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【摘要】：隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)于電力需求的逐年增長(zhǎng)，高壓電纜的安裝與使用也越來(lái)越多，為了保證高壓電纜的使用質(zhì)量以及安全性能，在實(shí)際投入使用前，需要對(duì)電力電纜進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)交流耐壓試驗(yàn)是非常重要的一項(xiàng)工作。變頻串聯(lián)諧振能夠符合高壓電力電纜耐壓試驗(yàn)的相關(guān)要求，并且具有操作便捷、利于現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)。因此，文章主要針對(duì)電力電纜耐壓試驗(yàn)中變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)的應(yīng)用展開(kāi)分析與討論。

【關(guān)鍵詞】：電力電纜；耐壓試驗(yàn)；變頻串聯(lián)諧振

由于現(xiàn)代社會(huì)以及城市的發(fā)展，對(duì)高壓電力電纜的需求不斷增長(zhǎng)，導(dǎo)致了我國(guó)電網(wǎng)改造工程增多，高壓電纜是電網(wǎng)改造以及大型供電樞紐中的主要應(yīng)用品種，其具有輸送容量大、電性能好、維護(hù)方便等優(yōu)勢(shì)[1]。在現(xiàn)如今的供電企業(yè)中，變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)由于其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)得到了廣泛的應(yīng)用，同時(shí)也是未來(lái)電力電纜耐壓試驗(yàn)中的重要方式，由此可見(jiàn)，研究變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

一、電力電纜耐壓試驗(yàn)的意義

電力電纜在使用過(guò)程中容易受到各種因素的影響，導(dǎo)致出現(xiàn)故障、短路等問(wèn)題，這些問(wèn)題都與絕緣部分缺損有一定的關(guān)系，其主要由下述幾方面引起的：①長(zhǎng)期滿負(fù)荷運(yùn)行。在一般情況下，電纜溫度上升8℃，絕緣壽命就會(huì)下降，若長(zhǎng)期處于滿負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，就會(huì)導(dǎo)致長(zhǎng)期處于高溫狀態(tài)，導(dǎo)致絕緣使用壽命縮短。②外力沖擊。這主要是電纜鋪設(shè)過(guò)程中受到施工技術(shù)的影響。③受潮。由于雨水具有導(dǎo)電作用，會(huì)導(dǎo)致介質(zhì)損耗增多，進(jìn)而導(dǎo)致絕緣發(fā)熱，促使絕緣壽命縮短。④接觸不良。這主要是由于電纜制作工藝技術(shù)水平低，接頭沒(méi)有壓實(shí)、加熱不充分等導(dǎo)致的電纜接頭絕緣降低。⑤腐蝕作用。風(fēng)力侵蝕、雨水侵蝕以及地下電纜的酸堿腐蝕都會(huì)導(dǎo)致電纜絕緣降低。因此，檢測(cè)電力電纜有無(wú)故障或異常存在具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。耐壓試驗(yàn)就是以尋找電纜存在的故障為目的的一種檢驗(yàn)方式。

二、目前電力電纜耐壓試驗(yàn)的主要方法

1.超低頻耐壓試驗(yàn)

超低頻（0.1Hz）耐壓試驗(yàn)方法最早出現(xiàn)于1980年，其主要是用于觀察電纜運(yùn)行是否存在絕緣缺損的一種無(wú)損試驗(yàn)方法，并且該方法經(jīng)過(guò)大量的研究室試驗(yàn)以及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，證實(shí)超低頻耐壓試驗(yàn)在中低壓電力電纜耐壓試驗(yàn)中有較好的應(yīng)用效果[2]。該方法利用的原理是將50Hz交流電通過(guò)整流與濾波轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟妷?，再?jīng)由逆變電路，將直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)?kHz交流電壓，再通過(guò)0.1Hz正弦振蕩器完成調(diào)幅處理，當(dāng)經(jīng)過(guò)調(diào)幅后，1kHz交流電壓等幅波就會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)?.1Hz變化條幅波[3]。其主要是基于高壓變壓器與電壓倍增電路之間形成的高電壓，其主要表現(xiàn)為正弦波，并經(jīng)由壓敏電阻器進(jìn)行調(diào)解，從而使高交流電壓負(fù)載輸出為0.1Hz高壓正弦波形。超低頻耐壓試驗(yàn)的幼樹(shù)主要在于：①無(wú)損壞；②準(zhǔn)確性高；③設(shè)備體積小，易于攜帶。但是該方法的輸出電壓等級(jí)較低，主要還是在中低壓電纜耐壓試驗(yàn)中使用。

