毕业论文-电力电缆试验方法

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文哈尔滨理工大学学士学位论文-PAGEII--PAGEII-电力电缆试验方法摘要电力电缆主要用于分配和输送电能，具有占地少，受外界影响小、有利于提高电力系统功率因数等优点。电力电缆在电力系统及城市配网中使用广泛，它的绝缘状况直接影响电力系统发、供、配电的安全运行，因此应当按照要求对其进行电气试验，以便及时发现缺陷。本文从试验目的、用途等角度出发，论述了各种试验对电力电缆绝缘检测的必要性；结合国内、外相关试验规程和标准，对试验电压、测试时间、试验温度等参数进行取值；并结合试验原理图和试验装置介绍各试验的试验原理及试验方法。具体内容包括：(1)绝缘电阻测量的直流比较法、电压比较法、电桥法；(2)局部放电试验的短电缆试验、不接终端阻抗的长电缆试验、接终端阻抗的长电缆试验、采用反射抑制器的长电缆试验、OWTS振荡波法电缆局放测试、HFCF传感器（脉冲电流法）检测、超低频检测电缆局放技术；(3)交流耐压试验的串联谐振试验、工频串联谐振耐压试验、变频谐振试验方法；(4)冲击电压试验的耐受冲击电压试验、雷电冲击电压裕度试验。关键词：绝缘电阻测量；局部放电试验；交流耐压试验；冲击电压试验TestingMethodsForPowerCableAbstractPowercableismainlyusedfordistributionanddeliveryofelectricity.Ithasmanyadvantages,suchaslittleinfluenceofoutsideandhelpingtoimprovethepowerfactorofelectricpowersystem,etc.Powercableiswidelyusedinthepowersystemandurbandistributionnetwork.ThesituationofPowercables’insulationinfluenceselectricpowersystemsafetyoperationdirectly.Therefore,accordingtotherequirements,weshouldhaveelectricalteststomakesurefindingthedefectintime.Fromthetestpurposesandsignificance,thispaperdiscussesthenecessaryofeachtestinthedetectionofpowercables;combiningwithdomesticandforeigntestingrulesandstandards,thevalueofthetestvoltage,testtime,testtemperatureandotherparameterscanbegot;combiningwithtestschematicandtestdevicetest,thetestprincipleandtestmethodsareintroducedinhere.Topicsinclude:(1)DCcomparativelaw,voltagecomparativelawandBridgemethodfortheinsulationresistancetest;(2)shortcabletest,non-terminallongcabletest,terminallongcabletest,reflexinhibitionlongcabletest,theOWTSshakewavelawcablePDtest,thedetectionofHFCFsensor(pulsecurrentmethod),ultra-lowfrequencydetectioncablePDtestforpartialdischargetest;(3)the0.1Hzultra-lowfrequencywithstandtest,seriesresonanttest,thepowerfrequencyofseriesresonantwithstandvoltagetest,frequencyresonanttestforACwithstandvoltagetest;(4)withstandimpulsevoltagetestandlightningimpulsetestvoltagemarginforimpulsevoltagetest.Keywords:insulationresistancetest;partialdischargetest;ACwithstandvoltagetest;impulsevoltagetestPAGEII---PAGEV-目录摘要 =1\*ROMANIAbstract =2\*ROMANII第1章绪论 11.1课题背景 11.2电力电缆简史 11.3我国电力电缆使用现状和发展状况 11.3.1中低压电缆 11.3.2高压超高压电缆 21.4电力电缆出现故障的原因 21.5电力电缆试验的分类 31.5.1根据试验目的分类 31.5.2根据试验方式和性质分类 31.6本文内容 3第2章绝缘电阻测试 52.1测试目的 52.2测试中电压与时间的选择 52.2.1试验电压 52.2.2测试顺序 52.2.3测试中的读数时间 52.3试样制备 62.4直流比较法测绝缘电阻 62.4.1直流比较法 62.4.2电压-电流法 72.4.3电缆的高温下绝缘电阻测试 82.4.4试验结果及计算 82.5电压比较法测绝缘电阻 92.6电桥法测绝缘电阻 102.6.1全桥法测绝缘电阻 102.6.2半桥法测绝缘电阻 112.7注意事项 122.8试验记录 122.9本章小结 13第3章局部放电试验 143.1测试目的 143.2局部放电测试原理 143.3试验设备 143.3.1试验回路 143.3.2确定试验回路的特性 153.4试样制备 193.5试验程序 193.5.1短电缆试验（包括型式试验） 193.5.2不接终端阻抗的长电缆试验 203.5.3接终端阻抗的长电缆试验 203.5.4采用反射抑制器的长电缆试验 213.5.5OWTS振荡波法电缆局放测试 