0.1Hz超低频耐压试验技术及应用

ｃ ｐ ｃｔｎ ｅ ａ ｏ ｔ ｇ ０ １ Ｈｚ ｕ ｔ － ｗ ｆ ｑ ｅ ｃ ｏ ｔｇ ｔｓａ ｄ ｔ ｃ ｎ ｌｇ ， ｓ ｃ ｍｐ ｒ ｄ ｗ ｔ ｏ ｒ ｆ － ａ ａ ｉ ｃ ， ｄ ｐ ｉ ． ｌ ａ ｌ ｒ ｕ ｎ ｙ ｖ ｌ ｅ ｗｉ ｔｎ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ａ ｏ ａ ｅ ｉ ｐ ｗｅ ｒ ａ ｎ ｒ ｏ ｅ ａ ｈ ｈ ｅ
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２０ ０ ７年 ｌ ２月 （ 终 ） 卷
湖 北 电 力
Ｖ．Ｏｏ７ Ｄ ３№ ｏ２ ６ １ｌ ｅ ｃ．
０ １Ｈ 超 低 频 耐 压 试 验 方 法 的 探 讨 和 研 究 ． ｚ
张 家 安 汪 祥 兵 张 ， ，
［ ｓｒｃ］ Ｆ ｒ ｈ ｏ ａｅｅ ｄ ｒｎ ｅｔ ｔ ｆ ｉ ｏ ａｅｅｅｔｃｅ ｕ ｍｅ ｔ ｗｔ ｌ ｇｒｅｕｖｌｎ ｉｓｌｎ Ａｂｔａ ｔ ｏ ｅｖｌ ｇ ｎ ｕａ ｃ ｅ ｇ ｖｌ ｇ ｌ ｒ ｑ ｉ ｎｓ ｉ ａ ｅ ｑ ｉａ ｔｎｕａ ｔ ｔ ｔ ｓｏ ｈ ｈ ｔ ｃｉ ｐ ｈ ｒ ｅ
Ｗ ｉｈｓａ ｓ ｉ ｇ Ｍ ｅ ｈｏ ｔ ｔ ｎｄ Ｔｅ ｔｎ ｔ ｄ
ＺＨＡＮＧ ｉ － ｎ ， ＡＮＧ ａ ｇ ｂ ｎ Ｚ Ｊａａ Ｗ Ｘｉｎ － ｉ ｇ ， ＨＡＮＧ ｉ Ｈｕ
（ ． ｕ ａ ｌ ｔｃＰ ｗ ｒＴｃ ｎｃｌ ｏｌ ｅ Ｗ ｈ ｎ４ ０ ７ ， ｈｎ ； Ｉ Ｗ ｈ ｎＥ ｅ ｒ ｏ ｅ ｅｈ ｉ ｌ ｇ 。 ｕ ａ ３ ０ ９ Ｃ ｉ ｃｉ ａＣ ｅ ａ ２ Ｗ ｈ ｎＨ ａ ｈｎ ｌ ｔｃ Ｔｃ ｎ ｌ ｙＣ ． Ｌｄ ， ｕ ａ ３ ０ ０ Ｃ ｉａ ． ｕ ａ ｕ ｓｅｇ Ｅ ｅ ｒ ｅｈ ｏｏ ｏ ，ｔ ． Ｗ ｈ ｎ４ ０ ７ ， ｈ ） ｃｉ ｇ ｎ

