交流耐壓試驗(yàn)是鑒定電力設(shè)備絕緣強(qiáng)度最有效和最直接的方法，是預(yù)防性試驗(yàn)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。此外，由于交流耐壓試驗(yàn)電壓一般比運(yùn)行電壓高，因此通過(guò)試驗(yàn)后，設(shè)備有較大的安全裕度，因此交流耐壓試驗(yàn)是保證電力設(shè)備安全運(yùn)行的一種重要手段。
介紹
電力設(shè)備在運(yùn)行中，絕緣長(zhǎng)期受著電場(chǎng)、溫度和機(jī)械振動(dòng)的作用會(huì)逐漸發(fā)生劣化，其中包括整體劣化和部分劣化，形成缺陷。
產(chǎn)品分析
在工頻條件下，由于被試品電容較大，或者試驗(yàn)電壓要求較高，對(duì)試驗(yàn)裝置的電源容量相應(yīng)的也有較高的要求，傳統(tǒng)的工頻耐壓裝置（交流耐壓試驗(yàn)變壓器）往往單件體積大，重量重，不便于現(xiàn)場(chǎng)搬運(yùn)，而且不便于任意組合，靈活性較差。相比，變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置（體積與重量約為傳統(tǒng)油式試驗(yàn)變壓器的）由變頻電源、勵(lì)磁變壓器、電抗器、分壓器組成。特點(diǎn)：體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，接線繁多等。便攜式交流工頻耐壓儀(由干式試驗(yàn)變壓器、控制箱兩部分組成）體積小，重量輕;，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高；可方便在現(xiàn)場(chǎng)惡劣環(huán)境下使用。
因此，新版國(guó)標(biāo)《電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50150-2006）及國(guó)內(nèi)外有關(guān)部門(mén)廣泛推薦采用交流耐壓取代傳統(tǒng)的直流耐壓。交流耐壓試驗(yàn)主要用于以下方面：
1、6kV-500kV高壓交聯(lián)電纜的交流耐壓試驗(yàn)
2、發(fā)電機(jī)的交流耐壓試驗(yàn)
3、gis和六氟化硫開(kāi)關(guān)的交流耐壓試驗(yàn)
4、6kV-500kV變壓器的工頻耐壓試驗(yàn)
5、其它電力高壓設(shè)備如母線，套管，互感器的交流耐壓試驗(yàn)。
產(chǎn)品選型：
1.電壓。要問(wèn)變壓器（被試品）的電壓等級(jí)
2.電流。
3.容量。要考慮容量的被試品有3種：變壓器、電纜、發(fā)電機(jī)
比如2500KVA容量，建議選15KVA容量的變壓器（變壓器選型為：被試品容量的5‰）
優(yōu)勢(shì)
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及城網(wǎng)供電電壓等級(jí)的提高，交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜（XLPE）以其合理的工藝和結(jié)構(gòu)，優(yōu)良的電氣性能和安全可靠的運(yùn)行特點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)外獲得越來(lái)越廣泛的使用。尤其在高壓輸電領(lǐng)域更取得了巨大的進(jìn)展。與充油電纜相比，交聯(lián)電纜敷設(shè)安裝方便，運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單，不存在油的淌流問(wèn)題。但是，近年來(lái)的運(yùn)行和研究表明，交聯(lián)聚乙烯電纜的絕緣在運(yùn)行中易產(chǎn)生樹(shù)枝化放電，造成絕緣老化破壞，嚴(yán)重地影響了交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜的使用壽命。因此，充分認(rèn)識(shí)交聯(lián)電纜的絕緣特性，及時(shí)有效地發(fā)現(xiàn)和預(yù)防絕緣中存在的某些缺陷，對(duì)保障設(shè)備乃至系統(tǒng)的安全運(yùn)行具有十分重要的意義。闡述了影響交聯(lián)電纜絕緣的主要因素以及電纜的交接試驗(yàn)原理，認(rèn)為在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)交聯(lián)電纜實(shí)施交流耐壓試驗(yàn)是必要和可行的。