2.調(diào)感式工頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)

該方法主要是利用電抗器的感抗作用以及被測(cè)電纜電容的容抗在50Hz工頻環(huán)境中會(huì)產(chǎn)生諧振的工作原理，此過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生高電壓。調(diào)感式工頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)在于：①輸出電流波形基本為正弦波[4]；②特異性高，只有在串聯(lián)諧振回路滿足了產(chǎn)生諧振的條件后，才會(huì)形成高電壓，而被測(cè)電纜一旦出現(xiàn)問(wèn)題，就會(huì)造成回路異常，就相當(dāng)于電纜短路，高電壓也會(huì)出現(xiàn)一致性降落，又由于電抗器能夠限制短路電流，從而保護(hù)裝置不受影響，從而不需要加裝電阻保護(hù)裝置。該試驗(yàn)方式的劣勢(shì)在于操作復(fù)雜、系統(tǒng)品質(zhì)因數(shù)不高、自動(dòng)化水平低、噪音大，導(dǎo)致其在實(shí)際中的應(yīng)用受到限制。

3.變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)

變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)原理與上述調(diào)感式工頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)原理相似[5]，唯一不同之處在于：變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)是通過(guò)調(diào)節(jié)變頻電源中的輸出電壓頻率實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)回路產(chǎn)生諧振；而調(diào)感式工頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)則是通過(guò)基于50Hz工頻下的調(diào)節(jié)電抗器產(chǎn)生的電感量實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)回路產(chǎn)生諧振。變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)為：當(dāng)試驗(yàn)所需電源容量低于被測(cè)電纜的電源容量時(shí)，能夠在遠(yuǎn)低于所需電源功率的情況下進(jìn)行試驗(yàn)，能夠有效提高現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的效率，并且能夠克服調(diào)感式工頻耐壓試驗(yàn)裝置中的缺點(diǎn)，使其能夠在實(shí)際生活中得到更加廣泛的應(yīng)用。此外，變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)的工作頻率僅為30～300Hz，能夠完善超低頻耐壓試驗(yàn)的頻率過(guò)低、損耗小導(dǎo)致與實(shí)際損耗量不符的問(wèn)題。因此，變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)所得結(jié)果為精密、全面和可靠的，見(jiàn)表1。

三、變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)設(shè)計(jì)

變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)主要包括變頻電源主電路、勵(lì)磁變壓器、諧振電抗器、電容分壓器、補(bǔ)償電容器等設(shè)備。國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議組織建議以30～300Hz為試驗(yàn)頻率范圍，但是由于實(shí)際生活中存在一些影響因素，可以20～300Hz為試驗(yàn)頻率范圍。我國(guó)額定工頻為50Hz，在預(yù)防性試驗(yàn)的工頻范圍為45～55Hz，這樣做的目的為了滿足對(duì)被測(cè)電纜絕緣下降進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的需求，因此才選擇比額定工頻范圍更大的頻率。實(shí)際試驗(yàn)中的接近工頻頻率為35～75Hz，這主要是在大量的試驗(yàn)與研究中發(fā)現(xiàn)工頻頻率在35～75Hz時(shí)，擊穿電壓可信度為95%，因此，在變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)中將接近工頻選擇35～75Hz為最理想狀態(tài)。

結(jié)束語(yǔ)

隨著現(xiàn)代電力事業(yè)的不斷發(fā)展，電力電纜耐壓試驗(yàn)的作用也越來(lái)越突出?，F(xiàn)階段中，變頻串聯(lián)諧振由于其優(yōu)勢(shì)在電力電纜耐壓試驗(yàn)中得到了廣泛的應(yīng)用，旨在提高我國(guó)供電質(zhì)量，保障人們工作與學(xué)習(xí)的有序開(kāi)展。文章主要通過(guò)分析現(xiàn)階段中電力電纜耐壓試驗(yàn)中的低頻率耐壓試驗(yàn)、調(diào)感式工頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)以及變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)的原理和優(yōu)缺點(diǎn)，最終得出變頻串聯(lián)諧振在高壓電力電纜耐壓試驗(yàn)中的應(yīng)用效果最佳，能夠進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、效率高、檢測(cè)時(shí)間短、準(zhǔn)確性以及可靠性高的結(jié)論。

參考文獻(xiàn)

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