二者的优点。但避免了他们的缺点。 这项测试主要是以每５ ｓ的间隔定期变换极 性，从而得到０．１ Ｈｚ频率为基础的。通过一个能 动的旋转整流器，一个扼流线圈（电感）和一个由 ｏ．５肛Ｆ的系统电容器和电缆本身的电容组成的电 容器，产生了从一个极到另一个极的转换。这个装 置基本上是一个大功率谐振回路。在接上电缆后， 储存在电缆电容内的能量就通过整流器转移到扼流 线圈，电缆首先放电其能量以磁场形式储存在扼流 线圈内。当达到零时，扼流线圈释放其能量，并以 反过来的极性将电压加回到电缆中去。结果，电缆 就以相反极性充电，而通过谐振回路的这个转换产 生了一个光滑的余弦电压波形，宽度为２～６
１．２ ５０
电缆试验的各种方法
Ｈ前国际Ｉ：刈‘ｘＩ。ＰＦ电缆常用的儿种应用较
广的耐压试验方法的优缺点和适用范围基本如下。 １．１直流耐压试验 这是我公司现在电力电缆试验中最常用到的方 法。对于ＸＩ，Ｐ｝’电缆是否适宜做直流耐压试验， 业内同行ｆ¨…直有着／ｆ：同的看法，最近几年终于达 成ｒ共识。答案是否定的，综合起来主要有以下几 个理由。 ａ）直流耐压试验／ｆｉ能模拟ｘＩ，ＰＥ电缆的运行
本文链接：/Periodical_sxdl200702025.aspx
３
其变化相似于５０ Ｈｚ的正弦波（换向前缘波宽为
１０ ｍｓ）。 ４
ｏ．１
Ｈｚ超低频（ＶＩ。Ｆ）耐压试验的标准和
规范
为了确定其对交联聚乙烯电缆以及混合电缆装 置和油浸纸绝缘电缆作为测试标准的可用性，在 １９９６年１２月发布了Ｉ）ＩＮ—ＶＩ）Ｅ０２７６—６２０新标准 和在１ ９９７年５月发布了Ｉ）ｌＮ—ＶＩ）Ｅ０２７６—６２１新 标准。 Ｉ）１Ｎ—ＶＩ）Ｅ０２７６—６２０适用于运行电压Ｕ。，／【， 为３．６／６ ｋＶ到２０．８／３６ ｋＶ的挤塑绝缘电力电缆， 并规定对聚乙烯绝缘电缆的大小和试验要求。Ｉ）１Ｎ —ＶＩ）Ｅ０２７６—６２１适用于中压油浸纸绝缘电力电 缆。这２个规程的评价结果是ｏ．１ Ｈｚ超低频交流 电压试验能可靠地使用到２种型式电缆（交联聚乙 烯和纸绝缘）上去。试验电压为３Ｕ。试验持续时 间根据所用的不同材料而变化。试验成功的判断标 准是没有闪络。 根据中国“高压电缆选用导则”，电网单相接 地故障持续时间长于１ ｍｉｎ时应选用第二类电缆， 否则可选用第一类电缆。第一类电缆的绝缘级与电 压等级一致，第二类电缆的绝缘等级要高于电压等 级，这是因为单相接地情况下中性点会偏移，非故 障相对地电压最高可达到线电压的１０５％。单相接 地故障的持续时间是由电网中性点接地方式决定， 中国６～６３ ｋＶ电网系统大部分采用中性点不接地 的方式，允许在单相接地情况下继续运行，因此电 缆一般应选第二类。这样对应于３５ ｋＶ电压等级 的第二类电缆的绝缘等级为３５／２６ ｋＶ（Ｕ／Ｕ。）。 有人将电缆绝缘等级的Ｕ。，当做试验电压的Ｕ。认 为这样的试验结果可靠一些，实际上德国中压电网 （下转第７２页）

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。

后对分压得到的信号进行采样，采样
结果送液晶显示器实时显示 ，并通过
单片机计算试验电压值，送到液晶显
示器显示结果。
V D R2
4.， 试验电压幅值
我国0 .，日 z正弦波波形试验电压
峰值为UO 1.2Uao，其中U5。 .,= 为预定
的工频试验 电压有效值 ( 大修时为
1.5U, ) 。试验持续时I9 为1 min ， , I 升
VDR2和电容器c 进行解调， 输出试验
用0.1 Hz超低频正弦波高电 压。
0 .1 日 z超低频电压发生器采用的 工作方式是零点切换 ，即晶闸管的开
用0.1 Hz超低频耐压试验设备具有极大
的便利性。
d. 能延长电机绝缘的使用寿命。
和关都在正弦交流电零点附近完成，
2 超低频耐压试验设备的 1 超低频耐压试验的特点
匕 能发现绕组端部绝缘缺陷。 . 在工频电压下，从线棒流出的电容电
流 ，在流经绝缘外面半导体防晕层时 造成了较大的电压降，导致端部的绝 缘线棒承受的电压减少。而在超低频
压试验时，所需的试验变压器的容量 也越来越大，试验设备也很笨重 ，工 作起来很不方便。
如果降低交流耐压试验的频率， 将工频50 日 z降低到0.1 日 z即超低频试
验时，则试验变压器容量理论上将降 为工频的1/500。用3 一5 kVA容量的 0.1 日 z试验设备就已经能够解决工频试 验容量数百千伏安的试验。因此，使
下，由于电压频率大大降低，从线棒
流出的电容电流大大减少，半导体防 晕层上的压降也大大减少，故端部绝 缘上电压较高， 便于发现缺陷。 c. 绝缘内部局部放电明显减少。
压方式为1 m in 内将0.1 Hz电压 自 0均
1 0 0 0 Hz

