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May 13, 2019

串联谐振试验设备在高压电缆耐压试验中的应用

高压电网发展现状:

       近些年来,随着国民经济的增长,城市用电量也在逐渐增大,城市电力系统需要实施改造工程,新型的高压交联聚烯烃电缆也在开始大量使用。根据国家电网制定的电缆行业的标准IEC840建议规程,现场试验的目的是检验电缆的敷设、冷缩电缆附件是否正确安装以及电缆在运输、搬运、存放、敷设和回填过程中,电缆外皮是否有受到其外伤害,比如:破损,压坏等情况。在之前的交联电缆验收前的检验设备较为庞大,且体积重量等各方面因素,使之验收成本增高。因此,可利用串联谐振试验的原理满足电缆的验收,且串联谐振试验设备电压容量小,体积较轻,30KG的重量便于携带。大大节省了,场地验收工程项目的成本。

       交联聚烯烃电缆耐压的试验原理:

       国内城乡电网中高压交联电缆大量使用,其实经常会有故障发生。为保证交联电缆的稳定、安全、可靠的运行,国家电网制定新规定:用交流耐压试验替代原来的直流眼压试验,以避免直流试验的累积效应对电缆造成损伤。
       由国家电网组办的:国际大电网会议(CIGRE)21.09工作组的建议导则提出高压挤包绝缘电缆的现场试验采用DAXZ串联谐振试验系统,频率范围为30~300Hz。并在1997年发表的题为“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,同时耐压试验过程中,冷缩\热缩电缆附件终端头的外部闪络引起的行波可能造成绝缘损坏。      
      
直流电压本身容易在电缆内部集起空间电荷,引起电缆附件沿绝缘闪络,因波过程还会产生过电压,这种现象迭加在一起,促使局部电场增强,很容易形成绝缘弱点,在试验过程中可能导致绝缘层被击穿,并可能在运行中引起安全事故。
      直流耐压试验在很高电压下,难以检验出相间隔的绝缘缺陷。
      谐振耐压试验方法是通过改变试验系统的电感量和试验频率,使回路处于谐振状态,这样试验回路中试品上的大部分容性电流与电抗器上的感性电流相抵消,电源供给的能量仅为回路中消耗的用功功率,为试品容量的1/Q(Q为系统的谐振倍数);因此试验电源的容量在降低,重量大大减轻。谐振耐压试验系统按调节方式分为调感式(VISR)和调频式(VFSR)两种。
      大型的实验室中,可调电感型谐振试验系统可以满足耐压要求,但由于重量大,设备可移动性差,所以主要是用于大型试验室里。串联谐振试验是利用电抗器的电感与被试品电容两者之间实现电容谐振,串联谐振试验设备在被试品上获得高电压、大电流。
      变频串联谐振是谐振式电流滤波电路,能改善电源波形畸变,获得较好的正弦电压波形,有效防止谐波峰值对被试品的误击穿。变频串联谐振工作在谐振状态,当被试品的绝缘点被击穿时,电流立即脱谐,回路电流迅速下降为正常试验电流的数十分之一。发生闪络击穿时,因失去谐振条件,除短路电流立即下降外,高电压也立即消失,电弧即可熄灭。其恢复电压的再建立过程很长,很容易在再次达到闪络电压断开电源,所以串联谐振试验设备适用于高电压、大容量的电力设备的绝缘耐压试验。
       变频谐振试验系统不但能满足高压 高压交联聚乙烯电缆的耐压要求,而且具有重量轻、可移动性好的优点,适宜现场试验。经专家分析比较,我们采用武汉华超电子生产的HC串联谐振试验设备,该设备采用固定电抗器作为谐振电抗器,以调频的方式实现谐振,频率的调节范围为30~300Hz,符合南方电网公司2004年发布的企业标准之《电力设备预防性试验规程》内容中推荐使用频率20~300Hz的谐振耐压试验。 HC系列串联谐振试验设备广泛受到业界认可,广销国内外。
       以上,我们可以得知交流耐压试验是检验现场高压交联聚烯烃电缆的的敷设、日常运行和电冷缩电缆附件的安装质量的最佳方案。而直流耐压试验不能满足试验要求,且无法模拟电缆的运行情况,试验效果不理想,还有可能带来一定的危险性。所以,综上所述,我们再选择串联谐振试验设备是符合南方电网的企业标准、IEC和国标的有关章程。
       武汉华超电子仪器设备有限公司是一家专业研发与生产串联谐振试验设备,接地电阻测试仪,绝缘电阻测试仪等设备的厂家。多年的生产研发经验,致力于电测行业的合格供应商,可提供一站式的解决方案。

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