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详解串联谐振试验装置在电缆试验中的应用

2020-05-18

串联谐振试验装置是运用串联谐振的原理,利用励磁变压器激发串联谐振回路,调节变频控制器的输出频率,使回路电感L和被试品C发生串联谐振,谐振电压即为加到试品上电压。串联谐振试验装置广泛用于电力、冶金、石油、化工等行业,适用于大容量、高电压的电容性试品的交接和预防性试验。在本文中为您详解串联谐振试验装置在电缆试验中的应用。

在城乡电网中,由于大量使用电缆因此时而发生故障。为保障交联电缆的安全运行,国家电网公司针对电缆交接和预防性试验有了新的规定,原来的直流耐压试验被交流耐压试验所取代,以避免直流耐压试验的累积效应损伤电缆。国际大电网会议 ( CIGRE ) 21 。 09 工作组的建议导则指出:高压挤包绝缘电缆的现场试验采用谐振试验系统,频率范围为30 ~ 300Hz。在 1997年发表的“高压橡塑电缆系统敷设后的试验”的总结报告中明确指出以下3条 。

1、由于直流电场强度按电阻率分布 , 而电阻率受温度等影响较大 , 同时在耐压试验过程中 , 终端头的外部闪络引起的行波可能造成绝缘损坏 。 

2、在很高电压下,直流耐压试验难以检测出相间的绝缘缺陷 。

3、在电缆内部,直流电压本身容易集起空间电荷,引起电缆附件沿绝缘闪络 , 因波过程还会产生过电压 ,  局部电场受到这些现象的综合影响而增强 , 从而容易形成绝缘弱点 , 在试验过程中可能导致绝缘击穿,并且在运行中可能引起事故。

很多电缆在交接试验中按 GB50150 -91 标准进行直流耐压试验顺利进行 , 但投运不久就有绝缘击穿事故的发生 , 正常运行的电缆被直流耐压试验损坏的情况也时有发生。因交流耐压试验的电场分布符合运行实际情况 , 因此对电缆的试验效果俱佳。通常情况下,交流电力电缆的电容量较大 , 试验电流也很大 , 调感式设备的体积也会非常巨大并且电感调节也很困难 , 而调频式装置则灵活性更强 , 更易于实现。因此 , 电缆现场交流耐压试验多利用变频谐振试验设备 。 IEC517 和 GB7674 也认可 30 ~ 300 Hz 交流电压可等效于工频电压 , 但耐压时间应进行频率修正。

串联谐振试验设备主要用于10kV、35kV、110kV的交联橡塑电力电缆,66kV、110kV、220kV 组合电器(GIS)的变频交流耐压试验,水力和火力发电机或电力变压器等的工频交流耐压试验。其基本原理是采用可调节(30--300Hz)串联谐振试验设备与被试品电容谐振产生交流试验电压。

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