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。

0.1 Hz超低频下XLPE/PE电缆tanδ测量王永红何丽娟吴健儿魏新劳隋纹波王作君麻春0 前言直流电压试验XLPE/PE电力电缆会产生不易中和的空间电荷，不能灵敏地发现电缆中业已存在的绝缘缺陷，还可能对良好的绝缘带来进一步的损伤。

直流电压试验不适用于XLPE/PE 电缆已成定论［1～4］；工频电压试验因需要很大的电源和试验设备容量，现场试验难以达到。

0.1 Hz超低频电压试验容量小，理论上仅为工频电压的1/500，故其设备重量轻，可移动，不会在XLPE/PE电缆绝缘中产生空间电荷，是目前比较有效的新的XLPE/PE电缆的现场试验方法。

耐压试验主要用于发现较为明显的局部缺陷和较为严重的全局性绝缘问题。

为更好地评估XLPE/PE电缆绝缘状况，除耐压试验外，还要进行其它非破坏性试验，tanδ测量是主要项目之一。

1 0.1 Hz频率下tanδ测量技术1.1 测量原理工频电压测量tanδ一般采用QS-1电桥，也采用数字式自动平衡电桥、实部和虚部分离法、数字采样波形分析法及过零比较法等数字测量技术［4］。

在0.1 Hz频率下，电桥法已不再适用。

由于现场试验信号容易叠加高频干扰，实部和虚部分离法及过零比较法抗干扰能力比较差，也不宜使用。

因此，0.1 Hz频率tanδ测量采用抗干扰能力强的数字采样波形分析法——准同步采样谐波分析法，其原理见图1。

图1 0.1 Hz超低频下tanδ测量原理通过Rｈ和R１组成的电阻分压器得到与被测电缆上电压同相位的电压信号Uｖ，通过串联小电阻Rｓ得到与被测电缆电流信号同相位的另一个电压信号Ui，分别经滤波、放大后由两个同步动作的A/D转换器把连续变化的电压信号变成两组数字信号，并存入单片机系统的数据存储器中，则有：式中，f ０＝0.1 Hz 为基波频率，a v0及a i0为直流分量，A vk 及A ik 为k 次谐波幅值，k 次谐波初相位分别为其中，a vk 及a ik 为k 次谐波分量的实部，b vk 及b ik 为k 次谐波分量的虚部。

目录一、产品简介 (1)二、试验原理 (2)三、产品选用 (2)四、技术参数 (4)五、仪器结构 (4)六、操作说明 (6)七、电缆的超低频耐压试验方法 (10)八、发电机的超低频耐压试验方法 (12)九、注意事项 (13)十、随机附件 (13)MSVLF-80/1.1超低频0.1Hz试验装置一、产品简介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。

本产品均能克服这样一些不足之处，并具有如下特点：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。

3、具有过压保护功能，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20ms。

4、具有过流保护功能：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20ms。

5、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电阻。

6、由于采用了高低压闭环负反馈控制电路，所以输出无容升效应。

二、试验原理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。

根据过去十多年科学的试验结果，
德国DIN VDE 0276-620 标准和欧洲电工技术
委员会CENELEC HD 620 S1标准推荐采用：
0.1 Hz VLF 超低频试验方法。
01Hz VLF
PRÜFUNG AN STARKSTROMKABELN nach VDE 0276 Teil 620 12.1996 德国 VDE 0276 - 620 12.1996 标准 XLPE 或 PE电缆的相电压 / 线电压： U0 /U 3,6/6 kV - 20.8/36 kV
536 2364
0 ì Ï ç Â » º µ À
被测电缆长度 (km) 2425 km
337
Ü Ï ç Â Ë Á µ À
454 km
Í ½ ç Â Ó Ö µ À
305 km
.
01Hz VLF
击穿统计与分析
100 80 60 40 20
91
29
0
Ü Ï ç Â Ë Á µ À ( 2149 km) Í ½ ç Â Ó Ö µ À ( 999 km)
01Hz VLF
―Dortmunder Energie und Wasser‖ Experience Report 1987 - 1998
多特蒙德市对10kV电缆 进行“0.1 Hz 余弦方波试验”
的10年使用经验报告
01Hz VLF
击穿统计与分析 - 不同绝缘材料的被测电缆
2500 2000 1500 1000 500
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- 15
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0.1Hz高压超低频试验设备电路原理图类别：电源技术终于搜集到该电路图，分享给大家(主要元器件见IGCT采用带续流二极管的5SHX04D4502)作者:姚宏摘要：随着国民经济的发展，城市供电中越来越多的运用交联聚乙烯（XLPE）电缆来代替原有的架空线，以节省空间并减少电磁噪声的污染。

