尹燕民 杜永剛 王德勝

（宣化鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司 河北張家口）

一、概述

隨著交聯(lián)聚乙烯電力電纜在鋼鐵行業(yè)的廣泛使用，對(duì)其試驗(yàn)方法和試驗(yàn)手段提出了新的要求。過(guò)去一直采用和紙電纜一樣的試驗(yàn)方法--直流耐壓泄漏試驗(yàn)，盡管這種傳統(tǒng)的直流試驗(yàn)法用于測(cè)試紙絕緣電纜是可靠的，但在尋找交聯(lián)聚乙烯電力電纜隱患方面卻無(wú)能為力。這是因?yàn)橹绷麟妷簻y(cè)試會(huì)在聚合材料中導(dǎo)致截流的空間電荷，從而破壞電纜絕緣強(qiáng)度，影響電纜的使用壽命。電纜在成功通過(guò)直流電壓后，將在恢復(fù)通電后的短時(shí)間內(nèi)擊穿，以至試驗(yàn)不久，電纜故障頻繁發(fā)生。為此采用了超低頻（VLF）正弦波耐壓試驗(yàn)方法，解決了以上問(wèn)題。

二、超低頻（VLF）正弦波耐壓試驗(yàn)設(shè)備

低頻耐壓試驗(yàn)設(shè)備的原理圖如圖1，220 V工頻電壓經(jīng)過(guò)調(diào)壓器T1供給正弦波調(diào)制儀T2（T2可以根據(jù)電力電纜的電容值來(lái)確定試驗(yàn)電壓的頻率，如0.1 Hz、0.05 Hz和0.02 Hz），經(jīng)過(guò)正弦波調(diào)制儀T2將低頻電壓供給高壓變壓器T3，使低頻電壓升高到試品所需的試驗(yàn)電壓峰值。該電壓值經(jīng)過(guò)一個(gè)能產(chǎn)生單極電壓的全波整流器來(lái)整流，最后通過(guò)一個(gè)每隔半個(gè)周期就會(huì)將整流后的電壓極性顛倒一下的極性轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)將0.1 Hz或0.05 Hz、0.02 Hz的低頻正弦波電壓傳輸給電力電纜且試品電纜將提供充足的濾波。超低頻正弦波耐壓試驗(yàn)設(shè)備具有以下優(yōu)點(diǎn)。

圖1 VLF系統(tǒng)原理圖

（1）0.1 Hz超低頻耐壓設(shè)備具有電容測(cè)試功能，可測(cè)量電纜對(duì)地電容，估測(cè)電纜長(zhǎng)度。

（2）0.1 Hz超低頻正弦波耐壓設(shè)備功耗小，是50 Hz耐壓設(shè)備的1/500。

（3）0.1 Hz-VLF超低頻試驗(yàn)設(shè)備重量輕，試驗(yàn)電壓等級(jí)高（可達(dá)90 kV）。

（4）接線簡(jiǎn)單、操作方便和易掌握。

三、試驗(yàn)方法及注意事項(xiàng)

1.試驗(yàn)過(guò)程

（1）在對(duì)電力電纜進(jìn)行試驗(yàn)前，用搖表確定電力電纜的絕緣電阻是否合格。

（2）測(cè)量被試電纜的電容值。如電容值在0.55 μF之內(nèi)，正弦波調(diào)制儀T2的試驗(yàn)電壓頻率設(shè)為0.1 Hz，電容值在0.55 μF與1.1 μF之間T2的試驗(yàn)電壓頻率設(shè)為0.05 Hz，電容值在1.1 μF與2.75 μF之間T2的試驗(yàn)電壓頻率設(shè)為0.02 Hz。依據(jù)電纜的電容值確定相應(yīng)的頻率后，開(kāi)始試驗(yàn)。

（3）試驗(yàn)電壓及耐壓時(shí)間。交接時(shí)，試驗(yàn)電壓為電纜額定相電壓的3倍，耐壓時(shí)間1h；預(yù)試時(shí)，試驗(yàn)電壓為電纜額定相電壓的2.1倍，耐壓時(shí)間15 min。

（4）最后測(cè)量電力電纜耐壓后的絕緣電阻符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。以XX變電站35 kV的339#進(jìn)線使用26/35 kV交聯(lián)電力電纜的超低頻正弦波耐壓交接試驗(yàn)為例，進(jìn)行具體說(shuō)明：①用2500 V的搖表，測(cè)電纜的對(duì)地絕緣電阻，絕緣電阻為A相 200 GΩ；B相200 GΩ；C相200 GΩ。②將0.1 Hz低頻耐壓設(shè)備按圖1接線，確認(rèn)接線正確無(wú)誤，選擇測(cè)電纜電容值的功能開(kāi)關(guān)，測(cè)得A相0.144 μF；B 相 0.142 μF；C 相 0.143 μF，根據(jù)電纜電容值選擇試驗(yàn)電壓頻率為0.1 Hz。③確認(rèn)接線正確開(kāi)始耐壓試驗(yàn)，升壓時(shí)，勻速旋轉(zhuǎn)調(diào)壓器T1，并注意電壓表和毫安表指示，按每秒3 kV的速度升壓，當(dāng)升到78 kV時(shí)停止加壓，待毫安表的指示穩(wěn)定后，讀取電流值并記錄。耐壓時(shí)間為1 h，注意試驗(yàn)過(guò)程中電流沒(méi)有明顯變化，試驗(yàn)電流記錄：A相7.6 mA；B相7.5 mA；C相7.53 mA。試驗(yàn)電流的理論值可根據(jù)公式：I=ωUC（A）求得，其中，ω=2πf=6.28 f；f為正弦波調(diào)制儀T2的試驗(yàn)電壓的頻率；U為試驗(yàn)電壓，單位V；C為電力電纜實(shí)測(cè)電容值，單位F。計(jì)算的理論值為A相7.596 mA； B相7.49 mA；C相7.543 mA。計(jì)算值與電流表顯示值基本一致，試驗(yàn)結(jié)果很理想。④試驗(yàn)結(jié)束測(cè)量電纜耐壓后的絕緣電阻為A相200 GΩ；B相200 GΩ；C相200 GΩ。與試前比較無(wú)變化，電纜耐壓試驗(yàn)合格，被試電纜對(duì)地放電，試驗(yàn)結(jié)束。

2.注意事項(xiàng)

（1）試驗(yàn)前檢查試驗(yàn)設(shè)備是否正常，被試設(shè)備是否可靠接地。

（2）一定要注意試驗(yàn)電壓與加壓時(shí)間是否符合規(guī)定。

（3）正常情況下應(yīng)使用頻率為0.1 Hz的電壓，如改變頻率，相應(yīng)的加壓時(shí)間應(yīng)延長(zhǎng)。

（4）應(yīng)根據(jù)計(jì)算電流與實(shí)測(cè)電流之間的差別來(lái)分析電纜試驗(yàn)的理想程度。

四、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)使用0.1 Hz超低頻耐壓設(shè)備試驗(yàn)交聯(lián)電力電纜，徹底的改變了用直流耐壓試驗(yàn)交聯(lián)電力電纜的歷史，從根本上消除了直流耐壓試驗(yàn)電纜的固有缺陷，保證了電力電纜的安全運(yùn)行，延長(zhǎng)了電纜的使用壽命。