213.5.6HFCF传感器（脉冲电流法）检测 223.5.7超低频检测电缆局放技术 233.5.8试验要求 233.6注意事项 233.7试验设备的校准 243.8试验记录 243.9附录 24第4章交流耐压试验 274.1试验目的 274.2试验设备 274.2.1电压及其波形 274.2.2容许偏差 274.3试样制备 274.4交流耐压试验 284.4.1串联谐振试验 284.4.2工频串联谐振耐压试验 284.4.3变频谐振试验 294.5试验要求 304.6注意事项 304.7试验记录 31第5章冲击电压试验 325.1试验目的 325.2试验设备 325.2.1试验电压 325.2.2试验电压的产生 335.2.3试验电压的测量和冲击波形的确定 335.2.4用认可的测量装置校准未认可的测量装置测量 345.3试验条件 345.4试验要求 345.5雷电冲击电压裕度试验 355.6注意事项 35结论 37致谢 38参考文献 39附录 41-PAGE10--PAGE55-绪论课题背景电力电缆主要用于分配和输送电能。它与架空线路相比造价较高，但具有占地少，受外界影响小、有利于提高电力系统功率因数等优点，所以在目前城市供电等电力线路中，它的比重正在逐步增加[1]。1978年初由机械工业出版社首次出版的《电线电缆手册》（第一册）中，上海电缆研究所高级工程师钱汝立首次在国际上给电线电缆拟定了一个定义，即：电线电缆是用于传输电力、传输信息和实现电磁能量转换的一大类电工产品。它既概括了电线电缆产品所服务的宽广领域，又深刻地揭示了电线电缆在社会中的重要作用。电力电缆在电力系统及城市配网中使用广泛，它的绝缘状况直接影响电力系统发、供、配电的安全运行，因此应当按照要求对其进行电气试验，以便及时发现缺陷[2]。另外，当发现电缆故障时，要及时准确地查出故障原因及故障部位，及时予以消除，保证其安全工作，确保电网安全运行。电力电缆简史电力电缆的使用至今已有百余年历史。1879年，美国发明家T.A.爱迪生在铜棒上包绕黄麻并将其穿入铁管内，然后填充沥青混合物制成电缆。他将此电缆敷设于纽约，开创了地下输电。次年，英国人卡伦德发明沥青浸渍纸绝缘电力电缆。1889年，英国人S.Z.费兰梯在伦敦与德特福德之间敷设了10kV油浸纸绝缘电缆。1908年，英国建成20kV电缆网。电力电缆得到越来越广的应用。1911年，德国敷设成60kV高压电缆，开始了高压电缆的发展。1913年，德国人M.霍希施泰特研制成分相屏蔽电缆，改善了电缆内部电场分布，消除了绝缘表面的正切应力，成为电力电缆发展中的里程碑。1952年，瑞典在北部发电厂敷设了380kV超高压电缆，实现了超高压电缆的应用。到80年代已制成1100kV、1200kV的特高压电力电缆。我国电力电缆使用现状和发展状况中低压电缆我国城市化快速发展，城市地价逐年上涨，电缆使用量逐年递增。在市场经济条件下，电缆的采用加大了市场需求。据统计，国家电网公司中压电缆自2007年始每年按10%以上比例逐年增加。中压电缆经历了从纸绝缘电缆到PVC电缆、XLPE普通电缆，并向XLPE抗水树电缆发展。而中压附件发展也经历了绕包附件、热收缩附件、预制式附件、冷缩附件，并向插拔式附件方向发展。高压超高压电缆资料统计，国家电网公司高压电缆使用量2007年为4610km，2008年比2007年增长了20%达到5540km，而2009年为6610km，2010年为7450km。在国内电缆设备制造业的技术发展与创新下，我国目前高压电缆及附件已全部实现国产化。在超高压电缆使用上，2008年和2010年分别实现了超过20%的年递增比例。我国超高压电缆目前已全部实现了国产化，但在附件产品上，整个市场的产品存在国产与进口并存现象。电力电缆出现故障的原因电缆线路常见的故障有机械损伤、绝缘损伤、绝缘受潮、绝缘老化变质、过电压、电缆过热故障等[3]。当线路发生上述故障时，应切断故电缆的电源，寻找故障点，对故障进行检查及分析，然后进行修理和试验，待故障消除后，方可恢复供电。电缆故障的最直接原因是绝缘能力降低而被击穿。导致绝缘能力降低的因素很多，归纳起来有以下几种：1.外力损伤现在相当多的电缆故障都是由于机械损伤引起的。比如，电缆敷设安装时不规范施工，容易造成机械损伤；机械振动使电缆变形，导致弯曲过度，损坏电缆内部绝缘。2.绝缘受潮这种情况一般发生在直埋或排管里的电缆接头处。电力电缆在伴随电作用带来的热化学及机械作用下，绝缘介质发生物理及化学变化，介质的绝缘水平下降，绝缘受潮；中间接头或终端头因结构密封不好亦可造成绝缘受潮。3.电缆过热电缆绝缘内部气隙游离造成局部受热，从而使绝缘炭化；安装在电缆密集区、电缆隧道等处的电缆，因散热不良而使绝缘加速损坏；长期超负荷运行时，过高的温度加速绝缘的老化，以致绝缘被击穿。4.化学腐蚀由于电解作用或化学作用使电缆铅包腐蚀，使保护层失效，绝缘能力降低，导致电缆故障。5.电缆接头故障电缆接头是电缆线路中最薄弱的环节，施工人员剥离半导体时可能会损坏到内绝缘；施工人员在制作电缆接头过程中，如果有接头压接不紧、加热不充分等原因，都会导致电缆头绝缘能力降低，从而引发事故。6.环境和温度电缆所处的外界环境和热源也会造成电缆温度过高，绝缘击穿，甚至爆炸起火。7.电缆本体的正常老化等其他原因[4]电力电缆试验的分类根据试验目的分类根据试验目的，电缆试验可分为四类：例行试验、抽样试验、型式试验和安装敷设后检查及预防性试验。例行试验是制造厂对所有电缆成品均应进行的试验，以证明电缆总体性能，它可发现电缆生产过程中偶然性缺陷，校验电缆产品质量是否与设计要求一致。抽样试验也称特殊试验，它是根据一定取样规则，从一批产品中抽出一部分电缆长度进行的试验。与例行试验目的一样，但因试验手续比较复杂，或在试验过程中可能损坏电缆，故仅取一部分试样进行试验。型式试验主要是对新型式产品作为大量使用前所做的试验。经过型式试验证明该产品能满足运行提出的性能要求，或经过型式试验可以在较短时间确定新产品相对老产品的相对质量和新产品的寿命。除非电缆材料、工艺或设计有变化并可能影响其性能，产品的型式试验不必要重复。敷设后检查及预防性试验，电缆安装敷设完毕后进行检查试验的目的是用来检查电缆安装敷设的质量，在安装敷设过程中是否严重损伤电缆，预防性试验或电缆定期检查试验，主要是用来事先发现电缆使用过程中电缆的损伤，使电缆能及时修理和调换，以免发生意外停电事故或引起更大的故障[5]。