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试论110千伏交联聚乙烯绝缘电缆耐压试验的方法及优缺点比较摘要：文章分析了110千伏交联聚乙烯绝缘电缆耐压试验采用直流耐压、0.1hz超低频耐压、工频串联谐振以及调频串联谐振耐压等方法的优缺点，并结合实例进行了论证，以供同仁参考。
关键词：110千伏交联聚乙烯绝缘电缆；耐压试验中图分类号：c33 文献标识码：a 文章编号：作者介绍：林志鹏（1984—），男，广东汕头人，现在广东电网公司汕头供电局从事高压试验工作。
一、前言近年来，随着我国电力网的不断更新改造，交联聚乙烯绝缘电缆具有电性能高、输送容量大、质量轻、运行维护方便等优点成为高压电缆发展的主要方向。
目前，虽然高压电缆在制造厂内部都经过了严格的试验，但在运输、安装过程中有可能对电缆及其附件造成损伤或安装不正确，因此，必须对新安装的电缆进行严格的交接试验。
文章分析了110千伏交联聚乙烯绝缘电缆耐压试验采用直流耐压、0.1hz超低频耐压、工频串联谐振以及调频串联谐振耐压等方法的优缺点，并结合实例进行了论证，以供同仁参考。
二、交联电缆直流耐压试验的缺点高电压试验技术的一个通用原则：试品上所施加的试验电压场强必须模拟高压电器的运行工况。
高电压试验得出的通过或不通过的结论要代表高压电器中的薄弱点是否对今后的运行带来危害。
这就意味着试验中的故障机理应与电器运行中的机理有相同的物理过程。
按照此原则，交联电缆进行直流耐压试验的问题主要表现在以下几个方面:观点一：认为xlpe交联聚乙烯电缆结构具有存储积累单极性残余电荷的能力，当在直流试验后，如不能有效的释放掉直流残余电荷，投运后在直流残余电荷加上交流电压峰值将可能致使电缆发生击穿。
观点二：交联聚乙烯电缆的直流耐压试验中，由于空间电荷效应，绝缘中的实际电场强度可比电缆绝缘的工作电场强度高达11倍。
交联聚乙烯绝缘电缆即使通过了直流试验不发生击穿，也会引起绝缘的严重损伤。
观点三：由于施加的直流电压场强分布与运行的交流电压场强分布不同。
串联谐振试验设备说明书使用适当的电源线。
只可使用并且符合规格的电源线。
正确地连接和断开。
当测试导线与带电端子连接时，请勿随意连接或断开测试导线。
请勿在潮湿环境下操作。
请勿在易爆环境中操作。
－安全术语警告：警告字句指出可能造成人身伤亡的状况或做法。
目录第一章谐振试验装置概述第二章装置主要部件介绍第三章操作说明第一章谐振试验装置概述1.1概述：目前在国际和国内已有越来越多的XLPE 交联聚乙烯绝缘的电力电缆替代原有的充油油纸绝缘的电力电缆。
但在交联电缆投运前的试验手段上由于被试容量大和试验设备的原因，仍沿袭使用直流耐压的试验方法。
近年来国际、国内的很多研究机构的研究成果表明直流试验对XLPE 交联聚乙烯电缆有不同程度的损害。
有的研究观点认为XLPE 结构具有存储积累单极性残余电荷的能力，当在直流试验后，如不能有效的释放掉直流残余电荷，投运后在直流残余电荷加上交流电压峰值将可能致使电缆发生击穿。
国内一些研究机构认为，交联聚乙烯电缆的直流耐压试验中，由于空间电荷效应，绝缘中的实际电场强度可比电缆绝缘的工作电场强度高达11倍。
交联聚乙烯绝缘电缆即使通过了直流试验不发生击穿，也会引起绝缘的严重损伤。
其次，由于施加的直流电压场强分布与运行的交流电压场强分布不同。
直流试验也不能真实模拟运行状态下电缆承受的过电压，并有效的发现电缆及电缆接头本身和施工工艺上的缺陷。
因此，使用非直流的方法对交联电缆进行耐压试验就越来越受到人们的重视。
同时，各种大型变压器的交流耐压试验，火力及水力发电机的交流耐压实验也定期进行。
这些设备的试验要求的试验设备容量大，通常情况下采用谐振的办法进行试验，但必须是在工频条件下或等效工频条件下进行。
等效工频条件一般采用45-65Hz 的频率范围，但很多试验单位要求50Hz试验电源对这类设备进行交流耐压试验。
串联变频自动谐振试验装置主要用于10kV、35kV、110kV的交联橡塑电力电缆，66kV、110kV、220kV 组合电器(GIS)的变频交流耐压试验，水力和火力发电机或电力变压器等的工频交流耐压试验。
