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变频串联谐振交流耐压原理与实验方法
2022-02-20

直流耐压试验不适合用于交联聚乙烯电缆试验。一些电缆即使通过了直流耐压试验,投运后不久仍然发生绝缘击穿事故,直流耐压试验时对绝缘的影响主要表现在:


(1)直流电压对交联聚乙烯绝缘有积累效应,即“记忆性”。电缆一旦有了由于直流试验而引起的“记忆性”,残留在电缆中的直流电荷就需要很长时间来释放。而当该电缆投入运行时,直流电荷便会叠加在交流电压峰值上,产生超过电缆的额定电压的“和电压”时,绝缘就容易老化,使用寿命也因此而缩短。


串联谐振


(2)试验电压偏高,绝缘承受的电场强度较高,这种高电压可能使原本良好的绝缘造成损伤和产生缺陷。


(3)直流电压与实际运行的交流电压作用不同。直流电压作用下,只有绝缘材料的电阻率决定绝缘中的电场分布,而交流下的电场分布则由电阻率和介电系数两者决定。因此在实际应用中,经常发生直流耐压试验合格的电缆,投入运行后,在正常工作电压作用下,也会发生绝缘故障。也就是说,直流耐压试验并不能象交流耐压一样可以准确地反映电缆中的绝缘缺陷。


(4)在直流电压下,交联电缆绝缘层出现的水树枝,容易形成电树枝放电,加速绝缘老化。


因此,为了检验和保证电缆的安装质量,在送电投运前进行现场交流耐压实验十分必要,但是,由于电力电缆对地电容量很大,需要较大容量的实验设备和电源,在现场采用50HZ工频进行交流耐压实验条件难以具备。因此,可根据具体情况,采用串联谐振的方法解决试验设备容量不足的问题。


变频串联谐振交流耐压的原理与实验方法


(1)串联谐振耐压的原理


如果被试品的试验电压较高,而电容量较小,一般可采用串联谐振的方法,其等效电路图如图一所示。


image.png

当试验回路中wxl=wxc(c包括cx、c1、c2)时,试验回路产生串联谐振,此时能在试品上产生串联谐振,此时能在试品上较高的试验电压(试验电压高低与回路品质因素有关)。对于电力电缆来说,电容量较大,采用传统的工频试验变压器很笨重,且大电流的工作电源在现场不易取得。其输入电源的容量能显著降低,重量减轻,便于使用和运输。被试设备的电容量C是固定的,要使试验回路产生谐振就要改变试验回路的电感L或频率w。


(2)调频式串联谐振耐压试验方法


高压电缆的现场交流耐压一般采用的调频式(30-300HZ)串联谐振试验设备,可以得到更有较高的品质因素(Q值),并具有自动调谐、多重保护,以及低噪音、灵活的组合方式等特点。


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