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中試控股技術研究院魯工為您講解：220KV交聯聚乙烯電纜交流耐壓試驗標準

ZSBP-44kVA/44kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置

11kV/300mm2電纜1km交流耐壓試驗，電容量≤0.3755uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓28kV，試驗時間5min。
10kV開關等電氣設備的交流耐壓試驗，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓不超過42kV，試驗時間1min。

參考標準：DL/T 849.6-2016，DL/T 474.4-2018

變頻串聯諧振耐壓試驗裝置：ZSBP系列變頻串聯諧振耐壓試驗裝置，中試控股采用調節電源頻率的方式，使得電抗器與被試電容器實現諧振，從而在被試品上獲得高電壓大電流，因其所需電源功率小、設備重量輕體積小在國內外得到了廣泛應用，

是當前高電壓試驗的新方法和潮流。不會出現任何恢復過電壓。試品發生擊穿時，因失去諧振條件，高電壓也立即消失，電弧即刻熄滅，且恢復電壓的再建立過程很長，很容易在再次達到閃絡電壓前斷開電源，

這種電壓的恢復過程是一種能量積累的間歇振蕩過程，其過程長，而且不會出現任何恢復過電壓。

ZSBP-44kVA/44kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置主要技術參數
1.額定容量：44kVA
2.額定電壓：22kV；44kV
3.額定電流：2A；1A
4.測量精度：系統有效值1.5級
5.工作頻率：30-300Hz
6.裝置輸出波形：正弦波
7.品質因素：裝置自身Q≥30(f=45Hz)
8.波形畸變率：輸出電壓波形畸變率≤1%
9.輸入電源：單相220或三相380V電壓，頻率為50Hz
10.工作時間：額定負載下允許連續60min；過壓1.1倍1分鐘
11.溫    升：額定負載下連續運行60min后溫升≤65K
12.保護功能：過壓、過流、零位啟動、系統失諧（閃絡）等保護功能
13.環境溫度：－20℃-55℃
14.相對濕度：≤90%RH
15.海拔高度:≤3000米
ZSBP-44kVA/44kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置主要功能及特征
ZSBP系列變頻串聯諧振耐壓試驗裝置，中試控股采用調節電源頻率的方式，使得電抗器與被試電容器實現諧振，從而在被試品上獲得高電壓大電流，因其所需電源功率小、設備重量輕體積小，在國內外得到了廣泛應用，是當前高電壓試驗的新方法和潮流。
特點：
1、裝置具有過壓、過流、零位啟動、系統失諧（閃絡）等保護功能，過壓過流保護值可以根據用戶需要整定，試品閃絡時閃絡保護動作并能記下閃絡電壓值，以供試驗分析。
2、整個裝置單件重量很輕，便于現場使用。
3、裝置具有三種工作模式：全自動模式、手動模式、自動調諧手動升壓模式；方便用戶根據現場情況靈活選擇，提高試驗速度。
4、能存儲和異地打印數據，存入的數據編號是數字，方便識別和查找。
5、裝置自動掃頻時頻率起點可以在規定范圍內任意設定，掃頻方向可以向上、向下選擇，同時液晶大屏幕顯示掃描曲線，方便使用者直觀了解是否找到諧振點。
6、ZSBP-44kVA/44kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置采用DSP平臺技術，可根據用戶需要增減功能和升級，人機交換界面更為人性化。
7、所需電源容量大大減小。串聯諧振電源是利用諧振電抗器和被試品電容諧振產生高電壓和大電流的，在整個系統中，電源只需要提供系統中有功消耗的部分，因此試驗所需的電源功率只有試驗容量的1/Q。

如何選擇合適的變頻串聯諧振耐壓試驗裝置？
為了選對規格，請提供以下技術參數
1、電力變壓器：電壓等級，大容量，試驗性質（中性點耐壓或全絕緣耐壓）單相對地電容量；
2、電力電纜：電壓等級，大長度，截面積；
3、發電機、電動機：電壓等級（出口電壓或稱工作電壓），試驗電壓（耐壓值）單相對地電容量范圍（如0.2-0.55uF等）；
4、開關、絕緣子、PT、CT、絕緣工器具、母線：電壓等級（或稱工作電壓）；試驗電壓（耐壓值）；
5、CVT效驗：電壓等級或稱工作電壓，試驗電壓（耐壓值）電容量范圍（如0.005-0.02uF）。