串联谐振耐压实验设备原理图串联谐振耐压实验设备原理图串联谐振耐压实验设备又名串联谐振，分为调频式和调感式。
通常是由变频电源、励磁变压器、电抗器和电容分压器构成。
被试品的电容与电抗器构成串联谐振联接办法；分压器并联在被试品上，用于丈量被试品上的谐振电压，并作过压维护信号。
串联谐振耐压实验设备的运用串联谐振广泛用于电力、冶金、石油、化工等作业，适用于大容量，高电压的电容性试品的奉告和避免性实验。
串联谐振耐压实验设备首要用于以下方面：1、6kV-500kV高压交联电缆的沟通耐压实验2、发电机的沟通耐压实验3、GIS和SF6开关的沟通耐压实验4、6kV-500kV变压器的工频耐压实验5、其它电力高压设备如母线，套管，互感器的沟通耐压实验。
串联谐振耐压实验设备的作业原理串联谐振变在电子设备的LC电路，也称为谐振电路，谐振电路，或调谐电路，由两个电子部件联接在一同，一个电感，由字母L标明，和一个电容器，由字母C的电路能够作为标明作为电谐振器，一个的电仿照音叉，将能量存储在振动电路的谐振频率。
串联谐振变电路被运用，也能够用于在特定频率发作的信号，或从一个更凌乱的信号拾取出来的信号在特定频率。
它们在许多电子设备中，格外是无线电设备，电路，例如用于要害元件的振动器，过滤器，调谐器和混频器。
串联谐振变电路是一个志趣化的模型，由于它假定不存在由于耗散能量的电阻。
LC电路的任何实习施行将一贯包含的组件和联接导线内的小，但非零电阻构成的扔掉。
尽管没有实习的电路是没有损耗，但却是有利的研讨这个志趣的电路办法，以获得了解和物理直觉。
关于一个电路模型联络性。
假定一个充电电容器两头的电感器相连，电荷将开端流过电感器，一个磁场树立它周围和削减电容器上的电压。
究竟在悉数电容器的电荷将不见，其两头的电压将抵达零。
可是，电流将持续下去，由于电感器抗蚀剂中的电流改动。
以坚持其活动的能量被从磁场，这将开端降低萃取。
该电流开端对电容用具有相反极性的电压充电到其初始充电。
54kV A/54kV/27kV调频式串联谐振试验装置技术方案武汉华意电力科技有限公司54kV A/54kV/27kV调频式串联谐振试验装置一、被试品对象1.10kV/120mm2电缆1km，电容量≤0.2603μF，试验频率为30-300Hz，试验电压22kV。
2.35KV/300 mm2电缆0.1km，电容量≤0.01945μF，试验频率为30-300Hz，试验电压52kV。
3. 10kV母排（长度30m）交流耐压试验，试验频率30-300Hz，试验电压不超过42kV，试验时间1min。
工作环境1.环境温度：－150C~+45 0C;2.相对湿度：≤90%RH;3.海拔高度: ≤2500米；二、装置主要技术参数及功能1.额定容量：54kV A；2.输入电源：380V电压，频率为50Hz；3.额定电压：54kV；27kV4.额定电流：1A；2A5.工作频率：30-300Hz；6.波形畸变率：输出电压波形畸变率≤1%；7.工作时间：额定负载下允许连续60min；8.温升：额定负载下连续运行60min后温升≤65K；9.品质因素：装置自身Q≥30(f=45Hz)；10.保护功能：对被试品具有过流、过压及试品闪络保护(详见变频电源部分)；11.测量精度：系统有效值1.5级；三、设备遵循标准GB10229-88 《电抗器》GB1094《电力变压器》GB50150-2006《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》DL/T 596-1996 《电力设备预防性试验规程》GB1094.1-GB1094.6-96 《外壳防护等级》GB2900《电工名词术语》GB/T16927.1~2-1997《高电压试验技术》四、装置容量确定：设计两节电抗器，则单节电抗器为27kVA/27kV/1A/125H，装置总容量为54kVA。
验证：1、35kV/300mm2电缆0.1km的交流耐压试验，电容量≤0.01945uF，试验频率30-300Hz，试验电压52kV，试验时间60min。