根据试验方式和性质分类电缆试验按实验方式分类可分为：在线试验和离线试验两类；按试验性质分类可分为：破坏性试验和非破坏性试验两类。选择试验项目和试验方法是，首先必须考虑试验的等效性、有效性和可靠性，同时还必须考虑试验场地、试验条件、试验设备的体积和重量以及运输储存等诸多限制因素。因此，世界各国研究机构和实验室提出了许多不同离线和在线的试验方法和手段。本文内容现行电缆线路的电气试验大致有：冲击电压试验、直流耐压和泄漏电流试验、工频耐压试验、测量绝缘电阻、绝缘油试验、局部放电试验、0.1Hz超低频试验、交流变频谐振试验等。目前，电力部门对于不同电压等级和不同类型的电力电缆线路的试验方法和试验内容也不尽相同。本文主要介绍了绝缘电阻测量、局部放电试验、交流耐压试验、冲击电压试验。绝缘电阻测试测试目的绝缘电阻是反映电线电缆产品绝缘特性的重要指标，它与该产品能够承受电击穿或热击穿的能力、绝缘中的介质损耗以及绝缘材料在工作状态下的逐步劣化等均存在着极为密切的相互依赖关系。因此对用于工作电压为500V及以上电压级的产品，一般均需要测定其绝缘电阻，同时也把测定绝缘电阻作为控制和保证其绝缘品质的主要参数。测定绝缘电阻可以发现工艺中的缺陷，如：绝缘干燥不透或护套损伤受潮；绝缘受到污染或有导电杂质混入；各种原因引起的绝缘层穿透等。同时，测定绝缘电阻也是研究绝缘材料的品质和特性，研究绝缘结构以及产品在各种运行条件下的使用性能等方面的重要手段。对于已投入运行的产品，绝缘电阻是判断产品品质变化的重要依据之一，因此十分重要。测试中电压与时间的选择试验电压测试绝缘电阻时所施加的直流电压不能太高，否则会导致绝缘内局部放电，并影响测试正确性，易造成绝缘损坏；也不能太低，以致影响测试的灵敏度和准确性。对于35kV及以下的电力电缆，一般最低电压不低于100V，最高电压不超过3000V。测试顺序为了检查电缆在耐压试验过程中可能产生而并未暴露（即为击穿）的缺陷，因此绝缘电阻的测试应在耐压试验后进行。测试中的读数时间由于加上电压后，绝缘中存在着三种随时间而衰弱的电流，因此理论上应该等着三种电流全部衰减完后，读出导电电流（即泄漏电流）的数值，以计算绝缘电阻。但由于时间太长、测试工作量大以及考虑到测量系统长时间的稳定性，因此在测试方法的标准中明确规定在接通电流后1min读数（即正到达1min时即读数）。1min读数既保证了非电导电流大部分已经消失，又使测试时间有了统一，使读数具有重复性和可比性，而且提高测试效率。在研究测试中，为了进一步分析绝缘品质的好坏及其原因，读数时间不受上述1min规定的限制。例如，可以快速连续读取15s、30s、60s及泄漏电流完全趋于稳定时的数值，求出相应的绝缘电阻R15、R30、R60、Rm求其比值如下：根据上述比值就可以反映出绝缘中电流衰减的规律性，判断绝缘品质。当绝缘受潮或干燥不充分时，上述比值就小。试样制备1.除产品标准中另有规定外，试样有效长度应不小于10m，需小心地剥除试样两端绝缘外的覆盖物，并注意不损伤绝缘表面。2.试样应在实验环境中放置足够长的时间，使试样温度和试验温度平衡，并保持稳定。3.浸入水中试验时，试样两个端头露出水面的长度应不小于250mm，绝缘部分露出的长度应不小于150mm。在空气中试验时，试样端部绝缘部分露出的长度应不小于100mm。露出的绝缘表面应保持干燥和纯净。4.电缆试样1)有金属护套、屏蔽层或铠装的电缆试样单芯电缆，应测量导体对金属套或屏蔽层或铠装层之间的绝缘电阻，多芯电缆，应分别就每一线芯对其余线芯与金属套或屏蔽层或铠装层连接进行测量；若要求测量多芯与屏蔽间绝缘电阻，则应将所有线芯并联后对屏蔽进行测量。2)非金属护套、非屏蔽或无铠装的电缆试样单芯电缆应浸入水中，测量导体对水之间的绝缘电阻；多芯电缆应分别就每一线芯对其余线芯进行测量，也可将试样紧密地绕在金属棒上，单独测量导体对试棒之间电阻；多芯电缆，分别就每一线芯对其余线芯与试棒连接进行测量。试棒外径应符合标准规定。5.试样长度测量将试样接入测试系统，试样的有效长度测量误差应不超过±1%。6.试验环境条件除电线电缆产品标准中另有规定外，型式试验时测量应在环境温度为(20±5)℃和空气相对温度不大于80%的室内或者水中进行。例行试验时，测量一般在环境温度为(0~35)℃的室内进行。工作温度下绝缘电阻的试验温度应在有关产品标准中规定，温度的误差应不超过±2℃。有争议时温度或工作温度的误差应不超过±1℃。直流比较法测绝缘电阻直流比较法直流比较法的典型原理如图2-1，主要组成部分应符合下列要求。E-直流电源；G-检流计；P-分流器；RN-标准电阻；SH-金属极屏蔽（虚线）；S1-直流电压开关；S2-试样短路开关；；S3-换向开关；V-直流电压表图2-1直流比较法测试系统原理图1.检流计的电流常数应不大于10-3A/mm；2.分流器的分流系数应能在1/10000~1/1的范围内变化，且调节级数不少于5级，临界电阻应等于或略大于检流计的外部临界电阻，但不超过20%；3.标准电阻的阻值应不小于106Ω，相对于误差应不超过±0.5%；4.直流电源的输出电压应稳定，输出端电压变化应不超过±1%；5.检流计、分流器、标准电阻、测量连接线和线路元件的底座应与屏蔽相连，被屏蔽元件与屏蔽间的绝缘电阻应比标准电阻至少大100倍；用电池作检流计的照明电源时，该电源必须置于屏蔽系统内。如果用交流电源供电，必须将降压变压器低压侧的一端与屏蔽相连接。电压-电流法电压-电流法典型的测试系统接线如图2-2[6]，主要组成部分应符合下列要求；AD-高阻抗直流放大器；E-直流电源；G-检流计或微安表；R1-直流放大器输入电阻；Rx-试样绝缘电阻；U0-交流输入电源电压；U1-直流输出电压；放大器输入电阻降压；V-直流电压表图2-2电压-电流法（高阻计测试系统原理图）1.直流电压表的准确度应不低于1.0级；2.高阻抗直流放大器、检流计或微安计在额定工作电压下8h内零点漂移应不超过仪表刻度标尺全场的4%；3.直流放大器输入电阻的阻值应比试样绝缘电阻至少小100倍；4.在采用整流直流电源时电压必须稳定。电源电压波动引起的对试样的任何充电和放电电流，与测量绝缘电阻时的泄露电流相比，应小至可以忽略不计。同时输出电压的纹波因数应不大于0.1%；5.