什么是串聯諧振？ 
由于電力預防試驗大多是對于大容量和高電壓的電氣設備，建議采用工頻耐壓進行絕緣性能的檢測，也就是剔除了采用直流高壓發生器對于電氣設備絕緣性能檢測的使用要求，雖兩者都屬于破壞性試驗；

但經過長期的研究，采用工頻耐壓的方式相對于直流耐壓穩定性，安全性要好，由于電氣設備的容量大，電壓高，往往像油浸式試驗變壓器一類的工頻耐壓設備無法滿足測試要求，在國內，為了達到這一目的，基本通過變頻串聯諧振來實現測量。 
變頻串聯諧振，“變頻”在串聯諧振電路中，通過調整可變的頻率范圍產生諧振條件，“串聯”是指在整個電路中的鏈接方式，串聯時，電壓相加，電流不變，“諧振”是指的諧振電路，組合起來就是我們常說的串聯諧振試驗裝置。

串聯諧振各部分功能

 

1、變頻電源

 

變頻電源的功能是將220V/380V，50HZ的電源變成頻率可以調整，電壓也可以連續調整，變頻電源同時也具備電力系統的操作、保護、控制、監測等功能于一體。

2、勵磁變壓器

 

勵磁變壓器的功能是將變頻電源輸出的電壓進行升壓，勵磁變壓器同時將高壓和低壓進行隔離。

 

3、高壓電抗器

 

高壓電抗器的功能是高壓電抗器和被試品的電容串聯起來發生串聯諧振。

 

4、分壓器

 

分壓器的功能則是測量調節器上的高壓電壓值和低壓。

串聯諧振的原理

 

串聯諧振試驗裝置分為調頻式和調感式。一般是由變頻電源、勵磁變壓器、電抗器和電容分壓器組成。被試品的電容與電抗器構成串聯諧振連接方式；分壓器并聯在被試品上，用于測量被試品上的諧振電壓，并作過壓保護信號。

在電阻、電感及電容所組成的串聯電路內，當容抗XC與感抗XL相等時，即XC=XL，電路中的電壓u與電流i的相位相同，電路呈現電阻性，這種現象叫串聯諧振。當電路發生串聯諧振時電路的阻抗Z=√R^2 +(XC-XL)^2=R，電路中總阻抗最小，電流將達到最大值。變頻諧振試驗下局部放電檢測步驟

變頻諧振試驗下局部放電檢測步驟

 

（1）測試前檢查測試環境，排除干擾源；

 

（2）將傳感器（高頻CT或其他傳感器）安裝于檢測部位，在檢測過程中保證高頻傳感器方向一致；

 

（3）選擇適合的頻率范圍，可采用儀器的推薦值；

 

（4）試驗電壓應逐漸升到U并保持10分鐘，然后慢慢地升到1.4 U并保持10分鐘，直至升到試驗電壓，并保持一定的試驗時間；

 

（5）對所有檢測部位（對具備條件的所有電纜終端、接頭）進行高頻局放檢測；

 

（6）測量數據記錄；

 

（7）當檢測到異常時，記錄異常信號放電譜圖、分類譜圖以及頻譜圖，并給出初步分析判斷結論。

 

出自：Q/ZSW 11223-2014 《高壓電纜狀態檢測技術規范》  5.6.3電力電纜的試驗的運用

電力電纜的試驗主要指電纜在生產和安裝敷設后所進行的各種試驗，其項目大致可分為五類：

1.例行試驗：檢驗每個產品是否存在偶然因素造成的缺陷。

2?抽樣試驗：驗證生產過程中產品的關鍵性能是否符合設計要求

3?型式試驗：確定電纜產品的設計是否滿足預期的使用要求。

4?安裝竣工后的交接試驗

5?投入運行后的預防性試驗。

現行的電纜線路電氣試驗項目

1)直流耐壓和泄漏電流試驗(主要用于油紙絕緣電纜線路)。

2)測量絕緣電阻(用于1kV以下的低壓電纜線路、200m以內的短電纜線

路、停電時問超過一星期但不滿一個月的電纜線路、擠包電纜線路的外

護層的絕緣檢測)

3)核相試驗(用于新交裝和檢修后的電纜線路)。

4)電纜油試驗(用于充油電纜線路)。

5)電纜護層絕緣試驗(用于有護層絕緣要求的電纜線路)。

6)電纜線路參數測量(用于需要進行電力系統參數計算的電纜線路)。

7)接地電阻測量(用于高壓電纜護層接地及其他土建設施接地系統)。

8)0.1Hz超低頻試驗(用于35kV及以下電壓的擠包絕緣電纜線路)。

9)交流變頻諧振試驗(用于110kV及以上的擠包絕緣電纜線路)