请用户务必详细阅读本扉页说明！关于电抗器运行时限的郑重说明实际应用中的任何高压谐振电抗器在通以电流后都将不可避免的产生热量，都应谨防过热导致不可恢复的损坏！基于产品成本的经济性、用户使用的方便性等各种因素的考虑，实际制造的高压谐振电抗器其极限热容量总是在一定的有限范围内，因而在一定的散热条件下，其运行时限或工作制总是有限的，超时运行将导致电抗器损坏或严重缩短使用寿命。
我公司生产的无轭铁心结构真空环氧浇注高压谐振电抗器，具有体积小、重量轻、容量大等特点，但却同时不可避免的面临散热不良的矛盾。
由于实际使用环境下多为空气自然冷却方式，散热效率低，因而在短时间内该结构电抗器可近似认为是一种绝热结构，冷态使用发热后至再次完全冷却，至少需4～8小时，用户使用时务必小心，严禁超时限长时间连续使用，避免电抗器过热损坏！关于电抗器运行时间电抗器铭牌或使用说明书中指明的工作制（或运行时限）T，一般指环境温度40℃条件下，产品满负载（额定最大负载电容）、满电压（额定最高工作电压，参铭牌）U N时的单次额定最长连续工作时间，此时，谐振频率达到额定最低工作频率f N（参铭牌），电流达到额定值I N。
现场试验时，通常情况下未必恰好满负载满电压工作，这样电抗器实际可工作时间就可能远超过T，而取决于试验时实际的谐振频率f和试验电压U，此时实际可连续运行时间t可参照下式计算：当所用电抗器无法满足试验要求时，切不可盲目行事、继续加压试验！务必另行采取措施：①更换冷态电抗器继续试验；②待电抗器充分冷却后再继续进行试验；③购买更多的电抗器作冗余冷备用；④购买或更换更大容量的试验设备作冗余热备用。
安全警告●使用高压试验设备的工作人员必须是具有“高压试验上岗证”的专业人员。
●使用本设备请用户必须按《电力安规》168条规定，并在工作电源进入本设备前加装两个明显断开点。
当接线或更换被试品时应先将两个断开点明显断开。
●试验前请检查控制箱、励磁变压器、电容分压器和被试品的接地是否接好。
一、实验目的1. 理解串联谐振电路的基本原理和特性。
2. 掌握串联谐振电路的谐振频率、品质因数和通频带的测量方法。
3. 通过实验验证理论分析，加深对串联谐振电路的理解。
二、实验原理串联谐振电路由电感L、电容C和电阻R组成，按照其原件的连接形式可分为串联谐振和并联谐振。
本实验主要研究串联谐振电路的特性。
1. 谐振频率：串联谐振电路的谐振频率f0由以下公式给出：f0 = 1 / (2π√(LC))其中，f0为谐振频率，L为电感，C为电容。
2. 品质因数Q：串联谐振电路的品质因数Q表示电路的选频性能，由以下公式给出：Q = 1 / (R√(LC))其中，Q为品质因数，R为电阻，L为电感，C为电容。
3. 通频带：通频带B为谐振曲线两侧电流有效值下降到最大电流的1/√2时对应的频率范围，由以下公式给出：B = f2 - f1其中，f1为下限截止频率，f2为上限截止频率。
三、实验仪器与设备1. 信号发生器：提供不同频率的正弦交流信号。
2. 数字多用表：测量电压、电流和电阻。
3. 电感器、电容器和电阻器：构成串联谐振电路。
4. 电路连接线：连接实验仪器和设备。
四、实验步骤1. 按照实验电路图连接电路，确保连接正确无误。
2. 将信号发生器的输出端连接到串联谐振电路的输入端。
3. 将数字多用表分别连接到电感、电容和电阻的相应位置，用于测量电压、电流和电阻。
4. 设置信号发生器的输出频率为f0，即谐振频率，观察并记录电路中的电压、电流和电阻的数值。
5. 改变信号发生器的输出频率，分别在谐振频率两侧的频率点测量电路中的电压、电流和电阻的数值。
6. 根据实验数据绘制幅频特性曲线，分析谐振频率、品质因数和通频带的特性。
7. 通过实验验证理论分析，总结实验结果。
五、实验结果与分析1. 谐振频率：实验结果显示，当信号发生器的输出频率为f0时，电路中的电压、电流和电阻的数值达到最大值，验证了谐振频率的理论分析。
2. 品质因数Q：实验结果显示，随着电阻的增大，品质因数Q减小，与理论分析一致。