测量用的连接线应有良好的屏蔽，其对地绝缘电阻比放大器输入电阻应至少大100倍。电缆的高温下绝缘电阻测试1.从被试单芯电缆上切取一段1.40m长的试样，在试样中央部分包覆屏蔽层（可以采用金属编织或金属带作屏蔽层），其包覆方式应使试样的有效长度至少为1.0m。在有效测量长度的两端留出1mm宽的间隙，再绑扎5mm宽的金属丝作为保护环；然后将试样弯曲成直径约15D（D为绝缘线芯的外径）的圆圈[7]。试样应置于规定试验温度的空气烘箱中连续2h，测量线芯和屏蔽之间的绝缘电阻，测试时保护金属丝环接地。2.从被试多芯电缆上截取(3~5)m试样，将端头作适合于绝缘电阻测量的处理后，放入烘箱中。在达到规定试样温度后，保温2h，测量电缆线芯间的绝缘电阻。3.试验电压应按产品标准规定选择对试样的测试电压4.为使绝缘电阻测量值基本稳定，测量充电时间应足够充分，不少于1min，不超过5min，通常推荐1min读数。5.测试系统的测量误差应符合下述要求：被试绝缘电阻值为(1×1030)Ω及以下，测量误差不超过±10%；被试绝缘电阻值为(1×1030)Ω以上，测量误差不超过±20%。试验结果及计算1.采用直流比较法测试时应按仪器说明书给出的公式计算绝缘电阻值[8]。2.每公里的绝缘电阻应按公式(2-1)计算：(2-1)式中：RL——每公里绝缘电阻，单位为MΩ·km；RX——试样绝缘电阻，单位为MΩ；L——试样有效测量长度，单位为km。3.20℃时每公里的绝缘电阻应按公式(2-2)计算：(2-2)式中：R20——20℃时每公里绝缘电阻，单位为MΩ·km；K——绝缘电阻温度校正系数，应由供需双方商定。注：型式试验在标准环境下进行，其试验结果不须进行温度校正；公式（2-2）仅适用于对例行试验结果的温度校正。4.体积电阻率应由所测得的绝缘电阻按公式(2-3)计算：(2-3)式中：ρ——体积电阻率，单位为Ω·cm；D——绝缘外径，单位为mm；d——绝缘内径，单位为mm。绝缘电阻常数KI应按公式(2-4)计算，以MΩ·km表示：(2-4)注：对于成型导体的绝缘线芯，比值D/d是绝缘表面周长与导体表面周长的比值。电压比较法测绝缘电阻电压比较法原理[10]，如图2-3所示。U0-测试电源电压；UREF-已知的参考电压；Ui-待测电压；RX-待测的绝缘电阻；R1-高阻值的标准电阻；R2-可调精密电阻；R3-已知的阻值较低的标准电阻；RS-保护电阻图2-3电压比较法测绝缘电阻由图2-3可得到关系式：(2-5)则有：(2-6)由于RA、RB、RN的值已知，可知RX只和VREF/VIN有关，只要求出VREF/VIN即可求出RX。电桥法测绝缘电阻全桥法测绝缘电阻全桥法测绝缘电阻原理[11]，如图2-4所示。U-测试电源电压；RX-绝缘电阻；R1~R3：高精度桥臂电阻；UR-比较基准电压；RD-数控电阻；UD-待采样电压图2-4全桥法测绝缘电阻全桥法在原理和形态上都和比较法十分雷同，它们不同的地方就是RD的使用。在比较法中，如果绝缘电阻阻值过大或过小，则VIN就会偏大或偏小，超出A/D的测量量程或超出A/D的分辨率。这种情况下可以采用在A/D输入通道之前接入程控放大器，但这种做法对放大器的要求十分严格，因为如果放大器的性能不好，不但不能提高测量精度，反而会降低测量精度。而在电桥法中采用数控电阻后，可以通过调整数控电阻的阻值使之总是在A/D的合适测量范围内进行测量，原理如下：(2-7)即有：(2-8)其中n为数控电阻的第n个抽头，r1为其数控电阻的阻值。在编程过程中只要测量出UR、UD以及推出n的大小，其他值已知，就可以计算出绝缘电阻的大小[9]。半桥法测绝缘电阻由于变电站的输出母线是悬浮的，因此允许有一侧接地或者是绝缘电阻同时降低，需要知道正、负线线对地的绝缘电阻。在经典的电桥法当中，当正、负线对地的绝缘电阻同时下降时，电桥仍然保持平衡，不能得出各自的绝缘电阻值，对此，本文给出了一种比较简单的电桥法，即半桥法测绝缘电阻[12]。其原理如图2-5所示：图2-5半桥法测绝缘电阻图中，XJJ为一继电器，其中5点和2点为线包接线点，1、6点相通为接入点，3点为常开点，4点为常闭点。VIN是控制母线的工作电压，RX1、RX2也分别是正、负母线对地的绝缘电阻。设继电器在常开点时采样到UAD的值为UAD1，继电器动作后在常闭点时采样到的电压UAD的值为UAD2，根据图2-5中的电路可列出电路方程如下：(2-9)上式可得：(2-10)已知采样电阻R0、R1，控制母线工作电路VIN也可求出，这样只要通过采样芯片内部的12位AD转换并计算出UAD1、UAD2的大小就可以直接按照公式求出绝缘电阻RX1、RX2的值。注意事项1.需要时，可在试样两端绝缘表面上加保护环。保护环应紧贴绝缘表面，并与测试系统屏蔽相连接或接地。2.如试样的绝缘电阻大于（1×1012）Ω、测量时因外界有磁场或试样运动产生的摩擦引起测试环境不稳定时，可使试样静置于屏蔽箱内，在整体屏蔽的条件下进行测试。但测试回路的对地电阻比放大器的输入电阻至少大100倍，屏蔽必须可靠接地。3.重复试验时，在加电压之前应使试样短路放电，放电时间应不少于试样充电时间的4倍，如因试样有剩余电荷而造成测量结果有明显的差别，必须进行充分放电。对于这类试样，无论第一次测试或重复测试，均需充分放电。4.采用输出端对地悬浮的高阻计测量绝缘电阻时，推荐将高阻计的测量端（低压端）与被测绝缘线芯的导体相连，高阻计的高压端连接试样的另一极（水，允许接地）；采用通用的高阻计测量绝缘电阻时，浸入水中的试样必须对地绝缘，否则将使高阻计因输出高压端对地短路而损坏，或可能由于加热电源的影响造成测试误差增大。5.应注意直流比较法测试绝缘电阻所用的成套仪器装置的内部与外部连接方法，以防造成测量误差增大。试验记录试验记录中应详细记录下列内容：a)试验类型；b)试样编号，试样型号或规格；c)试样制备方式；d)测试方法和测试电压；e)试验日期，测试时的温度；f)测试结果；g)测试仪器及其校准有效期。本章小结各试验方法的比较：电流比较法精度较高，原理比较简单，适用范围广；电压-电流法精度高，原理简单，适用范围很广；电压比较法精度最高，原理比较复杂，自动化程度较低，适用范围很广；全桥法精度较高，原理比较复杂，自动化程度较高，适用范围一般；半桥法精度较高，原理最复杂，自动化程度较高，适用范围一般。局部放电试验测试目的测试绝缘内部局部放电特性的目的主要有：1.