0.1Hz超低频耐压试验技术及应用

0.1Hz超低频（电缆耐压）武汉世纪华胜科技有限公司VLFS系列0.1Hz超低频高压发生器一．概述超低频绝缘耐压试验实际上是工频耐压试验的一种替代方法。

我们知道，在对大型发电机、电缆等试品进行工频耐压试验时，由于它们的绝缘层呈现较大的电容量，所以需要很大容量的试验变压器或谐振变压器。

这样一些巨大的设备，不但笨重，造价高，而且使用十分不便。

为了解决这一矛盾，电力部门采用了降低试验频率，从而降低了试验电源的容量。

从国内外多年的理论和实践证明，用0.1Hz超低频耐压试验替代工频耐压试验，不但能有同样的等效性，而且设备的体积大为缩小，重量大为减轻，理论上容量约为工频的五百分之一，且操作简单，与工频试验相比优越性更多。

这就是为什么发达国家普遍采用这一方法的原因。

国家发改委已制定了《35kV及以下交联聚乙烯绝缘电力电缆超低频（0.1Hz）耐压试验方法》行业标准。

我国正在推广这一方法，本仪器是根据我国这一需要研制而成的。

可广泛用于电缆、大型高压旋转电机的交流耐压试验之中。

本产品接合了现代数字变频先进技术，采用微机控制，升压、降压、测量、保护完全自动化。

由于全电子化，所以体积小重量轻、大屏幕液晶显示，清晰直观、且能显示输出波形、打印试验报告。

设计指标完全符合《电力设备专用测试仪器通用技术条件，第4部分：超低频高压发生器通用技术条件》电力行业标准，使用十分方便。

现在国内外均采用机械式的办法进行调制和解调产生超低频信号，所以存在正弦波波形不标准，测量误差大，高压部分有火花放电，设备笨重，而且正弦波的二，四象限还需要大功率高压电阻进行放电整形，所以设备的整体功耗较大。

二．0.1Hz超低频耐压技术优点1、额定电压小于或等于50kV的超低频采用单联结构（一台升压器）；大于50kV的超低频采用串联结构（两台升压器串联），使整体重量大大减轻，带载能力增强，而且两台升压器可单独作低电压等级的超低频使用。

2、电流、电压、波形数据均直接从高压侧采样获得，所以数据准确。

发电机耐压试验采用0.1HZ超低频耐压试验的探讨新《电力设备预防性试验规程》在“发电机定子交流耐压试验”一项中注明：有条件时，发电机定子交流耐压试验可采用0.1HZ 超低频耐压。

试验电压峰值为工频试验电压的1.2倍。

那么，为什么要采用0.1HZ超低频耐压试验呢？0.1HZ超低频耐压试验有什么特点呢？一、为什么要采用0.1HZ超低频耐压试验？众所周知，直流耐压试验易于发现发电机端部缺陷，而不易检出发电机槽部缺陷。

50HZ交流耐压试验虽然易于发现发电机主绝缘在槽部和槽口处的缺陷，但随着发电机容量的增大，发电机对地电容量愈来愈大。

如一台30万千瓦的发电机单相对地电容量为0.95微法左右。

在进行1.5Un的50HZ 交流耐压试验时，电容电流为7A，所需试验变容量近200KV A。

若是一台30万KW的大型水轮发电机，单相对地电容为1.85微法，若取试验电压为46KV进行50HZ交流耐压试验，电容电流为26.7A，所需试验变容量为1228KV A。

如此大的试验设备，体积、重量、容量都是现场难以想象的。

因而，0.1HZ耐压试验装置的研究应用解决了大型发电机的耐压问题。

二、0.1HZ超低频耐压装置的特点1、可大幅度降低试验设备的容量和重量。

发电机进行50HZ交流耐压试验时所需试验变的容量为：S=U²*ω*Cx假定50HZ和0.1HZ时所施加的试验电压相同，则试验变容量之比为：S0.1/S50=（U²*2π*0.1*Cx）/( U²*2π*50*Cx)=1/500可见：试验设备的容量、体积、重量大大减小。

