多倍頻感應(yīng)耐壓試驗裝置原理

變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗由于其*的優(yōu)勢得到了廣泛的應(yīng)用，由于現(xiàn)代社會以及城市的發(fā)展，對高壓電力電纜的需求不斷增長，導(dǎo)致了我國電網(wǎng)改造工程增多。高壓電纜是電網(wǎng)改造以及大型供電樞紐中的主要應(yīng)用品種，其具有輸送容量大、電性能好、維護方便等優(yōu)勢。在現(xiàn)如今的供電企業(yè)中，變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗是未來電力電纜耐壓試驗中的重要方式，由此可見變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗具有一定的現(xiàn)實意義。

一、電力電纜耐壓試驗的意義

電力電纜在使用過程中容易受到各種因素的影響，導(dǎo)致出現(xiàn)故障、短路等問題，這些問題都與絕緣部分缺損有一定的關(guān)系，其主要由下述幾方面引起的：

①滿負(fù)荷運行。在一般情況下，電纜溫度上升8℃，絕緣壽命就會下降，若處于滿負(fù)荷運行狀態(tài)，就會導(dǎo)致處于高溫狀態(tài)，導(dǎo)致絕緣使用壽命縮短。

②外力沖擊。這主要是電纜鋪設(shè)過程中受到施工技術(shù)的影響。

③受潮。由于雨水具有導(dǎo)電作用，會導(dǎo)致介質(zhì)損耗增多，進而導(dǎo)致絕緣發(fā)熱，促使絕緣壽命縮短。

④接觸不良。這主要是由于電纜制作工藝技術(shù)水平低，接頭沒有壓實、加熱不充分等導(dǎo)致的電纜接頭絕緣降低。

⑤腐蝕作用。風(fēng)力侵蝕、雨水侵蝕以及地下電纜的酸堿腐蝕都會導(dǎo)致電纜絕緣降低。因此，檢測電力電纜有*或異常存在具有重要的現(xiàn)實意義。耐壓試驗就是以尋找電纜存在的故障為目的的一種檢驗方式。

二、目前電力電纜耐壓試驗的主要方法

1.超低頻耐壓試驗

超低頻(0.1Hz)耐壓試驗方法早出現(xiàn)于1980年，其主要是用于觀察電纜運行是否存在絕緣缺損的一種無損試驗方法，并且該方法經(jīng)過大量的研究室試驗以及現(xiàn)場試驗，中試控股證實超低頻耐壓試驗在中低壓電力電纜耐壓試驗中有較好的應(yīng)用效果。該方法利用的原理是將50Hz交流電通過整流與濾波轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟妷?，再?jīng)由逆變電路，將直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)?kHz交流電壓，再通過0.1Hz正弦振蕩器完成調(diào)幅處理，當(dāng)經(jīng)過調(diào)幅后，1kHz交流電壓等幅波就會轉(zhuǎn)變?yōu)?.1Hz變化條幅波。其主要是基于高壓變壓器與電壓倍增電路之間形成的高電壓，其主要表現(xiàn)為正弦波，并經(jīng)由壓敏電阻器進行調(diào)解，從而使高交流電壓負(fù)載輸出為0.1Hz高壓正弦波形。

超低頻耐壓試驗的優(yōu)勢主要在于：

①無損壞；

②準(zhǔn)確性高；

③設(shè)備體積小，易于攜帶。但是該方法的輸出電壓等級較低，主要還是在中低壓電纜耐壓試驗中使用。

2.調(diào)感式工頻串聯(lián)諧振試驗

該方法主要是利用電抗器的感抗作用以及被測電纜電容的容抗在50Hz工頻環(huán)境中會產(chǎn)生諧振的工作原理，此過程中會產(chǎn)生高電壓。

調(diào)感式工頻串聯(lián)諧振試驗的優(yōu)勢在于：

①輸出電流波形基本為正弦波;

②特異性高，只有在串聯(lián)諧振回路滿足了產(chǎn)生諧振的條件后，才會形成高電壓，而被測電纜一旦出現(xiàn)問題，就會造成回路異常，就相當(dāng)于電纜短路，高電壓也會出現(xiàn)一致性降落，又由于電抗器能夠限制短路電流，從而保護裝置不受影響，從而不需要加裝電阻保護裝置。該試驗方式的劣勢在于操作復(fù)雜、系統(tǒng)品質(zhì)因數(shù)不高、自動化水平低、噪音大，導(dǎo)致其在實際中的應(yīng)用受到限制。

3.變頻串聯(lián)諧振試驗

變頻串聯(lián)諧振試驗原理與上述調(diào)感式工頻串聯(lián)諧振試驗原理相似，不同之處在于：變頻串聯(lián)諧振試驗是通過調(diào)節(jié)變頻電源中的輸出電壓頻率實現(xiàn)試驗回路產(chǎn)生諧振;而調(diào)感式工頻串聯(lián)諧振試驗則是通過基于50Hz工頻下的調(diào)節(jié)電抗器產(chǎn)生的電感量實現(xiàn)試驗回路產(chǎn)生諧振。

變頻串聯(lián)諧振試驗的優(yōu)點為：

當(dāng)試驗所需電源容量低于被測電纜的電源容量時，能夠在遠(yuǎn)低于所需電源功率的情況下進行試驗，能夠有效提高現(xiàn)場試驗的效率，并且能夠克服調(diào)感式工頻耐壓試驗裝置中的缺點，使其能夠在實際生活中得到更加廣泛的應(yīng)用。此外，變頻串聯(lián)諧振試驗的工作頻率僅為30～300Hz，能夠完善超低頻耐壓試驗的頻率過低、損耗小導(dǎo)致與實際損耗量不符的問題。因此，中試控股變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗所得結(jié)果為精密、全面和可靠的。

三、變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗設(shè)計

變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗主要包括變頻電源主電路、勵磁變壓器、諧振電抗器、電容分壓器、補償電容器等設(shè)備。國際大電網(wǎng)會議組織建議以30～300Hz為試驗頻率范圍，但是由于實際生活中存在一些影響因素，可以20～300Hz為試驗頻率范圍。我國額定工頻為50Hz，在預(yù)防性試驗的工頻范圍為45～55Hz，這樣做的目的為了滿足對被測電纜絕緣下降進行實時監(jiān)測的需求，因此才選擇比額定工頻范圍更大的頻率。實際試驗中的接近工頻頻率為35～75Hz，這主要是在大量的試驗與研究中發(fā)現(xiàn)工頻頻率在35～75Hz時，擊穿電壓可信度為95%，因此，中試控股在變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗中將接近工頻選擇35～75Hz為狀