对于电缆来说，如不定期进行预防性实验，则可能会发生绝缘事故，影响电网正常供电。

而传统的直流耐压实验会对电缆的绝缘造成破坏，0.1Hz的超低频高压实验有代替直流耐压实验的趋势。

提供了一种基于IGCT的0.1Hz连续可调高压方波电源设计方案，用可控开关来代替传统的阀片控制，提高了控制精度，实现了输出电压的连续可调。

关键词：集成门极换相晶闸管；超低频高压电源；绝缘检测0 引言随着国民经济的发展，城网供电中越来越多采用交联聚乙烯（XLPE）绝缘电力电缆，这使得XLPE电缆的绝缘检测问题越来越重要。

在直流耐压实验中，电缆内部各介质的电场分布是按介质的体积电阻率分配的，而在交流耐压实验时，介质的电场是按介质的介电常数分布的，并集中于电缆终端和接线盒等附件中，这些地方直流电压往往不易击穿，发生直流击穿处在交流条件下却不会击穿；直流耐压实验中，电缆绝缘层的“水树枝”容易迅速变为“电树枝”，“水树枝”在交流耐压下还能保持相当的耐压值并持续一段时间；直流耐压时，会有电子注入到聚合物介质内部，形成空间电荷，使该处易被击穿[1]。

由于上述原因，直流耐压检测合格的电缆在运行一段时间后常会发生击穿事故。

研究表明，0.1Hz的电源可以对电缆的绝缘进行检测并不会对电缆造成破坏。

电力电子器件制造技术的飞速发展，使得利用更为简易的电路实现原有复杂设备的功能成为可能。

IGCT 最早是由瑞士ABB公司开发并投放市场的，它是将GTO芯片与反并二极管和门极驱动电路集成在一起，再与其门极驱动器在外围以低电感方式连接，结合了晶体管的稳定关断能力和晶闸管的低通态损耗两大优点，在功率、可靠性、开关速度、效率、重量和体积等方面都取得了重大进展[2]。

0.1Hz超低频余弦方波耐压试验技术1.引言保证供电可靠性的重要措施之一就是对（地埋）电力电缆进行耐压试验（预防性试验）即检查电力电缆的绝缘状况。

70年代以来，聚乙烯/交联聚乙烯电缆得到广泛应用并逐步取代传统的油纸电缆，特别是中低压电力电缆，传统的耐压试验方法（直流耐压）已不适用于这类电缆，0.1Hz超低频余弦方波耐压实验技术就是根据这一需求由德国SEBAKMT公司与大学研究所，供电公司共同通过近二十年研究发展的耐压实验新技术，这一技术不仅在德得到电力部门认可和广泛应用，而且逐步为欧州其它国家接受，德国DIN VDE 0276-620/621和欧州电工技术标准委员会（CENELEC）HD620/621 SI标准中都将0.1Hz超低频电压作为耐压试验方法写入耐压试验规范。

