目前國内(nèi)在xlpe交聯(lián)電纜交(jiāo)接試驗中(zhōng)存在的問題(tí)，從(cóng)設備(bèi)和标準(zhǔn)上論述(shù)了變頻諧振裝(zhuāng)置在進(jìn)行高壓(yā)電力電纜(lǎn)現場(chǎng)交流耐(nài)壓(yā)的可(kě)行性(xìng)。
一、問題的(de)提出(chū)
1、問題及現(xiàn)狀
    近年來随(suí)着(zhe)城網(wǎng)改造工程(chéng)的實施，高壓交聯電(diàn)纜(lǎn)開(kāi)始大(dà)量使用。按照iec840或(huò)cigre wg21.0 3建議規(guī)程，現場(chǎng)試驗的目(mù)的不(bú)是為了檢驗電(diàn)纜的制造(zào)質量(liàng)或電纜(lǎn)附件的(de)制造(zào)質量的好壞，其(qí)制造質量(liàng)已在型(xíng)式試驗(yàn)和出(chū)廠試驗中(zhōng)證實。現場(chǎng)竣工(gōng)驗收試驗(yàn)的(de)目(mù)的是檢(jiǎn)查(chá)電纜(lǎn)的敷設、附件的(de)安裝是否正确(què)及電纜在運輸(shū)、搬運、存放、敷設(shè)和回(huí)填的過程(chéng)中，是(shì)否(fǒu)有受到(dào)意外(wài)損害。在交(jiāo)聯(lián)電纜投運前(qián)的試驗手段上(shàng)由于被試(shì)容量(liàng)大和試(shì)驗設備(bèi)的原(yuán)因(yīn)，很(hěn)長時(shí)間以來，仍沿襲(xí)使用直流(liú)耐壓(yā)的試驗方法，但(dàn)存在很(hěn)多缺陷。因此(cǐ)，使用非直(zhí)流的方法對交(jiāo)聯電纜進行耐(nài)壓試(shì)驗就越來(lái)越受(shòu)到人們的重視(shì)。
2、标(biāo)準(zhǔn)問題(tí)
    由于(yú)設(shè)備容量(liàng)和體積等(děng)問題(tí)，目前國家(jiā)尚無(wú)高壓電(diàn)力電纜敷設(shè)後在現場(chǎng)進行交流耐壓試驗(yàn)的相應标(biāo)準。cigri國際大(dà)電網(wǎng)工作會議21工作(zuò)組的《高壓擠包(bāo)絕(jué)緣電纜(lǎn)竣工(gōng)驗收試驗建議(yì)導則》中對(duì)目前采用的直(zhí)流耐(nài)壓試(shì)驗方法提(tí)出疑議，并推薦(jiàn)使用(yòng)工頻及近(jìn)似工(gōng)頻(30～300hz)的交流試驗方法(fǎ)。iec60840标準(zhǔn)中在(zài)45～150kv敷設後電(diàn)纜試驗(yàn)标準中(zhōng)除原直流(liú)試驗(yàn)标準(zhǔn)外，增加了(le)1.7u0 5min或1 u0 24h的交流試驗标準。而(ér)在220kv等級(jí)中iec 62067/cd草案中(zhōng)則取(qǔ)消了(le)電纜敷設(shè)後試驗中直流試驗(yàn)的标(biāo)準，隻(zhī)有交流試驗的要(yào)求(qiú)，即(jí)20～300hz1.4 u0 60min。南方電(diàn)網公司(sī)2004年(nián)發布(bù)的企業标準之(zhī)《電力設(shè)備預防(fáng)性試(shì)驗規(guī)程》内容(róng)中在xlpe電(diàn)纜主(zhǔ)絕緣(yuán)耐(nài)壓試(shì)驗一項中規定了(le)電纜的交流耐(nài)壓試驗标(biāo)準，其試驗(yàn)頻率推薦(jiàn)為20～300hz，35kv及以下(xià)電纜試驗電壓(yā)為1.6倍(bèi)的相電壓(yā)，110kv電纜(lǎn)試驗(yàn)電壓為1.36倍的相(xiàng)電壓，220kv及以(yǐ)上電纜試(shì)驗電(diàn)壓為1.12倍的(de)相電(diàn)壓。
二(èr)、交(jiāo)流耐壓試驗(yàn)方法的選(xuǎn)擇
1、超(chāo)低頻0.1hz耐壓(yā)試驗