電力電纜線路的交接試驗和預防性試驗因其要求不一,試驗項目也略有不同

交聯電纜五阻值測量

(一)測量主絕緣電阻

(二)測量外護套絕緣電阻

(三)測量內襯層絕緣電阻

(四)銅屏蔽層電阻和導體電阻比

)測量主絕緣電阻

絕緣介質在直流電壓作用下的電流包含充電電流、吸收電流和電導電流。如圖1所示。img4

圖1

△充電電流:決定于被試絕緣的幾何尺寸、形狀和材料

這部分電流開始最大,但在10-9s~102s之內下降至可略去地步。

吸收電流2:主要是不均勻介質內部較為緩慢的極化形成

的,極化時間從102s至幾十分鐘甚至幾小時以上,這部分電流隨

著時間逐漸減小,通常在一分鐘之內可降至可略去地步。

電導電流:它又可分為兩部分。一是絕緣表面的泄漏電

流,其大小與絕緣表面的臟污、受潮程度有關;二是絕緣內部的

電導電流,與絕緣內部雜質的含量、是否分層或開裂有關,其電

流不隨時間而降低

▲總電流/:是隨時間衰減的,因此試品實際的絕緣電阻隨

著時間的增加而逐淅上升,并趨向穩定。這一過程可用吸收比來

表示,

電纜絕緣受潮時或有貫穿性的缺陷,電導電

流較大,現場均采用R6OSR15S的比值,

并稱吸收比。

應用這一原理,測量電纜絕緣電阻及吸收比

,可初步判斷電纜絕緣是否受潮、老化

并可檢査耐壓后的絕緣是否損傷。所以

耐壓前后均應測量絕緣電阻。

(二)測量外護套絕緣電阻

本項目只適應于三芯電統的外護套,進行測試時,采用500V兆歐表,

電壓加在金屬護套與外護層表面的石墨導電層之間,當每千米的絕緣電阻

低于0.5MQ時,應采用下述方法判斷外護套是否進水:

根據不同金屬在電解質中形成原電池原理進行判斷的方法

橡塑電覽的金屬層、鎧裝層及其涂層用的材料有銅、鉛、鐵、鋅和鋁等。這些金屬的電極電位如表2所示

(三)測量內襯層絕緣電阻

電壓加在銅屏蔽與金屬護套之間,周期及要求值同(二)。

(四)銅屏蔽層電阻和導體電阻比

在電纜投運前、重做終端或接頭后、內襯層破損進水后,應在

目同溫度下測量銅屏蔽電阻和導體電阻比。

比值増加時,表明銅屏蔽層的直流電阻増大,銅屏蔽層有可能

腐蝕;比值減小時,表明附件中的導體連接點的接觸電阻有増大

可能。

 

三，直流耐壓和泄漏電流試驗

2.1.1微安表置于高壓端的半波整流直流試驗接線

靠近電纜金屬護套的絕緣層存在局部缺陷或受潮,由于絕緣介質在直流高壓下的電滲透作用,雜質、水分等自由離子便移向電纜導體,在高電壓下轉變成貫穿性缺陷

電纜運行前必需考核耐受電壓水平,只有在規的試驗電壓和持續時間下,絕緣不放電、不穿,才能保證投入后的安全運行。針對不同電纜直流耐壓試驗的特點

油紙電纜:

直流試驗能夠有效的發現故障隱患,并且不會損害電纜的絕緣

直流耐壓測試設備體積小、重量輕,攜帶方便,JG便宜

橡塑纜:

橡塑電纜的絕緣介質在直流電場和交流電場下的場強分

布、老化和擊穿機理不同,導致在交流電壓下會擊穿的

電纜缺陷,而在直流耐壓下發現不了。

4-5U的直流試驗電壓會破壞電纜的絕緣,直流測試后,重新投入使用的電纜更易發生故障電纜線路電容值大,采用工頻電壓試驗,工頻試驗變壓器容量必須大,現場難實現;口采用直流耐壓試驗等效:因為電纜的絕緣電阻很大(一般在10GQ以上),直流耐壓時充電電流極小,具備試驗設備容量小、重量輕、可移動性好等優點但直流耐壓試驗方法對于XLPE交聯電纜,存在很多缺點

 

(一)直流耐壓試驗存在的主要問題

1、試驗等效性差

2、直流和交流下的電場分布不同

3、放電難以完全

4、對水樹枝的發展影響巨大