2.历史历史上只有两种型式的电力电缆；几乎全部是铅包外护套的油浸纸绝缘电缆；以及特别用于长距离和高电压上的压力充油或充气电缆。

通常大部分采用的电缆形式几乎全部是油浸纸绝缘电缆，其中有些电缆运行已超过80年。

但是大量的制造工序和复杂的安装、接头工艺带来了相对较高的安装费用。

充气或充油电缆的故障定位非常不容易，特别是，充油电缆和外泄漏显然对环境是个危害，而且变得越来越不能被接受。

在60年代初出现一种聚乙烯（PE）的新材料，在以后几年内又发展和改进为交联聚乙烯（XLPE）。

这类且有奇异的介电常数的新材料曾经是所有问题的解决办法，无功损耗低，并有惊人的绝缘性能。

这类材料的安装费用低，而使电缆本身的敷设更容易。

从而为许多薄弱的架空线路走向地下提供了可能。

但10至15年后，对这些电缆和这种初始欣慰开始终止了。

特别是首先送电的聚乙烯电缆开始坏得比更换和修复还要快。

3.问题检测到的问题是水，单纯的纯水，首先是作为聚合过程的残余物而产生的水，有时则通过电缆外伤，不正确的安装或外层绝缘戳穿的机械损伤而进的水。

这种水经过长时间过程逐渐形成水树枝。

这种水树枝的形成持续时间取决于自由水分的可获量和电场，可能会要几十年，但是其最终结果是在整个绝缘的各处有一个或许多充满水分的只有几个微米（m m）宽的狭窄通道。

１ 电缆 试验 的 各种 方 法
一
交流 工作 电压 下还 能保 持相 当的耐 压值 ，并 能保 持
段时间。
目前 困际 ｊ刈 Ｘ Ｅ 电 缆 常 用 的几 种 应用 较 ‘ Ｉ Ｐ 广的 耐压 试验 方法 的优 缺点 和适 用范 围基 本如下 。
１ １ 直 流 耐 压 试 验 ．
ｌ Ｉ Ｅ电缆 在直 流电压下 会产 生 “ 忆” ）Ｘ Ｐ 记 效 应 ，存储 积 累单极 性残 余 电荷 。如果 在 电缆 内的 直 流残余 电荷未 完全 释放 之前 即投 入运 行 ，直流偏 压 便会 叠加 在工 频 电压峰 值上 ，使得 电缆上 的电 压 值 超过 其 额 定 电 压 ，从 而 有 可 能 导 致 电缆 绝 缘 击
中图分类 号 ：ＴＭ２ ７ ， １
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文 章编 号 ： １７ —３ ０ ２ ０ ） ２０ ６ — ２ ６ １０ ２ （０ ７ ０ —０ ８
在 ｘＩ’ Ｅ电 缆 大 规 模 臆Ｉ 的 同 时 ，其 验 收 和 Ｉ ｔ １ 绝 缘状 况 的 诊断 丁段 较 为滞后 。为进一 步 完 善电缆 的试 验 。 从 ２ ０ ０ ３年 起 大 Ｉ 供 电 分 公 刊 开 始 采 用 Ｉ ｊ ＝ ｌ
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第 ２期 （ 第 １８ ） 总 期 ３
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ｃ ）直 流耐 压 时 ，会 有 电 子 注 入 到 聚 合 物 介 质
和工 频短 路续 流扩 大 而使试 品 损害 等优 点 。因此 额 定 电压 为 １ ～３ Ｖ 的 电缆 通 常使 用 并 联谐 振 法 ， ０ ５ｋ 而 １ Ｏ ２ Ｖ 的则 使 用 串 联 谐 振 法 。总 体 上 来 １ ～２ ０ ｋ

数字社区数码世界 P.242交联聚乙烯电缆几种交流耐压试验的选择陶源 深圳市特区建发投资发展有限公司摘要：以交联聚乙烯绝缘电缆为试验对象，分别对工频耐压、超低频0.1Hz、变频20~300Hz串联谐振这三种常见交流耐压试验的工作原理、试验标准进行深入分析，并总结三种方法的优缺点，对交联聚乙烯电缆在不同应用下交流耐压试验方法的选择起到指导作用。

关键词：交流耐压 变频串联谐振 超低频 交联聚乙烯电缆引言：随着我国电网改造力度的不断加大，XLPE交联聚乙烯绝缘电缆已逐渐替代充油油纸电缆，被广泛应用于输电及配电线路。

作为电力电缆交接试验的重要组成部分，耐压试验是检验电缆绝缘性能的最直接手段。

与油纸电缆不同的是，以往应用于充油绝缘电缆的直流耐压试验并不适用于交联聚乙烯电缆。

国外一些机构通过研究认为，直流耐压不能真实反映电缆的实际运行工况，并且在直流电场作用下，会促使交联聚乙烯绝缘水树枝转为电树枝，当电缆投运后，电树枝很容易被交流电击穿。

因此，交流耐压就成为了更适合交联聚乙烯电缆的试验方法。

目前常用的交流试验方法如：工频耐压、谐振耐压、0.1Hz超低频等。

由于电力电缆在电气回路中呈现电容性，根据不同的应用形式，电缆的电压等级、长度、截面也有很大差别，这就对试验装置的容量以及适用范围提出了一定要求，如何准确、适用地选用交流耐压方法就成为了电缆交接试验中需要掌握的内容。

1.工频耐压试验1.1 试验原理工频交流耐压装置主要由智能工频试验台、试验变压器2部分构成。

如图1所示，工频耐压的原理较为简单，其输出就是利用操作平滑调节调压器，从而实现在试验变压器的高压侧输出端生成试验所需要的电压值。

以U0/U=8.7/10kV交联聚乙烯电缆为例，其交接试验电压为2U0既17.4kV。

图1：工频耐压试验接线图1.2 试验标准根据GB50150 2016《电气装置安装工程 电气设备交接试验标准》规定，工频耐压试验与变频20~300Hz耐压标准相同，见表1:表1：橡塑电缆20Hz-300Hz 交流耐压试验电压和时间额定电压U0/U试验电压时间（min）18/35kV及以下2U015（或60）21/35kV~64/110kV2U060 127/220kV 1.7U0（或1.4U0）601.3 优缺点分析1）工频50Hz试验条件下，完全符合电缆实际运行时的工况环境，所以也是检验交流电缆最直接有效的方法。