交流耐壓試驗

在工頻條件下，由于被試品電容量較大，或者試驗電壓要求較高，對試驗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（交流耐壓試驗變壓器）往往單件體積大，重量重，不便于現(xiàn)場搬運，而且不便于任意組合，靈活性較差。相比，變頻串聯(lián)諧振試驗裝置（體積與重量約為傳統(tǒng)油式試驗變壓器的1/2～1/3）由變頻電源、勵磁變壓器、電抗器、分壓器組成.特點：體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本低，接線便捷等。便攜式交流工頻耐壓儀(由干式試驗變壓器、控制箱兩部分組成）體積小，重量輕;，結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高；可方便在現(xiàn)場惡劣環(huán)境下使用。

因此，新版國標(biāo)《電氣設(shè)備交接試驗標(biāo)準(zhǔn)》(GB50150-2006）及國內(nèi)外有關(guān)部門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

2、發(fā)電機 的交流耐壓試驗

3、GIS和SF6開關(guān) 的交流耐壓試驗

4、6kV-500kV變壓器 的工頻耐壓試驗

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。

產(chǎn)品選型：

1.電壓。要問變壓器（被試品）的電壓等級

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

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‰）

*工作電源;220V/380V,50HZ *試驗容量：30-30000KVA

*(試驗電壓：1000KV及以下 *諧振頻率范圍：20-300Hz

*試驗電壓波形：正弦波波形畸變率小于等于0.3%

*試驗電壓冷確度：1級

*頻率調(diào)節(jié)：0.01Hz *保護(hù)響應(yīng)時間：小于1微秒

*系統(tǒng)具有過電壓保護(hù)、過電流保護(hù)、放電保護(hù)、擊穿跳閘保護(hù)、過熱保護(hù)。

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及城網(wǎng)供電電壓等級的提高，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行特點，在國內(nèi)外獲得越來越廣泛的使用。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，運行維護(hù)簡單，不存在油的淌流問題。但是，近年來的運行和研究表明，交聯(lián)聚乙烯電纜的絕緣在運行中易產(chǎn)生樹枝化放電，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)識交聯(lián)電纜的絕緣特性，及時有效地發(fā)現(xiàn)和預(yù)防絕緣中存在的某些缺陷，對保障設(shè)備乃至系統(tǒng)的安全運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原理，認(rèn)為在現(xiàn)場對交聯(lián)電纜實施交流耐壓試驗是必要和可行的。

近年來國內(nèi)外的試驗和運行經(jīng)驗證明：直流耐壓試驗不能有效地發(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Sechiswag公司在1978～1980年41個回路的10 kV電壓等級的XLPE電纜中，發(fā)生故障87次；瑞典的3 kV～24．5 kV電壓等級XLPE電纜投運超出9 000 km，發(fā)生故障107次，國內(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產(chǎn)生的負(fù)面效應(yīng)引起。因此，國內(nèi)外有關(guān)部門廣泛推薦采用交流耐壓取代傳統(tǒng)的直流耐壓。

電力設(shè)備在運行中，絕緣長期受著電場、溫度和機械振動的作用會逐漸發(fā)生劣化，其中包括整體劣化和部分劣化，形成缺陷。此外，由于交流耐壓試驗電壓一般比運行電壓高，因此通過試驗后，設(shè)備有較大的安全裕度，因此交流耐壓試驗是保證電力設(shè)備安全運行的一種重要手段。

* 體積小，重量輕，特別適合現(xiàn)場使用；

* 過壓,過流,放電,過熱及零啟動保護(hù)全面可靠,動作時間1微秒；

* 符合國標(biāo)要求:有監(jiān)測峰值/√2功能，可實時監(jiān)測試驗波形；

* 一鍵鼠標(biāo)式旋鈕“傻瓜式”操作，大屏幕液晶顯示；

* 獨有軟件校準(zhǔn)功能，方便用戶校準(zhǔn)表計，確保高電壓值準(zhǔn)確度

由于電纜的電容量較大，采用傳統(tǒng)的工頻試驗變壓器很笨重，龐大，且大電流的工作電源在現(xiàn)場不易取得。因此一般都采用串聯(lián)諧振交流耐壓試驗設(shè)備。其輸入電源的容量能顯著降低，重量減輕，便于使用和運輸。初期多采用調(diào)感式串聯(lián)諧振設(shè)備（50Hz），但存在自動化程度差、噪音大等缺點。因此現(xiàn)在大都采用調(diào)頻式（30-300Hz）串聯(lián)諧振試驗設(shè)備，可以得到更高的品質(zhì)數(shù)（Q值），并具有自動調(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。就目前的國內(nèi)外的提法來看，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

國際大電網(wǎng)會議第21、09工作組發(fā)布的《試驗導(dǎo)則》，建議頻率范圍為30-300Hz。但實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。

國外有些廠家設(shè)計串聯(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，被試電纜的長度（電容量）可增大。但是電抗器鐵心因此放大，使重量增加。個別資料顯示，1-300Hz的交流試驗也具有與工頻交流試驗的等效性，這說明實際應(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)熱問題，因此頻率高于300Hz是不可取的。

（2）第2類為工頻范圍

國際上工業(yè)頻率主要指50Hz和60Hz兩種，故IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對高壓絕緣的工業(yè)試驗頻率范圍為45-65Hz，在我國額定工頻為50Hz。GB/T16927.1-1997規(guī)定工頻試驗頻率范圍為45-55Hz。

認(rèn)為工頻電力電纜的試驗電壓也必須是工頻，這是趨于比較保守的觀點。針對此問題應(yīng)該著重說明交接和預(yù)防性試驗的目的在于發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷的能力來定的。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)慕涣髂蛪涸囼灥念l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)相對純潔、電場分布合理、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，其實際效果很好，數(shù)十年來未受到置疑。

（3）第3類為接近工頻頻率，35-75Hz

國外曾對正常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。結(jié)果表明在頻率為35-75Hz時擊穿電壓均落在可置信度95%之內(nèi)。因此有觀點贊成試驗電壓頻率最好選在35-75Hz,也較為靠近運行電壓頻率50Hz。值得注意的是，上述測試結(jié)果是對正常絕緣做的擊穿試驗。而交接和預(yù)防性試驗所采用的試驗電壓值是偏低的，它只能擊穿有缺陷的絕緣弱點（機械損傷、水樹枝、終端頭或接頭盒應(yīng)力鐵錐施工或用料錯誤，等等），完全不足以擊穿電纜本體的正常絕緣?？梢妰煞N試驗的目的和工作機理均不相同。

我們已知，在回路頻率f=1/2π√LC時，回路產(chǎn)生諧振，此時試品上的電壓是勵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)生較高的試驗電壓。

一、電纜交流耐壓試驗系列

二、發(fā)電機工頻耐壓試驗系列

三、GIS和SF6開關(guān)交流耐壓試驗系列

四、變壓器，電動機等設(shè)備的工頻交流耐壓試驗系列

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廣泛用于電力、冶金、石油、化工等行業(yè)，特別適用于大容量、高電壓的電容性試品的交接和預(yù)防性試驗。

1、6kV-500kV高壓交聯(lián)電纜 的交流耐壓試驗

2、發(fā)電機 的交流耐壓試驗

3、GIS和SF6開關(guān) 的交流耐壓試驗

4、6kV-500kV變壓器 的工頻耐壓試驗

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。