串联谐振交流耐压

《串联谐振交流耐压》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、串联谐振交流耐压试验装置分析与应用程柏超2009年4月1前言在供配电系统调试中，要对交联聚乙烯电力电缆（XLPE）、高压开关柜、GIS、高压电动机、大型发电机组、大型电力变压器、互感器等高电压、大容量的电力设备进行绝缘耐压试验。绝缘耐压试验分为直流耐压试验和交流耐压试验两种。过去在进行电缆耐压试验时都采用直流耐压试验。在1980年左右，国外电力部门发现直流耐压试验对橡塑绝缘是无效的且具有危害性。我国在九十年代开始研究和实践交流耐压试验技术。经过20多年的研究和实践，世界各国纷纷采用交流耐压试验代替直流耐压试验。国内外有关标准机构也对于高压交联电缆的试验方法作出了更改和修订。19

2、97年国际大电网工作会议（CIGRI）对目前采用的直流耐压试验方法提出疑议，并推荐使用工频及近似工频（30-300Hz）的交流试验方法，在全世界范围内推广应用。我国的《电气设备交接试验标准》GB50150-2006已经颁布，于2006年11月1日起强制执行，该标准规定35kV及以上橡塑绝缘电缆优先采用交流耐压试验。交流耐压试验取代传统直流耐压试验已是大势所趋。2直流耐压试验的问题由于电缆线路的电容很大，若采用工频电压试验，必须有大容量的工频试验变压器，现场试验很难实现，所以传统的耐压试验方法采用直流耐压试验。因为电缆的直流绝缘电阻很大（一般在10GΩ以上），所以在做直流耐压试验

3、时充电电流极小，具有试验设备容量小、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，无论从理论还是实践上却存在着很多缺点。主要体现在：（1）高压试验技术的一个通用原则：试品上所施加的试验电压场强必须模拟高压电器的运行工况。直流电压下，电缆绝缘的电场分布取决于材料的体积电阻率，而交流电压下的电场分布取决于各介质的介电常数，特别是在电缆终端头、接头盒等电缆附件中的直流电场强度的分布和交流电场强度的分布完全不同，而且直流电压下绝缘老化的机理和交流电压下的老化机理不相同。因此，直流耐压试验不能模拟交联电缆的运行工况。（2）交联电缆在直流电压下会产生“记忆”效应，存储积

4、累单极性残余电荷。一旦有了由于直流耐压试验引起的“记忆性”，需要很长时间才能将这种直流偏压释放。电缆如果在直流残余电荷未完全释放之前投入运行，直流偏压便会叠加在工频电压峰值上，使得电缆上的电压值远远超过其额定电压，从而有可能导致电缆绝缘击穿。（3）直流耐压试验时，会有电子注入到聚合物介质内部，形成空间电荷，使该处的电场强度降低，从而难于发生击穿。由于振荡电压极性迅速改变为异极性，使该处电场强度显著增大，可能损坏绝缘，造成多点击穿，损坏电缆。直流耐压试验时所形成的空间电荷可导致电缆投运时发生击穿或沿面滑闪。（4）交联电缆的一个致命弱点是绝缘内易产生水树枝，一旦产生水树枝，在直流电

5、压下会迅速转变为电树枝，并形成放电，加速了绝缘劣化，以致于运行后在工频电压作用下形成击穿。而单纯的水树枝在交流工作电压下还能保持相当的耐压值，并能保持一段时间。实践也表明，直流耐压试验不但不能有效发现交流电压作用下的某些缺陷，而且会损害电缆，给电缆的安全运行带来危险。如在电缆附件内，绝缘若有机械损伤或应力锥放错等缺陷。在交流电压下绝缘最易发生击穿的地点，在直流电压下往往不能击穿。直流电压下绝缘击穿处往往发生在交流工作条件下绝缘平时不发生击穿的地点。这一点也得到了运行经验的证明：一些电缆在交接试验中按照GB50150-91标准进行直流耐压试验顺利通过，但投运不久就发生绝缘击穿事故

6、。正常运行的电缆被直流耐压试验损坏的情况也时有发生。3几种主要的交流耐压试验方法既然直流耐压试验不能模拟交联电缆的运行场强状态，不能达到我们所期望的检验效果，自然就应该转向用交流耐压试验来考核交联电缆的绝缘状况。但是采用工频或接近工频的交流电压试验作为挤包绝缘电缆线路竣工试验存在的最大困难是长线路需要很大容量的试验设备。目前存在以下几种交流耐压试验方法：（1）带补偿电抗器的传统试验变压器：由于电缆的容量很大、电压很高，传统的试验变压器无论是从绝缘、体积、重量、容量等各个方面已经无法满足现场试验的要求；所以电缆试验极少采用变压器试验。（2）振荡电压试验：振荡电压试验是用直流电源给

7、电缆充电，当达到试验电压后使放电间隙击穿而通过电感线圈放电，对电缆施加一定电压幅值、频率为kHz级的衰减振荡波电压作为挤包绝缘电缆线路的竣工试验方法的另一种途径。此种方法比直流耐压试验方法有效，但与工频电压试验相比，其检查电缆主绝缘和附件缺陷的效果仍不理想。（3）超低频0.1Hz耐压试验：0.1Hz耐压试验的等效性还有待于进一步研究，其检测绝缘缺陷的效果在世界范围内受到普遍怀疑。目前的研究结果是0.1Hz对绝缘损伤的击穿电压，其数值在1.2–2.6倍工频击穿电压下变化，试验的一致性方面有较大