判断试品在工作电压下有无明显的局部放电存在，考核绝缘内的游离性能；2.测量绝缘内局部放电的起始电压，或局部放电熄灭电压值；3.测量在规定电压下的局部放电强度。研究绝缘内局部放电的特性，有很重要的意义，尤其对高压电缆和橡皮、塑料绝缘电缆。其意义为：1.局部放电会导致绝缘的逐渐老化，使绝缘在工作电压下不发生局部放电或不超过一定量的局部放电，可以保证绝缘的长期工作可靠性。运行部门可利用局部放电作为绝缘的预防性试验。2.局部放电检测是一种非破坏性试验，可以用来评定产品工艺质量及检测内部缺陷，塑料绝缘电力电缆将局部放电检测列为定期试验之一。高压电缆及附件的放电测试是提供产品质量的主要指标之一。3.提供设计参数，为改进结构提供依据[13]。局部放电测试原理绝缘中发生局部放电时，引起电、化、光、声、热等各种效应，利用这些效应有多种局部放电检测方法。目前采用最广泛的高频电脉冲方法，它具有较高的灵敏度，可以测量放电量为微微库(pC)的微弱放电信号[14]。当试品上的外加电压逐渐升高，达到绝缘中气隙的放电电场强度时，气隙中就发生放电，外电场中和掉一部分电荷，在试品两端引起降压ΔU和放电量q。试品两端的降压ΔU引起了试验回路中电荷重新分配的暂态过程，高频脉冲电流在试样电容Cn，耦合电容器Ck及测量阻抗Zm中流动，并在测量阻抗Zm上造成一个微弱的放电脉冲信号。通过放大器加以放大，然后再通过指示仪器将放电信号显示出来，以便观察和记录。试验设备试验回路1.试验回路的组成试验回路包括高压电源、高压电压表、测量回路，放电量校准器、双脉冲发生器等组成．如有必要，还包括终端阻抗或反射抑制器．试验设备所有部件的噪声水平应足够低，以得到所要求的灵敏度。注：一般较少采用高压电压表，通常用分压器来测最高电压。2.高压电源除了采用试验变压器外，推荐采用串联谐振装置产生试验电压。不论采用何种方式，试验电源都应满足试样试验所需的电压和电容电流的要求。试验电源应是频率为(49~61)Hz的交流电源，试验电压波形为两个半波相同的近似正弦波，且峰值与有效值之比应为EQ\R(,2)±0.07。3.试验仪器测量仪器或检测器包括合适的放大器，示波器，另外可根据需要增加仪器指示局部放电的存在并测出电荷[15]。4.双脉冲发生器局部放电测试回路的特性需用双脉冲发生器进行校核，双脉冲应与工频同步，两个结对且相等的脉冲，其间隔时间，应从0.2µs到100µs连续可调，脉冲的前沿（上升时间）应不超过20ns（峰值的10%至90%），从10%波头值到10%波尾值的时间应不超过150ns。5.终端阻抗（特性阻抗）为了抑制电缆远端（远离检测器的电缆终端）开路情况下的脉冲反射，可在远端连接终端阻抗，其阻抗值与电缆试样的特性阻抗值相配。6.反射抑制器如试验无终端阻抗，为了避免脉冲叠加的影响，可采用反射抑制器，即一种电子开关，在大多数情况下能闭锁检测器的输入，隔离电缆远端开路的反射脉冲。但是当局部放电的部位处于远端或其附近时，则有些正叠加就难以避免[16]。确定试验回路的特性1.常用的试验线路图试验回路的特性应在使用的条件下加以确定，确定试验回路特性的常用试验线路见图3-1~图3-5。对电缆导体两端（以及屏蔽两端）连接一起时也可应用类似的试验线路。Ccal-校准电容器；Ck-耦合电容器；Cx-电缆试样；D-检测仪器；V-高压电流表；W-交流电源；Z-电感或滤波器；ZA-输入单元图3-1输入单元ZA与耦合电容器Ck串联Ccal-校准电容器；Ck-耦合电容器；Cx-电缆试样；D-检测仪器；V-高压电流表；W-交流电源；Z-电感或滤波器；ZA-输入单元图3-2输入单元ZA与耦合电容器Cx并联Ccal-校准电容器；Ck-耦合电容器；Cx-电缆试样；D-检测仪器；V-高压电流表；W-交流电源；Z-电感或滤波器；ZA-输入单元图3-3电路断桥Ccal-校准电容器；Ck-耦合电容器；Cx-电缆试样；D-检测仪器；V-高压电流表；W-交流电源；Z-电感或滤波器；ZA-输入单元；Zw-终端阻抗图3-4终端阻抗Zw的连接Ccal-校准电容器；Ck-耦合电容器；Cx-电缆试样；D-检测仪器；V-高压电流表；W-交流电源；Z-电感或滤波器；ZA-输入单元图3-5反射抑制器RS的连接2.叠加性能如果不采用终端阻抗，就必须测定试验回路对行波叠加的性能，按图3-6连接双脉冲发生器，并标绘出双脉冲曲线图（见附录A）。这种校核至少每年一次或在重要回路部件修理调换时进行。Ck-耦合电容器；D-检测仪器；I-双脉冲发生器；M-同轴信号电缆；Z-电感或滤波器；W-交流电源；R1-数值等于同轴信号电缆特性阻抗的匹配电阻；V-高压电压表；R2-数值等于R/(R1/2)[R为(50—60)P.的负载电阻]的匹配电阻；ZA-输入单元图3-6双脉冲发生器在图1线路中的连接3.终端阻抗采用终端阻抗（见图3-4）时，对于被试电缆的适用性按规定的方法加以证实。这种校核至少每年一次、有要求时或在重要回路部件修理调换时进行。4.反射抑制器使用反射抑制器的目的是要获得符合附录A图3-10的1型双脉冲曲线图，按照图3-7接线，反射抑制器的效能至少每年一次、有要求时或在重要回路部件修理调换时要进行校核。Ck-耦合电容器；RS-反射抑制器；D-检测仪器；V-高压电压袭；R1、R-匹配电阻；双脉冲发生器；W-交流电源；M-同轴信号电缆；Z-电感或滤波器；ZA-输人单元图3-7在有反射抑制器的试验回路中连接双脉冲发生器5.电量校准应采用“电荷变换”校准法进行电量校准，在此方法中，校准器直接跨接在被试电缆一端的导体和金属屏蔽层之间，然后将预定的电荷注入试样，要求注入电荷量能在示波器上产生的脉冲高度至少为10mm。一般情况下，在高压试验电源接通之前，应把校准器取下，并不允许再调整放大器的放大倍数。应将一合适的校准信号在整个试验中连续显示。可用的方法如下：1.校准器的电容能够在试验电压下工作并构成了试验回路之一部分；2.采用二次校准线路，此时，校准器不受高电压的影响，但是二次校准线路所产生的脉冲高度应事先针对一次校准线路所产生的脉冲高度进行核对。校准电量qcal(pC)等于校准脉冲幅值△U(V)和校准器的电容Ccal(pF)的乘积，即：(3-1)通常，校准电容应不小于10pF。对于大长度电缆，校准电容还应不大于150pF。校准脉冲的上升时间应不大于0.1µs，衰减时间通常在(100~1000)µs内选取。