hz，35kV及以下電纜試驗電壓為1.6倍的相電壓，110kV電纜試驗電壓為1.36倍的相電壓，220kV及以上電纜試驗電壓為1.12倍的相電壓。
2.交流耐壓試驗方法的選擇
2.1超低頻0.1Hz耐壓試驗
因被試電纜的電容量很大，工頻試驗時所需試驗變壓器的容量也要很大，導(dǎo)致試驗設(shè)備笨重而不適于現(xiàn)場使用。采用0.1Hz作為試驗電源，理論上可以將試驗變壓器的容量降低到1/500，試驗變壓器的重量可大大降低，可以較容易地移動到現(xiàn)場進(jìn)行試驗。目前，此種方法主要應(yīng)用于中低壓電纜的試驗，由于試驗條件的真實性畢竟不如近工頻交流電壓，電壓等級偏低，還不能用于110kV及以上的高壓電纜試驗。
2.2振蕩電壓試驗
振蕩電壓試驗是用直流電源給電纜充電，當(dāng)達(dá)到試驗電壓后使放電間隙擊穿而通過電感線圈放電，對電纜施加一定電壓幅位、頻率為kHz級的衰減振蕩波電壓作為擠包絕緣電纜線路的竣工試驗方法的另一種途徑。此種方法比直流耐壓試驗方法有效，但與工頻電壓試驗相比，其檢查電纜主絕緣和附件缺陷的效果仍不理想， 一是波的衰減厲害，難以滿足長電纜的需要；二是使局放增大，對電纜有較大傷害。
2.3諧振耐壓試驗
諧振耐壓試驗方法是通過改變試驗系統(tǒng)的電感量和試驗頻率，使回路處于諧振狀態(tài)，這樣試驗回路中試品上的大部分容性電流與電抗器上的感性電流相抵消，電源供給的能量僅為回路中消耗的用功功率，為試品容量的1/Q(Q為系統(tǒng)的諧振倍數(shù))；因此試驗電源的容量在降低，重量大大減輕。諧振耐壓試驗系統(tǒng)按調(diào)節(jié)方式分為調(diào)感式(VISR)和調(diào)頻式(VFSR)兩種。
變頻串聯(lián)諧振是諧振式電流濾波電路，能改善電源波形畸變，獲得較好的正弦電壓波形，有效防止諧波峰值對被試品的誤擊穿。變頻串聯(lián)諧振工作在諧振狀態(tài)，當(dāng)被試品的絕緣點被擊穿時，電流立即脫諧，回路電流迅速下降為正常試驗電流的數(shù)十分之一。發(fā)生閃絡(luò)擊穿時，因失去諧振條件，除短路電流立即下降外，高電壓也立即消失，電弧即可熄滅。其恢復(fù)電壓的再建立過程很長，很容易在再次達(dá)到閃絡(luò)電壓斷開電源，所以適用于高電壓、大容量的電力設(shè)備的絕緣耐壓試驗。
變頻諧振試驗系統(tǒng)不但能滿足高壓電纜的耐壓要求，而且具有重量輕、可移動性好的優(yōu)點，適宜現(xiàn)場試驗。經(jīng)分析比較，我們采用上海思源電氣有限公司生產(chǎn)的VFSR變頻串聯(lián)諧振成套試驗裝置，該裝置采用固定電抗器作為諧振電抗器，以調(diào)頻的方式實現(xiàn)諧振，頻率的調(diào)節(jié)范圍為30～300Hz，符合南方電網(wǎng)公司2004年發(fā)布的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之《電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程》內(nèi)容中推薦使用頻率20～300Hz的諧振耐壓試驗。
3.諧振試驗裝置使用中的注意事項
(1)諧振電源產(chǎn)品大多都是高壓試驗設(shè)備，要求由高壓試驗專業(yè)人員使用，使用前應(yīng)仔細(xì)閱讀使用說明書，并經(jīng)反復(fù)操作訓(xùn)練。
(2)操作人員應(yīng)不少于2人。使用時應(yīng)嚴(yán)格遵守本單位有關(guān)高壓試驗的**作業(yè)規(guī)程。
(3)為了保證試驗的**正確，除必須熟悉本產(chǎn)品說明書外，還必須嚴(yán)格按國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程進(jìn)行試驗操作。
(4)各聯(lián)接線不能接錯，特別是接地線不能接錯，否則可導(dǎo)致試驗裝置損壞。
(5)本裝置使用時，輸出的是高電壓或超高電壓，必須可靠接地，注意操作**距離。
(7)串聯(lián)諧振試驗系統(tǒng)的激磁變壓器有特定的電壓和電流要求，在選用代替品時，一定要考慮電壓和電流，不能采用只是容量相同的普通的試驗變壓器。