电力电缆变频谐振试验技术

1、,电力电缆变频谐振试验技术,饶 强,电缆线路的薄弱环节,终端,机械损伤,铅包腐蚀,过热老化,设计不良、制作工艺、材料不当在运行电压下受电场、热、化学的长期作用而逐渐发展，劣化直至暴露,中间接头,电缆本身,电缆竣工时应做交接试验,直流试验存在的问题,直流耐压试验存在的问题,试验等效性差,直流和交流下的电场分布不同,放电难以完全,会造成击穿的连锁反应,对水树枝的发展影响巨大,电缆变频串联谐振交流耐压试验原理接线,谐振是由R、L、C元件组成的电路在一定条件下 发生的一种特殊现象。 感抗：XL=2f L 容抗：XC=1/2fC 串联回路总阻抗： Z=R2+(XL -XC)2,串联谐振的原理,串联谐振的

2、原理,谐振时电路的复阻抗呈现为一个纯电阻，而且阻抗为最小值。,串联谐振的原理,1、谐振时电路呈纯阻性。 2、电路Q值较高时，电感电压和电容电压的数值都将远大于外施电压的值，所以串联谐振又称电压谐振。,串联谐振的原理,工程上常用特性阻抗与电阻的比值来表征谐振电路的性能，并称此比值为串联电路的品质因数，用Q表示，即,Wc:试品电容所消耗的容量 P:电阻消耗的功率,串谐试验方式的优点,a.所需电源容量大大减小。 b.设备的重量和体积大大减少。 c.改善输出电压的波形。 d.防止大的短路电流烧伤故障点。,以同样容量和电压等级的设备为例： 1000kVA/500kV的试验变压器重量为40吨左右，同样的变

3、频串联谐振系统的重量为2吨左右,以1000kVA/500kV为例： 采用变频串联谐振系统进行试验只需要20kVA左右的试验容量,谐振式滤波电路，能改善输出电压的波形畸变，获得很好的正弦波形，有效的防止了谐波峰值对试品的误击穿。,绝缘弱点被击穿时，电路立即脱谐，回路电流迅速下降为正常试验电流的1/Q。,变频电源,变频电源的主要作用是：为串联谐振成套试验系统的谐振回路提供幅值、频率可调节的电压，满足谐振回路的需要。,变频电源,警告！,试验时，变频电源接地端子须可靠接地，以防试验员意外触电。,变频电源在使用时应注意防水、防灰尘侵入，显示屏应避免太阳直射。,变频电源应在通风的环境下使用。,变频电源输出

4、不可接地、短接，否则可能会导致变频电源损坏,励磁变压器,a)既是励磁变压器，又是隔离变压器，其容量一般与变频电源相同 。 b)各绕组可串联也可并联，以满足不同电压等级、不同容量试品的试验要求。,警告： 标号最大的Xn端子须作接地端子，否则将导致励磁变压器损坏。 试验中不用的高压绕组，应保障一端（An或Xn）与相邻的绕组连接，避免绕组电位悬浮。试验时，确保套管外表面干燥且无灰尘、污垢等。 试验中不用的高压绕组不得短接，否则将导致励磁变压器损坏。 励磁变压器低压绕组不得接地，也不得短接。 试验完毕后，励磁变压器表面温度可能较高，当心烫伤。,试验电抗器,谐振电抗器与容性试品在励磁变压器的激励下发生串

5、联谐振。为满足不同电压等级、不同容量试品的试验要求，根据需要各节电抗器可并联也可串联使用,但必须同时满足： 1）组合后的电抗器额定电压不小于试验电压， 2）电抗器与试品的谐振频率在系统规定的工作频率范围内。,电抗器原理图,警告： 装有底座的电抗器内安装有避雷器，一端连L端另一端连接地端子，防止反击过电压损坏设备，试验时电抗器底座务必接地。 电压等级较高的电抗器上配有均压环，防止电抗器沿面放电损坏，试验时务必装设均压环，安装方式如下图所示。,确定试品允许试验频 率范围（fmin ,fmax） 满足 30Hzfminfmax300Hz。,试品与分压器电容量 之和应处于 （Cmin，Cmax）之间,

6、试品试验电压必须保证小于或等 于电抗器额定电压，若单台电抗 器不能满足电压要求，可采用两 台或两台以上的电抗器串联来满 足试验电压。,先由试验电压确定电抗器是否串 联组合，再由电抗器电感、系统 工作频率（30300Hz）等确定 试品容量范围,电抗器的 组合方法,依据电抗器电感L、试品允许试验频 率范围（ fmin , fmax ），确定试品 电容允许范围值（Cmin，Cmax）。 Cmin= Cmax=,严禁电抗器放于铁板等导磁材料上（包括车厢）做试验，否则涡流会造成电抗器永久性损坏。,电抗器串联使用注意分压问题，并联使用注意分流问题，严禁电抗器长期过压、过流使用。,严禁电抗器倾倒或倒立放置。

7、试验完毕后，谐振电抗器表面温度可能较高，当心烫伤。,励磁变压器高压绕组个数与电抗器节数对应相等，励磁变压器高压绕组组合方式依据电抗器组合结果。,电抗器选择了并联的组合方式，则励磁变高压绕组也采用并联的方式。,电抗器选择了串联的组合方式，则励磁变高压绕组也采用串联的组合方式。,电抗器选择串并联的组合方式，则励磁变高压绕组也采用串并联的组合方式。,励磁变压器高压绕组组合方式随电抗器组合方式的变化而变化。,电容分压器是测试试验电压的取样部件，它由高压臂C11和低压臂C2组成，高低压臂用同种材料做在同一个筒内，测量精度受温度影响小，测试信号从低压臂C2引出（信号:0100V），作为试验电压测量和保护信

8、号，分压比N=（C11+C2）/C11。,电容分压器,当电缆所在系统中的单相接地故障能很快地切除，在任何情况下故障持续时间不超过1min时，可选类U0，如中性点经小电阻接地就属于这类情况。,当电缆所在系统中的单相接地故障持续时间在1min2h之间，个别情况在28h之间时，必须选用类U0，即10kV系统中应选用U0/U8.7/10kV；35kV中应选用U0/U26/35kV。,当电缆所在系统是采用中性点直接接地方式时，U0只有选类的。对于分相屏蔽的电缆，其绝缘承受的电压只是导体对地电压U0，因此在电缆标准中规定的试验电压是以U0的倍数，而不是以U的倍数表示。,高压电缆 选用导则,1,2,3,电缆交流耐压试验的缺点,胶联电缆交流耐压，只要绝缘不发生闪络、击穿就判为合格，这样发现不了绝缘的发展性缺陷。开展电缆绝缘的变频介质损耗测量、开展离线或在线的局部放电试验、开展热成像测温或电缆温度的在线监测