    因被試xlpe電(diàn)纜的電容量很大，工頻試驗時(shí)所需(xū)試驗變壓(yā)器的容量也要很大，導緻試驗(yàn)設備笨重(zhòng)而不(bú)适于現場(chǎng)使用(yòng)。采用0.1hz作為(wéi)試驗(yàn)電源(yuán)，理(lǐ)論上可(kě)以将試驗(yàn)變壓器的容(róng)量(liàng)降低(dī)到1/500，試驗變(biàn)壓器(qì)的重量可大大(dà)降低，可(kě)以較容(róng)易地移動到現(xiàn)場進行試(shì)驗。目(mù)前，此種(zhǒng)方法主(zhǔ)要應用于中低壓電纜的(de)試驗(yàn)，由于試驗(yàn)條件的真實性(xìng)畢竟(jìng)不如(rú)近工(gōng)頻交(jiāo)流電(diàn)壓，電壓等(děng)級偏低，還(hái)不能(néng)用于(yú)110kv及以(yǐ)上的(de)高壓電纜試驗(yàn)。
2、振蕩電(diàn)壓試驗(yàn)
    振蕩電壓(yā)試驗(yàn)是用(yòng)直流電源(yuán)給電纜充(chōng)電(diàn)，當(dāng)達到(dào)試驗電壓(yā)後使放(fàng)電(diàn)間隙擊穿(chuān)而通過電(diàn)感線(xiàn)圈放(fàng)電，對電纜(lǎn)施加一定(dìng)電壓幅位(wèi)、頻率為khz級(jí)的(de)衰(shuāi)減振蕩波電(diàn)壓(yā)作為擠包絕緣電纜(lǎn)線路的竣(jun4)工(gōng)試(shì)驗方法的另一(yī)種途徑(jìng)。此(cǐ)種方法比(bǐ)直流耐壓試驗方法有效(xiào)，但與工頻(pín)電壓(yā)試驗相比(bǐ)， 其檢查電纜主絕緣(yuán)和附(fù)件(jiàn)缺陷的(de)效果(guǒ)仍(réng)不(bú)理想(xiǎng)， 一是波的衰減(jiǎn)厲害，難以滿足(zú)長電纜的需要(yào)；二是使局(jú)放增(zēng)大，對電纜有較(jiào)大傷害。
3、諧(xié)振耐(nài)壓試驗
    諧振耐(nài)壓試驗方法是(shì)通過改變試驗系統的電(diàn)感量(liàng)和試驗頻率，使回路處(chù)于(yú)諧振(zhèn)狀态(tài)，這樣試驗回路中試品上(shàng)的大部分容性電流(liú)與(yǔ)電抗器(qì)上的感性(xìng)電流(liú)相抵消(xiāo)，電(diàn)源供給的能量僅為(wéi)回路中消(xiāo)耗的(de)用功功率，為試(shì)品容量的1/q(q為系(xì)統的諧振倍數(shù))；因此試驗電源(yuán)的容量在降低(dī)，重量(liàng)大大減輕。諧振耐壓(yā)試驗(yàn)系統按(àn)調節方式分(fèn)為調(diào)感式(shì)和調(diào)頻式兩種(zhǒng)。
    可調電(diàn)感型諧振試驗系(xì)統可(kě)以滿(mǎn)足耐(nài)壓要(yào)求，但(dàn)由于重量大，可移動性差，主要(yào)用于試驗(yàn)室。變頻串聯諧(xié)振耐(nài)壓試驗是(shì)利用電抗器的電感(gǎn)與被試品(pǐn)電容實現電容(róng)諧振，在被試品(pǐn)上獲(huò)得(dé)高(gāo)電壓(yā)、大電(diàn)流，是當前高電(diàn)壓(yā)試驗的(de)一種(zhǒng)新的方法(fǎ)與潮流(liú)，在(zài)國内(nèi)外已(yǐ)經(jīng)得到廣泛的應用。變頻(pín)串聯(lián)諧振是諧(xié)振式電(diàn)流濾波(bō)電路，能改(gǎi)善電(diàn)源波形畸變，獲得較好的正弦電(diàn)壓波形，有效(xiào)防止諧波峰值(zhí)對被試品(pǐn)的誤擊穿。變頻(pín)串聯(lián)諧振(zhèn)工作在諧(xié)振狀态，當(dāng)被試(shì)品的絕緣(yuán)點被(bèi)擊穿(chuān)時(shí)，電(diàn)流立即脫諧，回路電流迅速下降為(wéi)正(zhèng)常試驗(yàn)電流(liú)的數(shù)十分之一(yī)。發生閃絡擊穿(chuān)時，因(yīn)失(shī)去(qù)諧振條件(jiàn)，除短(duǎn)路電流立(lì)即下降外(wài)，高電壓也(yě)立即消失(shī)，電弧即可(kě)熄滅(miè)。其恢複電壓的(de)再建(jiàn)立過程(chéng)很(hěn)長，很容易(yì)在再(zài)次達(dá)到閃(shǎn)絡電壓斷開電(diàn)源，所(suǒ)以(yǐ)适用于(yú)高電壓、大(dà)容量(liàng)的電(diàn)力(lì)設備的(de)絕緣耐壓試(shì)驗。
