随着国民经济的发展以及城网供电电压等级的提高,交联聚乙烯绝缘电力电缆(XLPE)以其合理的工艺和结构,优良的电气性能和安全可靠的运行特点,在国内外获得越来越广泛的使用。尤其在高压输电领域更取得了的进展。与充油电缆相比,交联电缆敷设安装方便,运行维护简单,不存在油的淌流问题。但是,近年来的运行和研究表明,交联聚乙烯电缆的绝缘在运行中易产生树枝化放电,造成绝缘老化破坏,严重地影响了交联聚乙烯绝缘电力电缆的使用寿命。因此,充分认识交联电缆的绝缘特性,及时有效地发现和预防绝缘中存在的某些缺陷,对保障设备乃至系统的安全运行具有十分重要的意义。阐述了影响交联电缆绝缘的主要因素以及电缆的交接试验原理,认为在现场对交联电缆实施交流耐压试验是必要和可行的。
由于电缆的电容量较大,采用传统的工频试验变压器很笨重,庞大,且大电流的工作电源在现场不易取得。因此一般都采用串联谐振交流耐压试验设备。其输入电源的容量能显著降低,重量减轻,便于使用和运输。初期多采用调感式串联谐振设备(50Hz),但存在自动化程度差、噪音大等缺点。因此现在大都采用调频式(30-300Hz)串联谐振试验设备,可以得到更高的品质数(Q值),并具有自动调谐、多重保护,以及低噪音、灵活的组合方式(单件重量大为下降)等优点。就目前的国内外的提法来看,我们总结可分成3类:第1类为较宽频率范围30-300Hz、20-300Hz、1-300Hz;第2类为工频范围,45-65Hz,45-55Hz;第3类为接近工频,35-75Hz。
与传统的试验变压器相比,优点在于变频串联谐振试验装置体积小,重量轻,易搬运,操作简单,非常方便现场使用及搬运(体积与重量约为传统试验变压器的1/10~1/30),而且是分件式设计,便于根据现场需求灵活配置电抗器的个数,大大降低了劳动强度,提高工作效率。
各种大型电力变压器、电力电缆、汽轮及水轮发电机及其它容性设备的交流耐压试验都严格按试验规程定期进行。在工频条件下,由于被试品电容量较大,或者试验电压要求较高,对试验装置的电源容量相应的也有较高的要求,为了电缆安全可靠运行,有关的国际标准对电缆的各种试验做了明确的规定。主要试验项目包括:测量绝缘电阻、直流耐压和泄漏电流。其中测量绝缘电阻主要是检验电缆绝缘是否老化、受潮以及耐压试验中暴露的绝缘缺陷。直流耐压和泄漏电流试验是同步进行的,其目的是发现绝缘中的缺陷。但是近年来国内外的试验和运行经验证明:直流耐压试验不能有效地发现交联电缆中的绝缘缺陷,甚至造成电缆的绝缘隐患。国内也曾多次发生电缆事故,相当数量的电缆故障是由于经常性的直流耐压试验产生的负面效应引起。因此,国内外有关部门广泛推荐采用交流耐压取代传统的直流耐压。
变频串联谐振试验装置是运用串联谐振的原理,通过调节变频控制器的输出频率,使得回路中的电抗器的电感L和试品电容C发生串联谐振,谐振电压即为试品上所加电压。
变频串联谐振成套试验装置是运用串联谐振的原理,利用励磁变压器激发串联谐振回路,通过调节变频控制器的输出频率,使得回路中的电抗器电感L和试品电容C发生串联谐振,谐振电压即为试品上所加电压。变频谐振试验装置广泛用于电力、冶金、石油、化工等行业,适用于大容量、高电压的电容性试品的交接和预防性试验。