0.1Hz超低频正弦波耐压试验技术及应用
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图3 负载放电特性 | ||
| 通过高压变压器的电源功率补偿需要的正弦波和指数衰减曲线之间的空间（能量差），在这个设计中一个重要的因素是可在负荷变化最大时，所需的时间常数基础上选择放电电阻。无论轻载或重载都能产生满意的波形，电阻的选择与负荷无关。 放电电阻的电流很低，功率损耗很容易解决。三个放电电阻完全满足40-60kV输出电压的要求。也可增加电阻的数量，应用相同的原理，用于90、120kV等更高电压等级的系统。 3. 频率 系统的工作频率可通过前面讨论过的技术，即调整图1中的T2获得。目前常用的是0.1Hz VLF试验，调整T2可得到0.05、0.02、0.01Hz等不同的工作频率，较低的频率可测试超长电缆。 三．0.1Hz超低频正弦波耐压试验设备的特点及应用 如前所述，直流耐压试验不适用于聚乙烯、交联聚乙烯绝缘电缆，因为在直流电场下形成的空间电荷会保存在电缆绝缘层中，当试验完毕重新投入运行后，残存的空间电荷（电场）会与运行电压的电场叠加，对在实际上仍能运行的电缆造成击穿。交流工频耐压试验最为有效，但由于电力电缆的电容很大。需要大容量试验设备，设备笨重难以对聚乙烯/交联聚乙烯电缆进行预防性耐压试验（现场试验）。针对中压聚乙烯/交联聚乙烯电缆的现场耐压试验问题，在VLF正弦波理论研究、设备开发一直处于领先地位的美国高电压公司早在70年代就致力于此项技术的研究，0.1Hz超低频正弦波的耐压试验设备具有以下显著特点。正因为这些特点，使这一耐压试验设备得到广泛应用。 a) 0.1Hz超低频正弦波耐压试验设备消耗功率小，是50Hz耐压试验设备的1/500。 b) 0.1Hz超低频正弦波耐压试验设备的输出电压较高，已有250kV交流输出试验设备，用于更高等级电压系统。 c) 由于输入功率小，设备的尺寸和重量也小，均为两件或三件式便携设计。 d) 0.1Hz超低频正弦波耐压试验设备可试验较长的电缆（电容较大），最大可达50微法的VLF试验设备，是国外同类产品的十倍。 e) 具有电容测试电路，可测量被测电缆电容，预计电缆长度。 除了这些特点以外，0.1Hz超低频正弦波耐压试验设备的正弦输出，还可用于诊断测试，传统的现场测试只是看耐压通过不通过，现在更科学的方法是诊断测试——局放测试和介损测试，用于检测绝缘中的水树，全面地评价电缆的绝缘状况，正弦波可有效地用于局放测试和介损测试。该设备还具有快速降阻烧穿功能，自动限制烧弧电流，从而可用于快速定位和修复故障，成本效益显著。 VLF-90CMF是美国高电压公司最新推出的一款交流耐压试验设备，适用于中压等级10kV、35kV的XLPE、PE、EPR、PILC电缆及其连接头。该设备可连续输出0-90kV电压，可获得0.1、0.05、0.02Hz等不同频率的正弦波，波形与电容性负载无关，可以测试7500米长的电缆。两件套便携式设计既可以安装在电缆测试车上，也可配备手推车，方便移动。 主要技术参数如下： 输入：230V，50/60Hz，最大6A，平均2.5A 输出：正弦波，0-90kV交流峰值电压（0—63.6kV交流有效值电压），0.1Hz/0.05Hz/0.02Hz连续工作， 屏蔽输出电缆 测量：3.5”表，0-90kV峰值电压 ； 3.5”表，0-100mA峰值电流，0-6μF电容 负载：0.55 μF @0.1Hz 1.1 μF @0.05Hz 2.75 μF @0.02Hz 尺寸：（w长；h高；d宽） 控制器：635mm w × 406mm h × 330mm d 高压器：185mm w × 685mm h × 330mm d 重量：控制器：34kg 高压器：82kg 除90kV外，该公司还生产40kV、60kV、120 kV、180 kV、250kV等系列耐压试验设备，最大限度的满足了我国对此类产品的需求。对于我国10kV及以下的电缆，可选用40kV的耐压试验设备。 美国高电压公司的产品得到了世界许多国家的电力系统及企事业的公认，在我国本溪钢铁集团、凌原钢铁集团、咸阳机场供电站等单位应用，均显示了0.1Hz超低频正弦波耐压试验设备的优越性能。 四. 电力电缆耐压试验规范 在0.1Hz超低频正弦波耐压试验技术得到广泛应用以后，为了规范对交联聚乙烯电缆、油浸纸电缆以及混合电缆的耐压试验方法，美国电子与电气工程师协会在2003年8月发布了最新IEEE P400.2/D1标准。 标准规定15-35kV电压等级的电缆在安装和验收试验时，试验电压应为3U0；对于5-8kV的电缆，试验电压应大于3U0；维修时的试验电压是验收试验电压的80%，如果进行多次循环试验，试验电压可再降低20%。表1列出了屏蔽电力电缆正弦波耐压试验的电缆额定电压。虽然只列出了5-35kV的电缆，但VLF仍可用于更高电压的电力电缆。表中给出的测试电压既可作为有效值，也可作为峰值，如果作为峰值使用，则测试时间需加倍。原因是有效值是峰值的0.707倍。 |
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