變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)的操作使用

作為發(fā)現(xiàn)纜運(yùn)行絕緣缺陷的無(wú)損試驗(yàn)手段，國(guó)外的科研機(jī)構(gòu)早在20世紀(jì)80年代，就開始對(duì)運(yùn)行中的XLPE絕緣 纜采用超低頻耐壓試驗(yàn)，并進(jìn)行了大量的試驗(yàn)室研究和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。根據(jù)研究結(jié)果，大網(wǎng)會(huì)議工作組*將 超低頻耐壓試驗(yàn)用于中低壓XLPE纜的絕緣耐壓試驗(yàn)。

．1Hz超低頻耐壓試驗(yàn)是鑒定XLPE絕緣纜絕緣強(qiáng)度的直接方法，對(duì)于停運(yùn)后的XLPE絕緣力纜是否能繼 續(xù)投入運(yùn)行，該試驗(yàn)是重要的判斷參考依據(jù)。主要的試驗(yàn)的原理是將50Hz交流通過(guò)整流和濾波環(huán)節(jié)變成所需的 直流壓，通過(guò)逆變路，將此直流壓逆變?yōu)閘kHz交流壓，再由0．1 Hz正弦振蕩器進(jìn)行調(diào)幅處理，調(diào)幅后 ，lkHz壓等幅波就轉(zhuǎn)變成0．1 Hz的變化調(diào)幅波。這個(gè)調(diào)制壓是通過(guò)兩個(gè)高壓變壓器與壓倍增路產(chǎn)生的 按0．1Hz正弦波變化的高壓，用壓敏阻器進(jìn)行解調(diào)，從而使負(fù)載上輸出O．1 Hz高壓正弦壓波形。試驗(yàn)和 研究表明，0．1 Hz壓對(duì)XLPE纜水樹枝的監(jiān)測(cè)十分有效，而水樹枝的產(chǎn)生和發(fā)展是XLPE絕緣纜zui主要的老 化方式。超低頻交流耐壓試驗(yàn)zui關(guān)鍵的問(wèn)題是確定進(jìn)行試驗(yàn)的壓，只有施加的試驗(yàn)壓正確，才能保證得出正 確的結(jié)論。
目前國(guó)內(nèi)這方面的研究甚少，根據(jù)國(guó)外的試驗(yàn)資料介紹，0．1 Hz時(shí)的試驗(yàn)壓為50Hz時(shí)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(yàn)壓值，這個(gè)值目前在《力設(shè)備預(yù)防性試 驗(yàn)規(guī)程》中尚未給出H J。這種試驗(yàn)方式的優(yōu)點(diǎn)主要在于：
．是無(wú)損壞的耐壓試驗(yàn)方法。用這種方法不會(huì)損壞被試品纜，特別是對(duì)于開始老化但還可使用的纜優(yōu)勢(shì) 明顯。
．相比直流高壓試驗(yàn)，對(duì)新鋪纜和經(jīng)過(guò)維修的纜，此種測(cè)試對(duì)于連接處和端頭出頭聯(lián)接錯(cuò)誤的判定更為 準(zhǔn)確。
．與工頻耐壓試驗(yàn)設(shè)備相比，其試驗(yàn)設(shè)備體積較小、重量較輕。同時(shí)保證了試驗(yàn)時(shí)和實(shí)際運(yùn)行時(shí)的壓在被 試品纜中的絕緣分布相同。國(guó)內(nèi)外的大量研究表明，試驗(yàn)時(shí)可以用此方法代替工頻耐壓試驗(yàn)方法，是因?yàn)檫@兩 種壓對(duì)于疊層復(fù)合絕緣缺陷的檢驗(yàn)?zāi)芰κ窍嗤?，具有較好的等效性。又由于交流試驗(yàn)設(shè)備的容量與試驗(yàn)頻率 成正比，用此試驗(yàn)方法可以在很大程度上降低交流耐壓試驗(yàn)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(shí)際可降低到50～1 00倍，這樣就有利于現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)使用。這種耐 壓方法的缺陷是被試品纜在超低頻耐壓與工頻耐壓下的一致性較差，以此試驗(yàn)方式代替工頻耐壓試驗(yàn)效率是較 低的。而且目前開發(fā)的0．1Hz超低頻耐壓試驗(yàn)設(shè)備由于其輸出壓等級(jí)不夠高，無(wú)法對(duì)試驗(yàn)壓等級(jí)較高的XLPE 纜進(jìn)行試驗(yàn)。目前，這種試驗(yàn)方法主要還是中低壓XLPE絕緣纜耐壓試驗(yàn)的一種選擇方法。

調(diào)感式工頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)

調(diào)感式工頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)系統(tǒng)主要原理是利用抗器的感抗和被試品纜容的容抗在50Hz工頻下發(fā)生諧振 的原理來(lái)產(chǎn)生高壓的。試驗(yàn)系統(tǒng)的簡(jiǎn)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(lì)磁變壓器，他們 為系統(tǒng)提供了一個(gè)可變的工作壓，T2供給諧振回路功率，并將源回路與被試品纜回路隔開，容c表示被 試品纜容及其它并聯(lián)容，例如壓分壓器容等。感L代表可變抗器的感，調(diào)節(jié)它的感量，使其 與容C發(fā)生諧振。
調(diào)感式串聯(lián)諧振試驗(yàn)系統(tǒng)相比與普通升壓變壓器試驗(yàn)系統(tǒng)，在高壓、長(zhǎng)纜、大截面的XLPE纜耐壓試驗(yàn) 方面，具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)：
一、輸出流波形好。試驗(yàn)回路僅讓基波流順利通過(guò)，對(duì)其他諧波流相當(dāng)于是濾波器，濾出了諧波干擾 ，所以輸出流基本上是正弦波；
二、自保護(hù)性能好。僅當(dāng)串聯(lián)諧振回路滿足諧振條件時(shí)，即∞￡=1／∞C時(shí)，系統(tǒng)才會(huì)輸出高壓，而被試品 纜一旦發(fā)生擊穿，相當(dāng)于容被短路，回路失諧，高壓立即降落，由于抗器的抗限制短路流，保護(hù)試驗(yàn) 裝置不會(huì)遭受過(guò)壓與大流的沖擊，所以不需要在串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置中加球隙或阻保護(hù)，也不需要其它保護(hù) 方式來(lái)保護(hù)。

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