浅述xlpe高压电缆交流耐压试验原理和应用

《浅述xlpe高压电缆交流耐压试验原理和应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、浅述XLPE高压电缆交流耐压试验原理和应用　　摘要：随着我国国民经济的快速发展,交联聚乙烯绝缘（XLPE）电力电缆以敷设于地下、占地少、不影响城市景观等优点，正逐渐成为电力系统中的主要部件之一，尤其在大城市和重要工业区，其重要程度都在不断提升。与此同时，为满足城市用电量激增的需要，110kV及以上电压等级的XLPE电缆正在城市主干网中大量使用，为了确保电缆的正常运行，电缆的试验非常重要，尤其是交流耐压试验。关键词：交联聚乙烯电缆串联谐振耐压耐压试验车中图分类号：U273.94文献标识码：A为了检验XLPE电缆的施工质量，确保电缆在长期高场强、大

2、负荷运行运行条件下不发生故障，国内外的电力公司竣工投产前或检修后运行的试验中，通常需要对在高压电缆进行耐压试验。根据国际电工学会IEC60840规定，110kVXLPE电缆耐压试验有两种方法：直流耐压3U0，15分钟；交流耐压1.7U05分钟或1U024小时；IEC62067标准中220kVXLPE电缆试验取消了直流耐压，规定交流耐压1.7U05分钟或1U024小时。国内目前交接试验一般按照GB50150《电气装置安装工程6电气设备交接试验标准》进行，电缆运行后的检修依据Q/GDW168《输变电设备状态检修试验规程》进行。高压电缆耐压试验方法高

3、压电缆耐压试验方法主要有直流耐压试验、传统的交流耐压试验、串联谐振耐压试验、振荡电压试验系统、超低频试验系统等等，不同的耐压试验方法的特点各有不同电缆直流耐压试验对试验设备以其重量轻，可测电缆长度长为特点，便于应用。但是其电场分布与交流电压下的电场分布不同，导致击穿特性不一致；直流高压试验也不能发现XLPE电缆绝缘中的水树枝等缺陷，而且由于空间电荷的作用，还容易试验投产后在交流电场作用下的绝缘击穿；另外如果现场直流试验发生闪络或击穿可能会对其他正常的电缆和接头的绝缘造成危害，因此直流耐压试验现在很少使用。传统的交流耐压试验使用的电源为普通试验变

4、压器型式，对试验电源与变压器要求较高，尤其长的电缆线路，其容量很难满足要求，而且体积庞大不利于现场运输。6为了减轻电源系统的重量，电缆变频谐振耐压试验得到广泛应用，其原理是通过改变试验系统的电感量或试验频率，使试验回路中电抗与电缆的容抗值相同，组成谐振回路，试品上的大部分容性电流与电抗器的感性电流相抵消，电源供给的能量仅为回路中消耗的有功功率，从而降低了试验电源的容量。试验方法包括串联谐振与并联谐振两种方式，其中括串联谐振耐压试验应用最广泛。GB50150规定交接试验中，电缆变频谐振耐压试验的频率范围为20~300Hz。振荡电压试验这种试验方法

5、包括用直流电源给电缆充电，然后通过一个触发球隙放电给一组串联电阻和电感，从而得到一个阻尼振荡电压。必须注意对于长电缆，振荡电压方法是有问题的。尽管振荡电压试验方法比直流耐压试验方法更有效，但此方法仍不如工频试验效果好。超低频试验（VLF）已被广泛应用于中压电缆的试验，但目前还没有可用于高压电缆试验的超低频装置。串联谐振耐压试验的原理图1串联谐振等效电路变频串联谐振的基本原理是一个基本的LC串联谐振回路，具体如图1。要使回路发生谐振，有很高的输出电压，回路中的容抗与感抗必须相等。即：此时：式中f0——电源频率；I——试验回路电流；w0——电源角频

6、率；串联谐振可通过调节电感、电容或频率使电路达到6谐振条件，由于该试验大多是针对现场大电容设备进行的，因而电容确定时，一般通过采用调感或调频来进行补偿使试验回路达到串联谐振状态。由于容性电流与电抗器上的感性电流相抵消，回路处于串联谐振状态时，电源供给的能量仅为回路中消耗的有功功率，为试品容量的1/Q（Q为系统的谐振因素），因此试验电源的容量降低，重量大大减轻。变频串联谐振耐压试验是利用电抗器的电感与电缆电容实现谐振，在电缆上获得高电压，是当前高电压试验比较成熟的方法。变频串联谐振是谐振式电流滤波电路，能改善电源波形的畸变，获得较好的正弦电压波形

7、，有效防止谐波峰值对电缆的误击穿。变频串联谐振工作在谐振状态，当电缆的绝缘点被击穿时，电流立即脱谐，回路电流迅速下降。发生闪络击穿时，因失去谐振条件，除短路电流立即下降外，高电压也立即消失，电弧立即熄灭。电缆变频谐振耐压试验车杭州供电公司从事的35kV及以上高压电缆交接试验以及检修后的试验均采用串联谐振耐压试验，传统的试验方法是通过调节电抗器值，使电路在50Hz频率附近达到谐振条件。但该试验方法通常包括电源箱、控制柜、隔离变、励磁变、电抗器等主要设备，缺点是设备多、集成性差、试验接线复杂、不便于运输。6为了解决传统串联谐振耐压试验的缺陷，杭州供

8、电公司于2013年通过引进德国海沃公司的WRV型变频谐振试验系统，并组织专业人员技术改造，形成了现在的高压电缆耐压试验车，其结构及实物见图2、3。该设