实际上，两者试验设备的实际容量之比1：50~100。

3~5KV A容量的0.1HZ试验设备能完成50HZ试验容量要求数百KV A的试验。

2、在复合绝缘内部的电压分布与50HZ时基本相同。

研究表明，在发电机复合绝缘内部介质上的电压分布，0.1HZ 电压的分布按电容分布，与50HZ电压的分布相同。

电缆的超低频耐压试验方法介绍超低频耐压试验方法是用于测试电缆在低频电压下的耐压能力。

超低频电压一般定义为频率低于1Hz的电压。

该测试方法通常用于测试高压电缆的绝缘性能，以确保其在实际应用中的安全可靠性。

下面将介绍常用的超低频耐压试验方法。

1.直流超低频耐压试验法：该方法是将直流电压加到电缆上，然后逐渐升高电压直至达到规定的测试电压。

在测试期间，观察电缆表面是否有放电现象，并记录测试电流和电压的值。

直流超低频耐压试验法可以检测电缆的整体绝缘性能和放电能力。

该方法常用于测试高压电缆和特高压电缆的绝缘性能。

2.脉冲超低频耐压试验法：该方法通过产生脉冲电压来进行测试。

脉冲超低频耐压试验法的优点是测试过程短暂，测试结果容易获取。

其原理是在一定频率下产生电压脉冲，并将该脉冲电压加到电缆上，然后观察电缆表面是否有放电现象，并记录测试电流和电压的值。

脉冲超低频耐压试验法常用于测试变频电缆、电感电缆等特殊用途电缆。

3.步进超低频耐压试验法：该方法是通过不断增加耐压时间和电压水平来进行测试。

测试时，先将低电压加到电缆上，然后逐渐提高电压，保持一段时间后再升高电压，直到达到规定的测试电压。

在测试期间，观察电缆表面是否有放电现象，并记录测试电流和电压的值。

步进超低频耐压试验法可以判断电缆的绝缘性能和耐压能力。

4.剥离超低频耐压试验法：该方法是将电线或电缆剥离一部分绝缘层，然后将剥离部分暴露在大气中，并施加一定的直流电压进行测试，观察剥离部分是否有放电现象和绝缘损坏。

该方法常用于测试导线和电缆的终端接头的绝缘性能。

以上是常用的超低频耐压试验方法介绍。

在进行超低频耐压试验时，需要根据电缆的具体需要选择合适的测试方法，并按照相关标准进行测试操作。

同时，在测试过程中应注意安全措施，并记录测试数据供后续分析和评估。

0.1Hz超低频耐压试验方法的探索和研究一、0.1Hz超低频耐压试验的对象0.1Hz超低频耐压试验技术的优势为：与工频相比等效性一致、体积小，与直流耐压相比无累计破坏效应，所以对于绝缘等值电容较大的试品，例如电力电缆、电力电容，大中型电机，超低频具有很大的优势。

然而对于绝缘等值电容较小其他的试品，由于超低频耐压试验装置高压发生器输出需要一定的电容来匹配，在这种情况需要高压电容与被试品并联进行。

因此对于绝缘等效电容较小的高压电气设备，采用工频耐压试验即可，而对于绝缘等效电容较大的高压电气设备，采用超低频耐压技术具有明显优势。

二、超低频耐压试验电压和时间的确定耐压试验电压的确定是进行0.1Hz超低频耐压试验的关键，只有施加合理的试验电压和试验时间，才能正确判断高压电气设备的绝缘状况。

橡塑绝缘电力电缆指聚氯乙烯绝缘(PE)，交联聚乙烯绝缘(XLPE)和乙丙橡皮绝缘电力电缆。

对于橡塑绝缘电力电缆的0.1Hz超低频耐压试验，各个国家和地区采用不同的标准1）、湖北省电力公司企业标准《橡塑绝缘电力电缆交接和预防性试验规程Q／ED 116 501—2004》超低频试验标准如下图交接试验时,加压时间60min,不击穿。

预防性试验时，加压时间15min，不击穿三、短距离电力电缆的耐压试验超低频原理示意图如图所示。

由图可见，当输出空载时，逆变失败，输出得不到0.1Hz正弦波电压，因此，当测试短距离电缆（或者小电容试品），超低频高压发生器须要辅助电路实施。

实施的方法即并联一个高压电容器，试验接线图如图2所示。

对于VLF－30/1.1型号的超低频高压发生器（最高输出电压30kV，0.1Hz下最大测试电容1.1μF），并联电容选择Vmax＝30kV C＝0.1μF，实践证明测试效果很好。

四、野外作业，工作电源频率波动过大问题的解决电力电缆的耐压试验大多在野外进行，很多场所需要小型发电机作为仪器的工作电源。

由于发电机的功率较小和超低频耐压试验中输出功率较大变化，引起发电机频率变化较大，导致超低频发生器逆变颠覆，输出信号紊乱，仪器不能正常工作。

电力电缆耐压试验的主要方法有哪些？电缆耐压试验是一种寻找电缆存在的故障的检测方式。

在试验过程中容易受到各种因素的影响，导致出现故障、短路等问题。

以下介绍几种电缆耐压试验的主要方法。

一、超低频耐压试验超低频（0.1Hz）耐压试验方法最早出现于1980年，其主要是用于观察电缆运行是否存在绝缘缺损的一种无损试验方法，并且该方法经过大量的研究室试验以及现场试验，证实超低频耐压试验在中低压电力电缆耐压试验中有较好的应用效果。

该方法利用的原理是将50Hz 交流电通过整流与滤波转变为直流电压，再经由逆变电路，将直流电压转变为1kHz交流电压，再通过0.1Hz正弦振荡器完成调幅处理，当经过调幅后，1kHz交流电压等幅波就会转变为0.1Hz变化条幅波。