近年來(lái)國(guó)內(nèi)外的試驗(yàn)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明：直流耐壓試驗(yàn)不能有效地發(fā)現(xiàn)交聯(lián)電纜中的絕緣缺陷，甚至造成電纜的絕緣隱患。德國(guó)Sechiswag公司在1978～1980年41個(gè)回路的10kV電壓等級(jí)的XLPE電纜中，發(fā)生故障87次；瑞典的3kV～24．5kV電壓等級(jí)XLPE電纜投運(yùn)超出9000km，發(fā)生故障107次，國(guó)內(nèi)也曾多次發(fā)生電纜事故，相當(dāng)數(shù)量的電纜故障是由于經(jīng)常性的直流耐壓試驗(yàn)產(chǎn)生的負(fù)面效應(yīng)引起。因此，國(guó)內(nèi)外有關(guān)部門(mén)廣泛推薦采用交流耐壓取代傳統(tǒng)的直流耐壓。
技術(shù)參數(shù)
*工作電源;220V/380V,50HZ*試驗(yàn)容量：30-30000KVA
*(試驗(yàn)電壓：1000KV及以下*諧振頻率范圍：20-300Hz
*試驗(yàn)電壓波形：正弦信號(hào)波形畸變率小于等于0.3%
*試驗(yàn)電壓冷確度：1級(jí)
*頻率調(diào)節(jié)：0.01Hz*保護(hù)響應(yīng)時(shí)間：小于1微秒
*系統(tǒng)具有過(guò)電壓保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)、放電保護(hù)、擊穿跳閘保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)。
特性
*體積小，重量輕，特別適合現(xiàn)場(chǎng)使用；
*過(guò)壓，過(guò)流，放電，過(guò)熱及零啟動(dòng)保護(hù)全面可靠，動(dòng)作時(shí)間1微秒；
*符合國(guó)標(biāo)要求：有監(jiān)測(cè)峰值/功能，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)波形；
*一鍵鼠標(biāo)式旋鈕“傻瓜式”操作，大屏幕液晶顯示；
*獨(dú)有軟件校準(zhǔn)功能，方便用戶校準(zhǔn)表計(jì)，確保高電壓值準(zhǔn)確度
原理
我們已知，在回路頻率時(shí)，回路產(chǎn)生諧振，此時(shí)試品上的電壓是勵(lì)磁變高壓端輸出電壓的Q倍。Q為系統(tǒng)品質(zhì)因素，即電壓諧振倍數(shù)，一般為幾十到一百以上。先通過(guò)調(diào)節(jié)變頻電源的輸出頻率使回路發(fā)生串聯(lián)諧振，再在回路諧振的條件下調(diào)節(jié)變頻電源輸出電壓使試品電壓達(dá)到試驗(yàn)值。由于回路的諧振，變頻電源較小的輸出電壓就可在試品CX上產(chǎn)生較高的試驗(yàn)電壓。
試驗(yàn)頻率
由于電纜的電容較大，采用傳統(tǒng)的工頻試驗(yàn)變壓器很笨重，龐大，且大電流的工作電源在現(xiàn)場(chǎng)不易取得。因此一般都采用串聯(lián)諧振交流耐壓試驗(yàn)設(shè)備。其輸入電源的容量能顯著降低，重量減輕，便于使用和運(yùn)輸。初期多采用調(diào)感式串聯(lián)諧振設(shè)備（50Hz），但存在自動(dòng)化程度差、噪音大等缺點(diǎn)。因此現(xiàn)在大都采用調(diào)頻式（30-300Hz）串聯(lián)諧振試驗(yàn)設(shè)備，可以得到更高的品質(zhì)數(shù)（Q值），并具有自動(dòng)調(diào)諧、多重保護(hù)，以及低噪音、靈活的組合方式（單件重量大為下降）等優(yōu)點(diǎn)。就目前的國(guó)內(nèi)外的提法來(lái)看，我們總結(jié)可分成3類：第1類為較寬頻率范圍30-300Hz、20-300Hz、1-300Hz；第2類為工頻范圍，45-65Hz，45-55Hz；第3類為接近工頻，35-75Hz。
（1）第1類較寬頻率范圍