6.灵敏度试验回路的灵敏度是指存在背景干扰条件下，仪器能检出的最小放电量（pC)，用下式表示：(3-2)式中：k——刻度系数，单位pC/mm；hn——在示波器或pC表上读出的背景干扰偏转值，单位mm。为了得到明确的检测结果，qmin在示波器上的显示高度应至少为视在背景干扰高度hn的2倍。如果采用指示仪表，则qmin的读数也应至少为噪音读数的2倍，但对于个别清楚可辨的固定干扰脉冲，则不计入背景干扰高度，刻度系数是在电荷量校准时计算得出的，乘以仪器读数即可得出校准时注入试样的电量幅值，k值的稳定性应符合IEC60270:1981的相关规定。试样制备1.型式试验应按产品标准规定取短电缆试样；例行试验应在制造长度的电缆产品（长电缆试样）上进行。2.应仔细制作试验用电缆终端，以避免因终端产生的局部放电，这些终端包括：油纸终端；预制式简易终端；氟里昂终端；油终端；油水终端；脱离子水终端。试验程序短电缆试验（包括型式试验）1.条件短电缆可认为与集中电容相似，对短电缆长度上的限制取决于所采用的试验回路，其实际数值可从附录A规定的双脉冲曲线图确定，并定义为lk．一般应选用图3-l~图3-3的试验线路。注：当电缆两端连接在一起时，长度直至2lk也属于短电缆。2.灵敏度检验校准器应并联于试样远离测试仪器的一端，由注入校准电量qcal和对应出的偏转值a2可计算出刻度系数k2（PC/mm)（k2=qcal/a2）和灵敏度qmin(pC)(3-3)式中：hn——背景干扰偏转值，单位为mm。3.试验步骤在试样的一端进行测量，用测得的偏转值A(mm)计算出放电量q(pC)，即：(3-4)不接终端阻抗的长电缆试验1.条件电缆长度超过lk时，仍有可能不接终端阻抗进行试验，条件是计算叠加和衰减现象，这时双脉冲曲线图或为1型曲线（见图3-10），或为2型和3型曲线（见图3-11和图3-12），但此处试样长度l应小于2l1或大于2l2。如果试样长度范围为2l1≤l≤2l2，则应采用其他试验回路，或按3.5.4或3.5.5规定试验。2.灵敏度检验应按图3-1、图3-2或图3-3将校准器先后并联接到电缆的每一端，首先接到近端，然后接到远端，在这两种情况下，校准器的校准电量和放大器的放大倍数，均不应变动。分别记录两次测量的偏转值如下：a1——校准器接在近端时所测得的偏转值，单位为mm；a2——校准器接在远端时所测得的偏转值，单位为mm。由a1和校准电量qcal计算出刻度系数k1，(pC/mm)：(3-5)由此可计算出灵敏度：(3-6)3.试验步骤将耦合电容器的高压端轮流接到电缆每一端，测出二个偏转值A1和A2，用测得较高的数值Amax来计算放电量q(pC)：(3-7)只有当双脉冲图是1型（如图3-10），且a2≥a1时，测量一个电缆试样两端连在一起时的A(mm)值就足够了，其放电量可由下式计算：(3-8)接终端阻抗的长电缆试验1.条件为消除长度大于lk的电缆中脉冲的叠加误差，如图3-4所示，可采用终端阻抗进行试验。这种方法可用于所有检测装置和所有电缆长度上进行测量。2.灵敏度检验按照图3-4，校准器应先后并联连接到电缆的每一端，首先接到近端，然后接到远端，以上两种情况校准器的校准电量和放大器的放大倍数均不应变动，分别记录两次测量的偏转值如下：a1——校准器接在近端所测得的偏转值(mm)a2——校准器接在远端所测得的偏转值(mm)由a2和校准电量计算出刻度系数k2(pC/mm)（k2=qcal/a2）和放电量qmin(pC)：(3-9)3.试验步骤1)为尽量精确得出局部放电量，耦合电容器的高压端应轮流连接到电缆两端进行测量，用测得的两个偏转值A1和A2来计算放电量q(pC)：(3-10)2)在放电量不超过规定值的情况下，可把耦合电容器高压端仅与电缆一端连接做试验。此时校准脉冲仅在接终端阻抗的电缆远端注入（a2），若已知刻度系数k2(pC/mm)，偏转值A1(mm)，可计算放电量q(pC)：(3-11)采用反射抑制器的长电缆试验1.要求反射抑制器的连接见图3-5。使用了反射抑制器，双脉冲曲线图应符合第一种曲线，见图3-8。2.灵敏度检验与相同。3.试验步骤与相同。OWTS振荡波法电缆局放测试OWTS振荡波电缆局放测试主要用于检测电缆主绝缘、接头和终端的绝缘状况，采用阻尼振荡电压测试局放强度，并结合局放定位系统实现局放的检测。OWTS系统的高压发生和测试原理电路如图3-8所示。图3-8OWTS系统原理电路图首先，通过变压整流后，高压直流源首先在被检测电缆及线路回路加压，此时的开关S是断开状态。根据电缆容性原理，之后闭合高压开关S，这时，通过设备电感L与被测电缆电容发生LC谐振，谐振频率为：(3-12)即在被测电缆端产生阻尼振荡电压，这样既可通过数据采集和分析单元测试电缆局放强度。OWTS振荡波法电缆局放测试技术，由于试验时采用固定电感L和电缆谐振产生高频振荡波进行加压，其波形及频率接近工频正弦波，作用时间短，不会损伤电缆，比较适合现场使用。再者通过抗干扰措施，能准确检测出局放信号，对电缆的本体、附件、接头工艺等均有良好的检测效果，是一种行之有效的局放检测方法。另外一方面，局放定位系统。目前大多采用脉冲反射法进行局部放电定位，即用10MHz以上的高频扫描示波器进行定位测量的方法，该法也叫行波法或TDR法[18]。如测试一条长度为l的电缆，在距测试端x处发生放电，则送出两个脉冲沿电缆向两个相反方向传播，其中第一个脉冲经过时间t1到达测试端；第二个脉冲传播至电缆末端发生反射后再向测试端传播，经过时间t2到达测试端。由于电缆中电脉冲的传播速度v相对于确定的电缆绝缘型式是已知的常数，根据两个脉冲到达测试端的时间差Δt，可计算出局部放电发生位置，即(3-13)HFCF传感器（脉冲电流法）检测HFCF传感器（脉冲电流法）检测主要应用于电缆局放在线监测系统或离线检测系统，如检测电缆终端头或中间头的局放。脉冲电流法通过HFCT传感器，采用电容臂耦合的方法，将传感器安装在电缆终端设备的外表，检测回路、检测装置与设备回路无直接接触，不影响设备的运行，在高压电缆局放检测中广泛应用[19]。HFCF传感器（脉冲电流法）检测的原理是在电缆终端绝缘法兰安装耦合电容或绝缘中间头两侧安装金属薄片（金属薄片和电缆金属护套之间可等效为耦合电容，见图3-9所示），耦合电容和局放检测器形成一个高频低阻旁路通道。