其主要是基于高压变压器与电压倍增电路之间形成的高电压，其主要表现为正弦波，并经由压敏电阻器进行调解，从而使高交流电压负载输出为0.1Hz高压正弦波形。

超低频耐压试验的优势主要在于：①无损坏；②准确性高；③设备体积小，易于携带。

但是该方法的输出电压等级较低，主要还是在中低压电缆耐压试验中使用。

二、调感式工频串联谐振试验该方法主要是利用电抗器的感抗作用以及被测电缆电容的容抗在50Hz工频环境中会产生谐振的工作原理，此过程中会产生高电压。

调感式工频串联谐振试验的优势在于：①输出电流波形基本为正弦波；②特异性高，只有在串联谐振回路满足了产生谐振的条件后，才会形成高电压，而被测电缆一旦出现问题，就会造成回路异常，就相当于电缆短路，高电压也会出现一致性降落，又由于电抗器能够限制短路电流，从而保护装置不受影响，从而不需要加装电阻保护装置。

该试验方式的劣势在于操作复杂、系统品质因数不高、自动化水平低、噪音大，导致其在实际中的应用受到限制。

三、变频串联谐振试验变频串联谐振试验原理与上述调感式工频串联谐振试验原理相似，唯yi不同之处在于：变频串联谐振试验是通过调节变频电源中的输出电压频率实现试验回路产生谐振；而调感式工频串联谐振试验则是通过基于50Hz工频下的调节电抗器产生的电感量实现试验回路产生谐振。

0.1hz超低频电缆耐压测试仪一、产品简介超低频电缆耐压测试仪主要用于聚乙烯绝缘的电力电缆的耐压测试，也可用于大型电力变压器的绝缘耐压测试。

采用超低频高压测试电力电缆的耐压是一种新的方法。

在对大型发电机，电缆等试品进行工频交流耐压试验时，由于它们的绝缘层呈较大的电容量，所以需要很大的试验变压器或谐振变压器。

这样一些巨大的设备，不但笨重，造价高，而且使用十分不便。

为了解决这一矛盾，电力部门采用了降低试验频率，从而降低了电流，以及试验电源的容量。

从国内外多年的理论和实践证明，采用0.1HZ或更低频率的试验电源替代工频交流耐压试验，不但能够达到同样的试验效果，而且电源设备的体积大大缩小，重量大大减轻，约为工频的五百分之一。

试验程序大大地减化，有与工频试验更多的优越性二、产品主要特点1、设计指标完全符合《电力设备专用测试仪器通用技术条件，第4部分：超低频高压发生器通用技术条件》电力行业标准，使用十分方便2、电流、电压、波形数据均直接通过高压侧采样获得，所以数据真实、准确。

3、过压保护：当输出超过所设定的限压值时，仪器将停机保护，动作时间小于２０毫秒。

4、过流保护：设计为高低压双重保护，高压侧可按设定值进行精确停机保护；低压侧的电流超过额定电流时将进行停机保护，动作时间都小于２０毫秒。

5、接合了现代数字变频先进技术，采用微机控制，升压、降压、测量、保护完全自动化，并且在自动升压过程中能进行人工干预。

6、全电子化，所以体积小重量轻、大屏幕液晶显示，清晰直观、且能显示输出波形、打印机输出试验报告。

7、高压输出保护电阻设计在升压体内，所以外面不需另接保护阻。

8、由于超低频高压发生器采用了高低压闭环负反馈控制电路，所以输出无容升效应。

三、超低频电缆耐压测试仪的试验方法四、各种耐压试验的比较。

超低频电缆耐压试验电压要求
一、电压等级
超低频电缆的电压等级通常分为3kV、6kV、10kV、15kV、20kV、25kV、30kV、35kV、40kV等，具体电压等级应按照相关标准和规定进行选择。

二、试验频率
超低频电缆的耐压试验频率一般为0.1Hz，采用这个频率可以避免电缆的容抗和感抗对耐压试验产生影响。

三、试验时间
超低频电缆的耐压试验时间一般为1分钟，具体时间应按照相关标准和规定进行选择。

四、泄漏电流
在进行超低频电缆的耐压试验时，应测量泄漏电流。

泄漏电流的大小应符合相关标准和规定的要求。

五、耐压试验电压值
超低频电缆的耐压试验电压值应按照相关标准和规定进行选择，一般为电缆额定电压的2-3倍。

在进行耐压试验时，应逐步增加电压值，直至达到规定的耐压试验电压值。

六、重复性
超低频电缆的耐压试验应具有重复性，即每次试验的结果应一致。

如果结果存在差异，应重新进行试验。

七、温度影响
温度对超低频电缆的耐压试验会产生影响。

因此，在进行耐压试验时，应记录当时的温度，并在分析结果时考虑温度的影响。

八、安全措施
在进行超低频电缆的耐压试验时，应采取以下安全措施：
1.试验前应对电缆进行检查，确保其没有损坏或短路现象。

2.试验时应有专人监护，并保持与电缆的安全距离。

3.试验时应使用合格的绝缘工具和仪表，并遵守相关的使用规定。

4.试验结束后应对电缆进行检查，确保其没有损坏或短路现象。

如果有任何异常情况，应立即进行处理并重新进行试验。