國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議第21、09工作組發(fā)布的《試驗(yàn)導(dǎo)則》，建議頻率范圍為30-300Hz。但實(shí)際上更低一些頻率也具有較好地等效性。IEC60840和IEC62067標(biāo)準(zhǔn)草案（2001年和2000年）就規(guī)定可采用20-300Hz。
國(guó)外有些廠家設(shè)計(jì)串聯(lián)諧用電抗器，在特殊情況下也有采用最低頻率為25Hz或20Hz的。當(dāng)然頻率愈低，被試電纜的長(zhǎng)度（電容）可增大。但是電抗器鐵心因此放大，使重量增加。個(gè)別資料顯示，1-300Hz的交流試驗(yàn)也具有與工頻交流試驗(yàn)的等效性，這說(shuō)明實(shí)際應(yīng)用中頻率下限有可能取得更低，例如小于20Hz甚至到0.1Hz也是可行的。進(jìn)一步表明在這樣的頻率范圍內(nèi)，絕緣內(nèi)部各介質(zhì)的電壓分布及介質(zhì)特性仍基本相同。
隨頻率增高，串諧電抗器及勵(lì)磁變壓器的損耗降低，但是要考慮被試品電容介質(zhì)的極化發(fā)熱問(wèn)題，因此頻率高于300Hz是不可取的。
（2）第2類為工頻范圍
國(guó)際上工業(yè)頻率主要指50Hz和60Hz兩種，故IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對(duì)高壓絕緣的工業(yè)試驗(yàn)頻率范圍為45-65Hz，在我國(guó)額定工頻為50Hz。GB/T16927.1-1997規(guī)定工頻試驗(yàn)頻率范圍為45-55Hz。
認(rèn)為工頻電力電纜的試驗(yàn)電壓也必須是工頻，這是趨于比較保守的觀點(diǎn)。針對(duì)此問(wèn)題應(yīng)該著重說(shuō)明交接和預(yù)防性試驗(yàn)的目的在于發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷的能力來(lái)定的。在不同的頻率下只要絕緣內(nèi)部介質(zhì)電壓分布相同，又有基本相同的檢出絕緣故障的能力，就能達(dá)到試驗(yàn)的目的。因此即使選用比工頻范圍更寬的頻率也是可以接受的。在90年代中期為了選擇適當(dāng)?shù)慕涣髂蛪涸囼?yàn)的頻率范圍，做了大量、仔細(xì)的基礎(chǔ)研究工作。得出頻率在30-300Hz范圍內(nèi)，橡塑電纜內(nèi)部幾種典型絕緣缺陷的擊穿特性沒(méi)有明顯差別。分析形成這種在不同頻率下良好的擊穿特性，主要原因是優(yōu)良的同軸絕緣結(jié)構(gòu)，單一的絕緣介質(zhì)，材質(zhì)相對(duì)純潔、電場(chǎng)分布合理、規(guī)則。因此，在不同頻率下結(jié)構(gòu)內(nèi)部電壓分布相同，形成寬頻率范圍試驗(yàn)的條件。油紙絕緣電纜一直采用頻率等于零的直流電壓進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，其實(shí)際效果很好，數(shù)十年來(lái)未受到置疑。
（3）第3類為接近工頻頻率，35-75Hz
國(guó)外曾對(duì)正常XLPE（交聯(lián)聚乙烯）絕緣電纜樣品，在不同頻率下進(jìn)行擊穿試驗(yàn)。結(jié)果表明在頻率為35-75Hz時(shí)擊穿電壓均落在可置信度95%之內(nèi)。因此有觀點(diǎn)贊成試驗(yàn)電壓頻率最好選在35-75Hz,也較為靠近運(yùn)行電壓頻率50Hz。值得注意的是，上述測(cè)試結(jié)果是對(duì)正常絕緣做的擊穿試驗(yàn)。而交接和預(yù)防性試驗(yàn)所采用的試驗(yàn)電壓值是偏低的，它只能擊穿有缺陷的絕緣弱點(diǎn)（機(jī)械損傷、水樹(shù)枝、終端頭或接頭盒應(yīng)力鐵錐施工或用料錯(cuò)誤，等等），完全不足以擊穿電纜本體的正常絕緣?？梢?jiàn)兩種試驗(yàn)的目的和工作機(jī)理均不相同。
配置表
一、電纜交流耐壓試驗(yàn)系列
二、發(fā)電機(jī)工頻耐壓試驗(yàn)系列
三、gis和六氟化硫開(kāi)關(guān)交流耐壓試驗(yàn)系列
四、變壓器，電動(dòng)機(jī)等設(shè)備的工頻交流耐壓試驗(yàn)系列
參考資料 >