当电缆一侧存在局部放电，另一侧绝缘电缆可等效为一耦合电容，检测阻抗便通过电容耦合检测到局部放电脉冲信号。图3-9检测电缆中间头局放结构示意图和原理图脉冲电流法检测的局放信号主要集中在10~50MHz，能很好的抑制噪音，同时信号衰减不大，放电电流脉冲信息含量丰富，便于定性和定量分析，易于及时发现异常。超低频检测电缆局放技术0.1Hz超低频技术在中低压电缆局部放电检测中应用比较普遍。其检测原理同OWTS振荡波法测电缆局放相似，区别在于其采用0.1Hz高压发生器产生纯正弦波高压，施加到被检测电缆上激发缺陷点的局部放电，检测系统经耦合电容器分压后接检测阻抗的测量回路，采用脉冲电流法进行局放测量[20]。试验要求1.试验电压的测量应按GB/T3048.8——2007中4.4的规定测量试验电压。2.施加电压的方法无论是型式试验或例行试验，试验电压应加在导电线芯和金属屏蔽之间，电缆的试验电压由产品标准规定．进行局部放电测量时电压应平稳地升高到1.2倍试验电压，但时间应不超过1min，此后，缓慢地下降到规定的试验电压，此时即可测量局部放电量值，其合格指标应在产品标准中规定。注意事项1.电缆终端的局部放电影响电缆本体局部放电测量准确度时，可采用任何合适方法加以消除。2.测量前试样应先经过工频交流耐压试验（在试样上施加试验时所需的最高测试电压有效值，试样不应有任何异常现象），以免在进行局部放电试验发生击穿或闪络，损坏局部放电测试仪[21]。试验设备的校准电缆局部放电测试系统应按JB/T10435规定的检定方法进行校准。在重要部件已修理调换过时也应进行校准。试验记录a)试验类型；b)试样编号、试样型号、规格、长度；c)试验日期、大气条件、试验时试样的温度；d)试验回路、测试仪器型号、测试时的相关技术参数；e)回路灵敏度校验和背景干扰值；f)施加的试验电压的数值和局部放电值；g)试验中的异常现象处理和判断；h)必要时的双脉冲图；i)试验设备及其校准有效值。附录附录A（规范性附录）双脉冲曲线绘制方法双脉冲发生器应如图3-6所示连接到测量回路的元件上。双脉冲图随每个回路部件而变，应精确获得双脉冲图以用于高压试验，电力电缆以数值等于绝缘电缆最大特性阻抗值(R=50Ω~60Ω)的电阻代替。应按下列条件将双脉冲象校准脉冲一样加入到图1~图3不同试验回路中的相同位置：a）双脉冲发生器I应满足的要求，脉冲间隔应采用带校准时的外接示波器来确定，要求准确度±3%或50ns取较大者。总输出阻抗在(50~60)Ω范围，为此可能需外接串并联电阻。用下述方法可得到脉冲图：1.把脉冲发生器用不超过3m的导线并接在耦合电容器Ck和输出单元ZA上；2.对较长的连接线应采用同轴电缆，此时需两个附加电阻R1和R2以保证匹配系统的阻抗在(50~60)Ω范围。b)耦合电容器Ck和其他高压部件以及它们的连接均应与实际加高压试验时相同。c)高压试验中的匹配单元或输入单元ZA可用作测取双脉冲图的元件。d)检测仪器D应有增益调节以及频率选择。为了精确测量叠加畸变产生的仪器D的输出端外接示波器作显示。将双脉冲发生器的时间间隔设定到：100µs，测出双脉冲的偏转值A100，这代表无叠加的情况。随后，时间间隔从100µs到0.2µs，测出不同的时间间隔t时的最大偏转值At。应特别注意发生正负叠加的区域，画出At/A100-t函数曲线，即得到双脉冲图（如图3-10~3-12）。从图中，在开始的正叠加部分定出At/A100=1.4时的tk。定出的t1和t2，在该区域At/A100≤1.0，为负叠加区域，考虑到测量误差，幅值最大至-10%的负叠加区域可以忽略。图3-10无负叠加的双脉冲曲线图（1型）图3-11t1与t2间有负叠加的双脉冲曲线图（2型）图3-12t1与t2间有负叠加的双脉冲曲线图（3型）应用公式I=0.5tv计算，电缆长度lk，l1和l2就对应于tk，t1和t2。式中v为平均传播速度，对大多数绝缘电缆的典型值在(150—170)m/µs范围内。可用校准脉冲注入无终端阻抗长电缆的方法测量传播速度，测出入射和反射脉冲的时延，再按已知电缆长度求得。l＜lk的电缆长度可视为短电缆，它由双脉冲曲线定出，实际上lk可小于100m，也可大于1000m。在2l1和2l2之间的长度是禁区，对这种长度的电缆必须用终端阻抗法来试验或改变试验回路的参数条件（例如D，ZA，CK）以变更l1和l2至较适宜的数值。另一办法是将电缆两端连在一起，使该长度相当于2lk。本章小结通过几种检测方法比较可以看出，电缆局放检测技术的关键在于局放电压源的选取以及信号采集分析系统。低频检测系统主要应用于中低压系统；高频、超高频局放检测技术在中高压电缆局放检测中应用较多，在高压电缆局放检测中，降噪抗干扰技术、信号传输技术尤为关键。交流耐压试验试验目的耐压试验的基本方法是在电缆绝缘上加上高于工作电压一定倍数的电压值，保持一定的时间，要求试品能经受这一试验而不击穿。对于电力传输用的绝缘电线和电力电缆，每一根产品出厂前全部均要进行这一项试验。因此耐压试验是一项最基本的电性试验[22]。出厂耐压试验绝大多数采用工频交流电压。耐压试验的目的是考核产品在工作电压下运行的可靠程度和发现绝缘中的严重缺陷（如受机械外伤），但是最重要的是发现生产工艺中的缺点，例如：绝缘有严重的外部损伤；导体上有使电场急剧畸变的严重缺陷；绝缘在生产中有穿透性缺陷或大的导电杂质，绝缘纸带包的不好，有许多纸条重合；绝缘严重受潮等。耐压试验中有一种是定期以试样进行的4h（对35V及以下）或24h（对110V及以上）的耐压试验，又称为介质安全性试验，试验电压为额定电压的四倍左右。这种试验的目的是为了进一步考虑电缆的工艺质量，同时也可发现绝缘材料中严重的品质不良的缺陷。此外在电缆经过弯曲试验或加热循环后的耐压试验，则是作为这些试验项目考核手段的补充。试验设备电压及其波形耐压试验电压选定的原则是，既要能够发现绝缘中的严重缺陷，同时又不致损害完好的绝缘，以致造成绝缘的暗伤[17]。因此一般耐压试验的电压为电缆额定工作电压的二倍左右。电压时间一般为15min以下。试验电压应为频率(49~61)Hz的交流电源，通常称为工频试验电压。试验电压的波形为两个半波相同的近似正弦波，且峰值与方均根（有效）值之比应为EQ\R(,2)±0.07，如满足这些要求，则认为高压试验结果不受波形畸变的影响[23]。容许偏差在整个试验过程中，试验电压的测量值应保持在规定电压值得±3%以内。