    變頻諧振(zhèn)試驗系統不但能滿(mǎn)足高壓 xlpe電纜的(de)耐壓要求，而且(qiě)具有(yǒu)重(zhòng)量輕、可(kě)移動性(xìng)好(hǎo)的優點，适宜現(xiàn)場試(shì)驗。經分析比較(jiào)，變(biàn)頻串聯諧振(zhèn)成套(tào)試驗(yàn)裝置，該裝(zhuāng)置采用固(gù)定電抗器作為諧振電抗器，以(yǐ)調頻(pín)的(de)方(fāng)式實(shí)現諧(xié)振，頻(pín)率的(de)調節範圍(wéi)為30～300hz，符合南方電(diàn)網公(gōng)司2004年發布(bù)的企業标(biāo)準之《電力(lì)設備預防性試驗規程(chéng)》内容中(zhōng)推薦(jiàn)使(shǐ)用(yòng)頻率(lǜ)20～300hz的諧(xié)振(zhèn)耐壓試(shì)驗
三(sān)、諧振試驗(yàn)裝置使用中的(de)注意事項(xiàng)
    1、諧振電源産品大多(duō)都是高(gāo)壓(yā)試驗(yàn)設備，要(yào)求由高(gāo)壓試驗專(zhuān)業人員使用，使(shǐ)用前(qián)應仔(zǎi)細(xì)閱讀使用說(shuō)明書， 并經(jīng)反複操(cāo)作(zuò)訓練(liàn)。
    2、操作人員(yuán)應不(bú)少于2人。使(shǐ)用時(shí)應嚴格(gé)遵(zūn)守本(běn)單位有關(guān)高壓(yā)試驗的(de)安全作(zuò)業規程(chéng)。
    3、為了保證試(shì)驗的(de)安全(quán)正确(què)，除(chú)必須熟(shú)悉本産(chǎn)品(pǐn)說明(míng)書外，還必須嚴格按(àn)國家有(yǒu)關(guān)标準(zhǔn)和(hé)規(guī)程進(jìn)行試(shì)驗操(cāo)作。
    4、各(gè)聯接線不(bú)能接錯，特别是接地(dì)線不能接錯，否(fǒu)則可導(dǎo)緻(zhì)試驗(yàn)裝置(zhì)損壞。
    5、本裝(zhuāng)置使(shǐ)用時(shí)，輸出(chū)的(de)是高電壓或(huò)超高(gāo)電壓，必須可靠接(jiē)地，注意操作(zuò)安(ān)全距離(lí)。
    6、串聯諧振(zhèn)試驗(yàn)系統(tǒng)是利用諧(xié)振電(diàn)抗器(qì)與(yǔ)被(bèi)試品諧振(zhèn)産生高電壓的，也就是說(shuō)，能不能産(chǎn)生高電壓主要是看(kàn)試品與諧(xié)振電抗器(qì)是否(fǒu)諧振，所(suǒ)以，試驗(yàn)人員在(zài)分析現場不能(néng)夠産生(shēng)所需高電(diàn)壓時(shí)，應該分析(xī)什麼(me)破壞了諧振條件，回(huí)路是否接(jiē)通等。
    7、串(chuàn)聯諧振(zhèn)試驗(yàn)系統(tǒng)的激磁變壓器(qì)有特(tè)定的(de)電(diàn)壓和電(diàn)流要(yào)求(qiú)，在(zài)選用代替品時，一定(dìng)要考慮電壓和(hé)電流(liú)， 不能采用(yòng)隻是容(róng)量相同的普(pǔ)通的試驗(yàn)變壓器。
    直流耐(nài)壓試(shì)驗不(bú)能模(mó)拟高壓交(jiāo)聯電(diàn)纜的(de)運(yùn)行工況，試驗效果差，并(bìng)且有(yǒu)一定的危(wēi)害性，在(zài)現(xiàn)場(chǎng)竣工驗收試驗時(shí)，不宜再采用直(zhí)流耐壓的方法(fǎ)。交流耐壓試驗(yàn)是現場檢驗交(jiāo)聯電纜(lǎn)的敷設(shè)和附(fù)件安裝質(zhì)量有(yǒu)效的手段(duàn)。我(wǒ)們(men)所用的變(biàn)頻諧振(zhèn)裝(zhuāng)置符合南方(fāng)電網公(gōng)司企業标準、iec和國标的(de)有關要(yào)求，通過電抗器(qì)串并(bìng)聯(lián)的方式(shì)可以滿(mǎn)足(zú)高壓(yā)交聯電(diàn)纜現場交流耐壓(yā)的要(yào)求。