k V电缆试验方案文件管理序列号：[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]试验方案编写：审核：批准：配电*************年月日1试验目的：为了检查10kV 线电缆的绝缘性能和运行状况是否良好，保证电网的安全运行，参照Q/GXD126.01-2006《电力设备交接和预防性试验规程》，对其进行试验。
2电缆规范：电缆型号：YJV22－3×240电缆规格：3×240mm2电缆电压：8.7/15kV电缆电容量：0.37uF/km电缆长度：km生产厂家：出厂日期：年月日3试验依据：。
依该标准确定试验电压为21.75kV （2.5U 0），试验时间为5min （2.5U 0时）。
4试验仪器：HDSR-F162/162串联谐振试验设备一套；干湿温度计一块；10000V 兆欧表一块；工具箱一套；三相电源线若干。
5试验项目：①耐压前电缆主绝缘电阻测量；②串联谐振法交流耐压试验；③耐压后电缆主绝缘电阻测量；6试验步骤及技术措施：6.1电缆主绝缘电阻测量6.1.1测量方法用10000V 兆欧表，依次测量各相线芯对其他两相及金属套的绝缘电阻，金属套及非被试相线芯接地。
测量前将被测线芯接地，使其充分放电，放电时间一般为2－5分钟。
由于存在吸收现象，兆欧表的读数随时间逐步增大，测量时应读取绝缘电阻的稳定值，作为电缆的绝缘电阻值。
6.1.2测量步骤1）测量并记录环境温度、相对湿度、电缆铭牌、仪器名称及编号；2）将所有被试部分充分放电，非被试相电缆线芯及金属套接地；3）将兆欧表地线端子（E）用接地线与接地导体连接好，兆欧表火线端子（L）接至被测部位的引出端头上，兆欧表读数稳定后记录绝缘电阻值。
拆除兆欧表相线；4）将被试电缆对地放电并接地；5）依照此步骤测试其他两相。
6.1.3注意事项在试验中读取绝缘电阻后，应先断开接至被试品的火线端子，然后再将兆欧表停止运转；由于电缆的吸收现象比较严重，特别是对于大电容电缆，兆欧表开始读数可能非常的低，这一现象是正常的。
试验方案10kV电力电缆交流耐压试验编写: ____________审核：___________批准：___________配电*************________ 年 ____ 月_____ 日1试验目的：为了检查10 kV ______________ 线_______ 电缆的绝缘性能和运行状况是否良好，保证电网的安全运行，参照Q/GXD 126.01-2006 《电力设备交接和预防性试验规程》对其进行试验。
2电缆规范：电缆型号：YJV22 —3X 240电缆规格：3X 240mm2电缆电压：8.7/15kV电缆电容量：037 uF/km 电缆长度：km生产厂家： ___________出厂日期： ________ 年 _________ 月 ______ 日3试验依据：GB50150-2006《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》中18.0.5 条表18.0.5之规定。
依该标准确定试验电压为21.75kV （2.5U。
），试验时间为5min（2.5U。
时）。
4试验仪器：HDSR-F162/162串联谐振试验设备一套；干湿温度计一块；10000V兆欧表一块；工具箱一套；三相电源线若干。
5试验项目：①耐压前电缆主绝缘电阻测量；②串联谐振法交流耐压试验；③耐压后电缆主绝缘电阻测量；6试验步骤及技术措施：6.1 电缆主绝缘电阻测量6.1.1 测量方法用10000V兆欧表，依次测量各相线芯对其他两相及金属套的绝缘电阻，金属套及非被试相线芯接地。
测量前将被测线芯接地，使其充分放电，放电时间一般为2-5分钟。
由于存在吸收现象，兆欧表的读数随时间逐步增大，测量时应读取绝缘电阻的稳定值，作为电缆的绝缘电阻值。
6.1.2 测量步骤1 ）测量并记录环境温度、相对湿度、电缆铭牌、仪器名称及编号；2）将所有被试部分充分放电，非被试相电缆线芯及金属套接地；3）将兆欧表地线端子（E）用接地线与接地导体连接好，兆欧表火线端子（L）接至被测部位的引出端头上，兆欧表读数稳定后记录绝缘电阻值。