试样制备1.除产品标准中另有规定外，抽样试验用样品应随即抽样。2.试样的数量和长度应符合产品标准规定。3.试样终端部分的长度和终端头的制备方法应能保证在规定的试验电压下不发生沿其表面闪络放电或内部击穿[24]。4.在水槽内进行试验时，试样两个端部伸出水面的长度应不小于200mm，且应保证在规定的试验电压下不发生沿其表面闪络放电。5.试样应处于相应产品标准规定的试验压力(油压或气压)和试验温度条件下。6.应采用特殊方法制备矿物绝缘电缆试样，以避免影响电缆端头的密封和破坏绝缘线芯的结构从而导致试样击穿造成误判断[25]。交流耐压试验串联谐振试验在交流R、L、C串联电路里[26]，如图4-1所示。当电路中的电感与电容达到某种匹配时(入端电抗为0)，电路就会发生串联谐振。电路谐振时电感和电容上的电压彼此相等、相位相反，而且此电压要远远高于入端电压(U0=QUS)。由于电缆属于电容性设备，可以谐振电路中充当电容，通过R、L、C电路调节电感L或电源频率的方式使电路达到串联谐振状态，可在电缆设备上产生一个高电压值(U0=QUS)，从而对电缆设备进行耐压试验。图4-1R、L、C串联电路总阻抗的值如下：(4-1)上式中当ωL=1/ωC时，该电路就发生串联谐振。电源频率、电感与电容存在品配关系：2πf=1/EQEQEQ\R(,LC)。在串联谐振耐压试验电路中，试验电源容量为P=ωCU02，试品电容C两端试验电压U0=QUS，(其中Q为品质因数，Q=2πfL/R0)。工频串联谐振耐压试验工频串联谐振试验方法是通过可调电感与电缆的电容形成串联谐振，在电缆上产生谐振高压对电缆绝缘进行的耐压试验方法。工频串联谐振耐压试验设备重量大、可移动性差、电感与电容匹配不易，适合于试验室中应用，不适合在现场进行试验[27]。目前，工频试验设备均是靠调感来到达串联谐振，大容量的高压电抗器通过机械装置调节磁路中的气隙改变电抗值，调感是有一定范围的，因此构成谐振的容性负载也有一定大小范围，即试验的电缆长度将受到限制。为了解决此问题，可以在串联谐振试验的传统接线中增加补偿电容器CB，与试品电容CX串联，使总电容减小，再与可调电抗器形成串联谐振电路，见图4-2。通过这种试验方法可以解决电缆长度在试验中受限问题。在现场进行电缆耐压试验时，要使试验电路要达到串联谐振，电容与电感达到匹配相对烦琐，而且不便于操作。图4-2工频串联谐振试验电路图采用增补电容就是在串联试验的传统接线中增加CB与试品电容CX串联，使总电容减小，再与可调电抗器形成串联谐振电路。试验电路中总电容量为CBCX/(CB+CX)，电抗器承受耐压值为UL=[CBCX/(CB+CX)]QUS，电缆承受耐压值为U0=[CB/(CB+CX)]QUS，采用增补电容法可以使电缆试品CX电容得到补偿，补偿电容应该CB<CX，这样在增补电容CB上要承担高于试品电缆的电压。电缆试品CX上的电压可由分压器进行监视，通过调节励磁电流来控制得到试验电压规定值[28]。采用增补电容法可以满足电缆试验的要求，但是在可调电抗器上会产生大于2倍的耐压试验电压值，需要提高电抗器额定电压值，也增加耐压试验危险性。变频谐振试验变频谐振试验方法同工频谐振耐压试验相近，都是采用串联谐振方法对电缆进行耐压试验，满足高压绝缘电缆的耐压试验要求。而且相对于工频串联谐振试验设备，具有调谐方便快捷、品质因数高、重量轻、可移动性好的优点，适宜于现场交流耐压试验等特点。变频谐振系统包括变频器和控制系统单元、励磁变压器、固定电抗器、电容分压器等部分（如图4-3）。其原理是励磁变压器接受变频单元输出的谐振频率下的励磁电压，提供给电抗器和电容性电缆线路形成的串联回路，使之达到谐振，在不同电缆试品电容下通过调节频率达到谐振。变频谐振试验方法对绝缘电缆现场交流耐压试验是行之有效的一种试验方法。图4-3变频谐振试验电路图变频谐振试验频率调节范围一般规定在20~300Hz范围内，在选择电抗器与电缆电容达到匹配时，试验频率应以接近50Hz为好。可以更好模拟电缆实际运行情况，有良好的等效性，并能够检测出电缆绝缘内部缺陷，保证电缆安全运行[29]。变频谐振试验电路参数：谐振频率与电感、电容关系f=1/2πEQEQEQ\R(,LC)（L电抗器电感，C试品电缆电容），系统品质因数Q=2πfL/R0（品质因数可达70~120，甚至更高）。试品电容C两端试验电压与变压器输出电压关系：U0=QUS，试验电流I=U0/EQ\R(,L/C)，试验无功功率为Q=ωCU02=U02。试验要求除非产品标准另有规定，试验应在(20±15)℃温度下进行。试验时，试样的温度与周围环境温度之差应不超过±3℃。对试样施加电压时，应当从足够低的数值（不应超过产品标准所规定试验电压值得40%）开始，以防止操作瞬变过程而引起的过电压影响，然后缓慢地升高电压，以便能在仪表上准确读数，但不能升的太慢，以免造成接近试验电压的耐压时间过长，当施加电压超过75%试验电压后，以每秒2%的速率升压，一般可满足上述要求[30]。保持试验电压至规定时间后，降低电压，直至低于所规定的试验电压值的40%，然后切断电源，以免可能出现瞬变过程而导致故障或造成不正确的试验结果。注意事项试验回路应有快速保护装置，以保证当试样击穿或试样端部或终端发生沿其表面闪络放电或内部击穿时能迅速切断试验电源[31]。试验设备、测量系统和试样的高压端与周围接地体之间应保持足够的安全距离，以防止产生空气放电。试验区域周围应有可靠的安全措施，如金属接地栅栏，信号灯或安全警示标志。试验区域应有接地电极，接地电阻应小于4，试验装置的接地端和试样的接地端或附加电极均应与接地电极可靠连接。试验记录试验记录应详细记载下列内容：a)试样类型；b)试样编号，试样型号，规格；c)试验时间，大气条件；d)时间电压的数值和时间；e)试验中的异常现象，处理和判断；f)实验设备及其校准有效期。本章小结工频串联谐振试验方法可完全等效电缆实际运行模式，但由于试验设备较大，移动不便，而且通过调感和增补电容方式使试验电路达到串联谐振十分不便。因而工频串联谐振试验方法不适于现场耐压试验。变频串联谐振试验方法等效性较好，且设备容量相对较小、轻便、移动比较灵活，通过调频方式使试验电路达到串联谐振比较容易，而且品质因数能达到很高。冲击电压试验试验目的电缆在运行中，会有经受操作过电压与大气过电压（雷击）的可能，因此