超低頻（0.1Hz）耐壓試驗

作為發(fā)現(xiàn)電纜運行絕緣缺陷的無損試驗手段，國外的科研機構(gòu)早在20世紀(jì)80年代，就開始對運行中的XLPE絕緣電纜采用超低頻耐壓試驗，并進行了大量的試驗室研究和現(xiàn)場試驗。根據(jù)研究結(jié)果，國際大電網(wǎng)會議工作組推薦將超低頻耐壓試驗用于中低壓XLPE電纜的絕緣耐壓試驗。

0.1Hz超低頻耐壓試驗是鑒定XLPE絕緣電纜絕緣強度的直接方法，對于停運后的XLPE絕緣電力電纜是否能繼續(xù)投入運行，該試驗是重要的判斷參考依據(jù)。主要的試驗的原理是將50Hz交流電通過整流和濾波環(huán)節(jié)變成所需的直流電壓，通過逆變電路，將此直流電壓逆變?yōu)?kHz交流電壓，再由0.1Hz正弦振蕩器進行調(diào)幅處理，調(diào)幅后，1kHz電壓等幅波就轉(zhuǎn)變成0.1Hz的變化調(diào)幅波。這個調(diào)制電壓是通過兩個高壓變壓器與電壓倍增電路產(chǎn)生的按0.1Hz正弦波變化的高電壓，用壓敏電阻器進行解調(diào)，從而使負載上輸出0.1Hz高壓正弦電壓波形。試驗和研究表明，0.1Hz電壓對XLPE電纜水樹枝的監(jiān)測十分有效，而水樹枝的產(chǎn)生和發(fā)展是XLPE絕緣電纜最主要的老化方式。超低頻交流耐壓試驗最關(guān)鍵的問題是確定進行試驗的電壓，只有施加的試驗電壓正確，才能保證得出正確的結(jié)論。

目前國內(nèi)這方面的研究甚少，根據(jù)國外的試驗資料介紹，0.1Hz時的試驗電壓為50Hz時的1.5～1.8倍，如下式：

式中，λ的值在1.5～1.8間選取，U50為預(yù)定的50Hz交流試驗電壓值，這個值目前在《電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程》中尚未給出H J。這種試驗方式的優(yōu)點主要在于：

1．是無損壞的耐壓試驗方法。用這種方法不會損壞被試品電纜，特別是對于開始老化但還可使用的電纜優(yōu)勢明顯。

2．相比直流高壓試驗，對新鋪電纜和經(jīng)過維修的電纜，此種測試對于連接處和端頭出頭聯(lián)接錯誤的判定更為準(zhǔn)確。

3．與工頻耐壓試驗設(shè)備相比，其試驗設(shè)備體積較小、重量較輕。同時保證了試驗時和實際運行時的電壓在被試品電纜中的絕緣分布相同。國內(nèi)外的大量研究表明，試驗時可以用此方法代替工頻耐壓試驗方法，是因為這兩種電壓對于疊層復(fù)合絕緣缺陷的檢驗?zāi)芰κ窍嗤模哂休^好的等效性。又由于交流試驗設(shè)備的容量與試驗頻率成正比，用此試驗方法可以在很大程度上降低交流耐壓試驗設(shè)備的容量，同50Hz工頻耐壓設(shè)備容量比較，理論上可降低500倍。但由于結(jié)構(gòu)等其他方面的原因，實際可降低到50～100倍，這樣就有利于現(xiàn)場試驗使用。這種耐壓方法的缺陷是被試品電纜在超低頻耐壓與工頻耐壓下的一致性較差，以此試驗方式代替工頻耐壓試驗效率是較低的。而且目前開發(fā)的0．1Hz超低頻耐壓試驗設(shè)備由于其輸出電壓等級不夠高，無法對試驗電壓等級較高的XLPE電纜進行試驗。目前，這種試驗方法主要還是中低壓XLPE絕緣電纜耐壓試驗的一種選擇方法。

調(diào)感式工頻串聯(lián)諧振試驗

調(diào)感式工頻串聯(lián)諧振試驗系統(tǒng)主要原理是利用電抗器的感抗和被試品電纜電容的容抗在50Hz工頻下發(fā)生諧振的原理來產(chǎn)生高電壓的。試驗系統(tǒng)的簡化結(jié)構(gòu)如圖1—1所示，圖中Tl為可調(diào)自耦變壓器，T2為勵磁變壓器，他們?yōu)橄到y(tǒng)提供了一個可變的工作電壓，T2供給諧振回路功率，并將電源回路與被試品電纜回路隔開，電容c表示被試品電纜電容及其它并聯(lián)電容，例如電壓分壓器電容等。電感L代表可變電抗器的電感，調(diào)節(jié)它的電感量，使其與電容C發(fā)生諧振。

圖1—2所示的是諧振系統(tǒng)的等效電路，電感三為電抗器電感，串聯(lián)電阻尺表示系統(tǒng)回路的總損耗，則可得：

調(diào)感式串聯(lián)諧振試驗系統(tǒng)相比與普通升壓變壓器試驗系統(tǒng)，在高電壓、長電纜、大截面的XLPE電纜耐壓試驗方面，具有以下顯著優(yōu)點：

一、輸出電流波形好。試驗回路僅讓基波電流順利通過，對其他諧波電流相當(dāng)于是濾波器，濾出了諧波干擾，所以輸出電流基本上是正弦波；

二、自保護性能好。僅當(dāng)串聯(lián)諧振回路滿足諧振條件時，即∞￡=1／∞C時，系統(tǒng)才會輸出高壓，而被試品電纜一旦發(fā)生擊穿，相當(dāng)于電容被短路，回路失諧，高壓立即降落，由于電抗器的電抗限制短路電流，保護試驗裝置不會遭受過電壓與大電流的沖擊，所以不需要在串聯(lián)諧振試驗裝置中加球隙或電阻保護，也不需要其它保護方式來保護。

調(diào)感式串聯(lián)諧振試驗系統(tǒng)的缺點是電感的調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，不容易提高系統(tǒng)的品質(zhì)因數(shù)，且自動控制差，噪音大，其使用受到限制。