FS系列调频串联谐振试验装置（FS Series Variable Frequency Cascade Resonance Test Device）∙产品标准： DL/T 849.6—2004∙试验标准： DL/T 596-2005∙产品概要：自动/手动调谐，独特高压脱谐保护，安全可靠！◆概述FS系列调频串联谐振试验装置适用于大容量、高电压的电容性绝缘试品，如发电机、电力变压器、高压交联电力电缆、互感器、套管等的高压耐压试验，装置电压和容量大小可根据用户需求定制。
变频串联谐振试验装置是运用LC串联谐振的原理，通过改变输出频率，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。
华胜FS系列变频串联谐振高压试验装置符合DL/T849.6-2004《高压谐振试验装置》技术要求。
◆调频串联谐振试验装置主要功能和特点☆装置可靠性高。
系统采用进口功率元件作为功率变换的核心，电压输出和频率输出稳定，电磁兼容设计合理，保护功能完善，经过多次高压直接对地短路的测试，系统仍然保持完好，同时系统也有很强的过载能力。
☆自动调谐功能强大。
系统自动调谐时，从30Hz到300Hz自动扫频，显示扫频曲线，用户能直观地看到系统调谐过程；扫频完成后，系统根据扫频初步找到的谐振频点，在其±5Hz范围内以0.01Hz为分辨率进行频率细扫，最后精确锁定谐振频率。
☆支持多种试验模式。
系统支持“自动调谐＋手动调压”，“自动调谐＋自动调压”，“手动调谐＋手动调压”等试验模式，推荐使用“自动调谐＋手动调压”模式，既能快速找到谐振点，又能通过手动调压控制试验过程，安全性更高。
☆系统人机交互界面友好。
试验参数设置、试验控制、试验结果等同屏显示，直观清晰，并具有自动计时及操作提示功能。
全触摸屏操作及显示，具备试验数据保存和查询功能。
☆保护功能完善。
具备零位保护（电压输出控制旋钮不在零位时，禁止系统启动），过压保护，过流保护，闪络保护等功能，保证了系统的可靠性。
试验方案编写：配电*************年月日1 试验目的：为了检查10 kV 线电缆的绝缘性能和运行状况是否良好，保证电网的安全运行，参照Q/GXD 126.01-2006《电力设备交接和预防性试验规程》，对其进行试验。
2 电缆标准：电缆型号：YJV22－3×240电缆规格：3×240mm2电缆电压：电缆电容量：uF/km电缆长度：km生产厂家：出厂日期：年月日3 试验依据：时〕。
004 试验仪器：HDSR-F162/162串联谐振试验设备一套；干湿温度计一块；10000V兆欧表一块；工具箱一套；三相电源线假设干。
5 试验项目：①耐压前电缆主绝缘电阻测量；②串联谐振法交流耐压试验；③耐压后电缆主绝缘电阻测量；6 试验步骤及技术措施：6.1 电缆主绝缘电阻测量6.1.1 测量方法用10000V兆欧表，依次测量各相线芯对其他两相及金属套的绝缘电阻，金属套及非被试相线芯接地。
测量前将被测线芯接地，使其充分放电，放电时间一般为2－5分钟。
由于存在吸收现象，兆欧表的读数随时间逐步增大，测量时应读取绝缘电阻的稳定值，作为电缆的绝缘电阻值。
6.1.2 测量步骤1〕测量并记录环境温度、相对湿度、电缆铭牌、仪器名称及编号；2〕将所有被试部分充分放电，非被试相电缆线芯及金属套接地；3〕将兆欧表地线端子〔E〕用接地线与接地导体连接好，兆欧表火线端子〔L〕接至被测部位的引出端头上，兆欧表读数稳定后记录绝缘电阻值。
拆除兆欧表相线；4〕将被试电缆对地放电并接地；5〕依照此步骤测试其他两相。
6.1.3 注意事项在试验中读取绝缘电阻后，应先断开接至被试品的火线端子，然后再将兆欧表停止运转；由于电缆的吸收现象比较严重，特别是对于大电容电缆，兆欧表开始读数可能非常的低，这一现象是正常的。
1〕电缆绝缘电阻不小于10MΩ·km。
2〕耐压试验前后，绝缘电阻测量应无明显变化。
6.2 电缆主绝缘交流耐压试验6.2.1本试验采用串联补偿谐振法，试验接线如图1所示。
