变频串联谐振在电力电缆试验中运用

电力电缆的试验主要指电缆在生产和安装敷设后所进行的各种试验，其项目大致可分为五类：

1.例行试验：检验每个产品是否存在偶然因素造成的缺陷。

2·抽样试验：验证生产过程中产品的关键性能是否符合设计要求

3·型式试验：确定电缆产品的设计是否满足预期的使用要求。

4·安装竣工后的交接试验

5·投入运行后的预防性试验。

现行的电缆线路电气试验项目

1)直流耐压和泄漏电流试验(主要用于油纸绝缘电缆线路)。

2)测量绝缘电阻(用于1kV以下的低压电缆线路、200m以内的短电缆线

路、停电时问超过一星期但不满一个月的电缆线路、挤包电缆线路的外

护层的绝缘检测)

3)核相试验(用于新交装和检修后的电缆线路)。

4)电缆油试验(用于充油电缆线路)。

5)电缆护层绝缘试验(用于有护层绝缘要求的电缆线路)。

6)电缆线路参数测量(用于需要进行电力系统参数计算的电缆线路)。

7)接地电阻测量(用于高压电缆护层接地及其他土建设施接地系统)。

8)0.1Hz超低频试验(用于35kV及以下电压的挤包绝缘电缆线路)。

9)交流变频谐振试验(用于110kV及以上的挤包绝缘电缆线路)

电力电缆线路的交接试验和预防性试验因其要求不一,试验项目也略有不同

交联电缆五阻值测量

(一)测量主绝缘电阻

(二)测量外护套绝缘电阻

(三)测量内衬层绝缘电阻

(四)铜屏蔽层电阻和导体电阻比

)测量主绝缘电阻

绝缘介质在直流电压作用下的电流包含充电电流、吸收电流和电导电流。如图1所示。

 

图1

△充电电流:决定于被试绝缘的几何尺寸、形状和材料

这部分电流开始最大,但在10-9s~102s之内下降至可略去地步。

吸收电流2:主要是不均匀介质内部较为缓慢的极化形成

的,极化时间从102s至几十分钟甚至几小时以上,这部分电流随

着时间逐渐减小,通常在一分钟之内可降至可略去地步。

电导电流:它又可分为两部分。一是绝缘表面的泄漏电

流,其大小与绝缘表面的脏污、受潮程度有关;二是绝缘内部的

电导电流,与绝缘内部杂质的含量、是否分层或开裂有关,其电

流不随时间而降低

▲总电流/:是随时间衰减的,因此试品实际的绝缘电阻随

着时间的增加而逐淅上升,并趋向稳定。这一过程可用吸收比来

表示,

电缆绝缘受潮时或有贯穿性的缺陷,电导电

流较大,现场均采用R6OSR15S的比值,

并称吸收比。

应用这一原理,测量电缆绝缘电阻及吸收比

,可初步判断电缆绝缘是否受潮、老化

并可检査耐压后的绝缘是否损伤。所以

耐压前后均应测量绝缘电阻。

(二)测量外护套绝缘电阻

本项目只适应于三芯电統的外护套,进行测试时,采用500V兆欧表,

电压加在金属护套与外护层表面的石墨导电层之间,当每千米的绝缘电阻

低于0.5MQ时,应采用下述方法判断外护套是否进水:

根据不同金属在电解质中形成原电池原理进行判断的方法

橡塑电览的金属层、铠装层及其涂层用的材料有铜、铅、铁、锌和铝等。这些金属的电极电位如表2所示

(三)测量内衬层绝缘电阻

电压加在铜屏蔽与金属护套之间,周期及要求值同(二)。

(四)铜屏蔽层电阻和导体电阻比

在电缆投运前、重做终端或接头后、内衬层破损进水后,应在

目同温度下测量铜屏蔽电阻和导体电阻比。

比值増加时,表明铜屏蔽层的直流电阻増大,铜屏蔽层有可能

腐蚀;比值減小时,表明附件中的导体连接点的接触电阻有増大

可能。

 

三，直流耐压和泄漏电流试验

2.1.1微安表置于高压端的半波整流直流试验接线

​

靠近电缆金属护套的绝缘层存在局部缺陷或受潮,由于绝缘介质在直流高压下的电滲透作用,杂质、水分等自由离子便移向电缆导体,在高电压下转变成贯穿性缺陷

 

 

​

 

电缆运行前必需考核耐受电压水平,只有在规的试验电压和持续时间下,绝缘不放电、不穿,才能保证投入后的安全运行。针对不同电缆直流耐压试验的特点

油纸电缆:

直流试验能够有效的发现故障隐患,并且不会损害电缆的绝缘

直流耐压测试设备体积小、重量轻,携带方便,价格便宜

橡塑缆:

橡塑电缆的绝缘介质在直流电场和交流电场下的场强分

布、老化和击穿机理不同,导致在交流电压下会击穿的

电缆缺陷,而在直流耐压下发现不了。

4-5U的直流试验电压会破坏电缆的绝缘,直流测试后,重新投入使用的电缆更易发生故障电缆线路电容值大,采用工频电压试验,工频试验变压器容量必须大,现场难实现;口采用直流耐压试验等效:因为电缆的绝缘电阻很大(一般在10GQ以上),直流耐压时充电电流极小,具备试验设备容量小、重量轻、可移动性好等优点但直流耐压试验方法对于XLPE交联电缆,存在很多缺点

 

(一)直流耐压试验存在的主要问题

1、试验等效性差

2、直流和交流下的电场分布不同

3、放电难以完全

4、对水树枝的发展影响巨大

四、交流耐压试验

1，交流耐压试验装置

工频交流耐压试验最大困难是长线路需要很大容量的试验设备。目前主要采用0.1Hz作为试验电源和变频串联诸振试验电源

(1)用0.1Hz作为试验电源

S=XCU-=2CU

理论上可以将试验变压器的容量降低到1/500,试验变压器的重量可大大降低,可以较容易地移动到现场进行试验,目前此种方法主要应用于中低压电缆的试验,又试验条件的真实性毕竟不如近工频交流电压(30~300Hz),由于电压等级偏低,还不能用于110kV及以上的高压电缆试验。试验采用3U。(相电压),60min

2，变频高压交流耐压装置的选择

变频高压交流电源容量的选择,要根据系统最长电缆的型号、验电压、长度和截面,估算试验电压下的电容电流,计算出变频

压交流电源容量。

1、电筑的电容参数

电缆不同型号、不同截面在1km长度下的电容如表4、表5、表6

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2、交联电的试验电压

交联电各申压等级的30~30Hz湝振压试验电压如表7

表7交联绝缘电缆不同电压等级的交流试验电压

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3、变频电源容量诜择示例

例:某电业局有YWV(YJLV)8.7/10kV型电缆、截面240m2、最长的有5km

要选择30~300Hz谐振耐压试验,需选择多大容量变频试验电源?

(1)由已知电参数查表1可知1km长的电容量为0.339uF,则5km长时为

695uF;设谐振频率32Hz,则容抗:

x=ocC=21xc=2x31HX32x165X1o-6=2960

因谐振时Xc=,即感抗:

X2=2L=2936(2则电感=、2936-15.58(H)

2×3.14×30

查表7可知YJV(YMLV)8.7/10kV形电筑的试验电压为17.4kV,因电抗

的电阻很小,若忽略不计,则谐振时的电流为

I=le=aCU=2CUび=2x3.14x32x1695x10°x17.4x10=59A

则所需的电源容量为:S=UI=17.4×5.93=103(KVA)

武汉国试公司生产的GSCXB系列变频串联谐振成套试验装置

1. 性能特点

2.参数设置：可对试验电压、耐压时间、试验模式、试验电流、等参数进行设置或选择。

3. 试验模式：手动试验模式、自动试验模式

a、手动试验模式：具备升压、调谐（含手动、自动）、降压（手控自动）功能等。

b、自动试验模式：进入试验状态后，自动进行调谐、升压、计时、降压、切断主回路并转到试验结果界面。

4. 保护功能及其信息提示：具备高压过压、低压过流保护，以及失谐保护、零位、放电保护等多重保护功能。

5.数据存储功能：试验结果保存、回查等。

a、试验结果：手动或自动试验完毕后，在试验结果界面中可显示出试验时的详细参数，可将参数保存在存储器中，该存储器为非易失存储器，可保存200次试验记录。b、数据查询：可将已保存的试验结果数据显示到屏幕上。

6.自动稳压功能：系统根据设定的试验电压或手动升压结果，自动跟踪并维持稳定的试验电压，电压稳定度可达1%。

7.调频范围设定：调频范围可设为20～300Hz。

8. 过压保护功能：软件过压保护值，丰富的高压过压保护功能，更具安全性，有效保护人身、设备及试品的安全。

9.过电流保护：可人工设定过电流保护值；当整套装置的输出电流达到保护整定值时，自动切除整套装置

10.击穿保护：具有放电或闪络保护功能，当高压侧发生对地闪络时，自动切除整套装置。不会对试验设备和人身造成伤害，变频电源内电子元件不会击穿

11.断电保护：试验电源断电后，装置能快速保护

12.各种规格串联谐振均可定制

13产品质量保证三年，具有强大的售后保障

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武汉国试电气设备有限公司

技术交流部