对橡塑绝缘电力电缆交流耐压试验探析

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1、对橡塑绝缘电力电缆交流耐压试验探析　　摘要：近年来，我国橡塑绝缘电力电缆得到了迅速发展，并逐步取代了常规中低压油纸绝缘电缆。对电缆的耐压试验是为了检测和保证电缆在应用中的安全性，提高工作的效率，降低设备的应用成本。而理论和实践证明，橡塑电缆不宜采用直流耐压试验，而应采用交流耐压试验。目前都采用变频串联谐振耐压试验来检测电缆是否良好。关键词：电缆检测；交流耐压试验；变频串联谐振中图分类号：F407.61文献标识码：A文章编号：电力电缆的耐压试验主要是检测电性能方面是否良好。电性能的试验主要有导体直流电阻试验、绝缘

2、电阻试验、耐压试验、冲击电压试验等。直流耐压试验不能有效发现机械损伤和交流电压下的一些缺陷。由于橡塑电缆绝缘具有“记忆性”，这个“记忆性”是由于单项应力(直流耐压)作用而产生的。一旦电缆有了直流耐压而引起的“记忆性”直流残压，它就需要很长时间来释放。这种直流残压一旦使电缆运行，直流残压就叠加在交流电压的峰值上，产生过电压，远远超过电缆的额定电压，足以损坏电缆。交流耐压实验方法通过变频谐振，其输出的电压与容量会被放大，电源装置的重量、体积却大为减小。因此，电力电缆检测试验中，交流耐压试验更为实用，也越来越得到广泛

3、应用。6一、变频串联谐振的概念和特点变频谐振实际上是一个谐振式电流滤波电路，能改善电源电压的波形畸变，获得较佳正弦电压波形，极其有效地防止谐波峰值对电缆产生误击穿。变频串联谐振在全谐振状态下耐压，当试品中绝缘弱点被击穿时电路立即失谐，短路电流立即下降为试验电流数的10%(I／Q)，而采用其他方式耐压时，击穿后的电流立即上升十倍以上。其他方式的耐压与变频谐振相比，击穿后两者间的短路电流相差数百倍，所以，变频谐振耐压既能有效地找出绝缘弱点，又无过大的短路电流。发生闪络击穿时，因失去了谐振条件，除短路电流立即下降外，

4、高电压也立即消失，电弧即刻消灭。且恢复电压再建立过程很少，是一种能量积累的间歇振荡过程。二、变频串联谐振耐压试验原理变频电源是采用交流－直流－交流的变频原理。三相380V、50Hz交流电源，经三相全波整流和滤波成直流后，由大功率三极晶体管受低频正弦信号发生器及其前置放大器推动，将直流逆变放大成大功率30—300Hz正弦电压输出，并采用功率放大管串并联的方式得到0—450V的电压和输出大电流。变频串联谐振的原理见下图1。UF为变频电源；TE为励磁中间变压器；、为电容分压器；PV为电压表。6图1变频串联谐振的原理图

5、当在较低的电源电压下改变变频电源的频率，逐步升高频率时，谐振电抗器L的感抗=2L逐步增大而试品电容器的容抗Xc=1／(2Cx)逐步减小，在某一频率下，=Xc，两者恰巧互相抵消，回路中只剩下损耗等值电阻R，在电源电压U的作用下，电流I达到最大。此时，试品Cx两端的电压Uc和L端电压达到最大值，且两者幅值基本相同，但相位相反。这个时刻称作达到串联谐振。然后调节U，使Uc达到需要值。用很小的U，能产生很高的Uc。此时，L电感的磁场能量与Cx的电场能量相互来回互馈，电源只需要提供克服回路有功损耗的能量。串联谐振时，感抗

6、等于容抗，即2L=l／(2Cx)；回路谐振频率=1／(2)；回路功率因素cos=1.0；回路电流I=U／R；回路品质因数Q=2L／R；试品电压Uc=QU；TE提供纯有功功率P=IU=I2R；试品所需的无功功率PQ=IUc=IQU=QP。这样，利用串联谐振回路可以在较低的电源电压和容量下，获得较高的试品电压和较大的试品无功容量。三、串联谐振现场电缆交流耐压试验目前接触的电力电缆现场试验主要是35kV及以下电力电缆，通常按照以下程序确定试验电抗器的联结方式和选择频率来进行耐压试验。6（1）l0kV交联电缆耐压试验时

7、，单台电抗器的额定电压能满足试验电压的要求，因此可以将1至6台电抗器并联起来使用，现场如何连接要根据实际电缆的参数来确定，我们能提供的最大电感量是88．2H、最小电感量为14．7H。（2）35kV和27．5kV电缆耐压试验时，电抗器的串联型式要根据试验电压来确定。对于21kV／35kV、26kV／35kV的电缆按照2U0耐压要求，采用2台电抗器串联就能满足试验电压的要求，最多采用3台串联；对于27．5kV电缆耐压试验。无论按照2U0或2.5U0的要求均需要3台串联才能满足试验电压的要求，串联电抗器组的并联方式最

8、多2组，并联方式由被试品的电容量来决定。(3)选择谐振频率，根据实际电抗器投入并、串联形式所确定的实际电感量和被试品的电容量来重新核定谐振回路的频率，由=可计算试验所需要的频率。(4)校核试验设备是否超负载运行。电容上的电流I=2就是谐振回路的电流,由试验标准确定，把上面确定的谐振电路的参数L、C和代入可求的I；变频电源的负载=，值对这套设备按照30左右来估计，这样能估算出，把它们分别