1
目前在國際和國內(nèi)已有越來越多的XLPE交聯(lián)聚乙烯絕緣的電力電纜替代原有的充油油紙絕緣的電力電纜。但在交聯(lián)電纜投運前的試驗手段上由于被試容量大和試驗設(shè)備的原因，很長時間以來，仍沿襲使用直流耐壓的試驗方法。近年來國際、國內(nèi)的很多研究機構(gòu)的研究成果表明直流試驗對XLPE交聯(lián)聚乙烯電纜有不同程度的損害。有的研究觀點認(rèn)為XLPE結(jié)構(gòu)具有存儲積累單極性殘余電荷的能力，當(dāng)在直流試驗后，如不能有效的釋放掉直流殘余電荷，投運后在直流殘余電荷加上交流電壓峰值將可能致使電纜發(fā)生擊穿。國內(nèi)一些研究機構(gòu)認(rèn)為，交聯(lián)聚乙烯電纜的直流耐壓試驗中，由于空間電荷效應(yīng)，絕緣中的實際電場強度可比電纜絕緣的工作電場強度高達(dá)11倍。交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜即使通過了直流試驗不發(fā)生擊穿，也會引起絕緣的嚴(yán)重?fù)p傷。其次，由于施加的直流電壓場強分布與運行的交流電壓場強分布不同。直流試驗也不能真實模擬運行狀態(tài)下電纜承受的過電壓，并有效的發(fā)現(xiàn)電纜及電纜接頭本身和施工工藝上的缺陷。因此，使用非直流的方法對交聯(lián)電纜進行耐壓試驗就越來越受到人們的重視。目前，在中低壓電纜上國外已使用超低頻電源（VLF）進行耐壓試驗。但由于此類VLF的電壓等級偏低，尚不能用于110kV及以上的高壓電纜試驗。在國內(nèi)，對于低壓電纜,這種方法也使用過，但由于試驗設(shè)備的原因，沒能得到大面積的推廣。而近些年由于城、農(nóng)網(wǎng)建設(shè)改造的進行， XLPE交聯(lián)電纜越來越多，僅僅靠直流耐壓試驗后就將電纜投入運行，而在運行電壓下發(fā)生電纜或電纜頭擊穿的事例也時有發(fā)生。所以，大家都在探索新的試驗方法。
2、 試驗頻率
由于電纜的電容量較大，采用傳統(tǒng)的工頻試驗變壓器很笨重，龐大，且大電流的工作電源在現(xiàn)場不易取得。因此一般都采用串聯(lián)諧振交流耐壓試驗'>交流耐壓試驗設(shè)備。其輸入電源的容量能顯著降低，重量減輕，便于使用和運輸。初期多采用調(diào)感式串聯(lián)諧振設(shè)備（50Hz），但存在自動化程度差、噪音大等缺點。因此現(xiàn)在大都采用調(diào)頻式（30-300Hz）串聯(lián)諧振試驗設(shè)備，可以得到更高的品質(zhì)數(shù)（Q值），并具有自動調(diào)諧、多重保護，以及低噪音、靈活的組合方式（單件重量大為下降）等優(yōu)點。綜合國內(nèi)外有關(guān)技術(shù)資料，選擇合適的試驗頻率范圍是個比較重要的問題。在這方面，有一些不同的觀點和提法。就目前的國內(nèi)外的提法來看，我們總結(jié)可分成3類：第1類為較寬頻率范圍30-300Hz、20-300Hz、1-300Hz；第2類為工頻范圍，45-65Hz，45-55Hz；第3類為接近工頻，35-75Hz。
（1）第1類較寬頻率范圍
國際大電網(wǎng)會議第21、09工作組發(fā)布的《試驗導(dǎo)則》，建議頻率范圍為30-300Hz。但實際上更低一些頻率也具有較好地等效性。IEC60840和IEC62067標(biāo)準(zhǔn)草案（2001年和2000年）就規(guī)定可采用20-300Hz。
國外有些廠家設(shè)計串聯(lián)諧用電抗器，在特殊情況下也有采用最低頻率為25Hz或20Hz的。當(dāng)然頻率愈低，被試電纜的長度（電容量）可增大。但是電抗器鐵心因此放大，使重量增加。個別資料顯示, 1-300Hz的交流試驗也具有與工頻交流試驗的等效性，這說明實際應(yīng)用中頻率下限有可能取得更低，例如小于20Hz甚至到0.1Hz也是可行的。進一步表明在這樣的頻率范圍內(nèi)，絕緣內(nèi)部各介質(zhì)的電壓分布及介質(zhì)特性仍基本相同。
工作頻率超過300Hz是否適當(dāng)？有資料報導(dǎo)說，隨頻率增高，串諧電抗器及勵磁變壓器的損耗降低，但是要考慮被試品電容介質(zhì)的極化發(fā)熱問題，因此頻率高于300Hz是不可取的。
（2）第2類為工頻范圍
國際上工業(yè)頻率主要指50Hz和60Hz兩種，故IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對高壓絕緣的工業(yè)試驗頻率范圍為45-65Hz，在我國額定工頻為50Hz。GB/T16927.1-1997規(guī)定工頻試驗頻率范圍為45-55Hz。
認(rèn)為工頻電力電纜的試驗電壓也必須是工頻，這是趨于比較保守的觀點。針對此問題應(yīng)該著重說明交接和預(yù)防性試驗的目的在于發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷的能力來定的。在不同的頻率下只要絕緣內(nèi)部介質(zhì)電壓分布相同，又有基本相同的檢出絕緣故障的能力，就能達(dá)到試驗的目的。因此即使選用比工頻范圍更寬的頻率也是可以接受的。在90年代中期為了選擇適當(dāng)?shù)慕涣髂蛪涸囼?#39;>交流耐壓試驗的頻率范圍，做了大量、仔細(xì)的基礎(chǔ)研究工作。得出頻率在30-300Hz范圍內(nèi)，橡塑電纜內(nèi)部幾種典型絕緣缺陷的擊穿特性沒有明顯差別。這應(yīng)該是可信的，也得到普遍采用。分析形成這種在不同頻率下良好的擊穿特性，主要原因是優(yōu)良的同軸絕緣結(jié)構(gòu)，單一的絕緣介質(zhì)，材質(zhì)相對純潔、電場分布合理、規(guī)則。因此，在不同頻率下結(jié)構(gòu)內(nèi)部電壓分布相同，形成寬頻率范圍試驗的條件。油紙絕緣電纜一直采用頻率等于零的直流電壓進行耐壓試驗，其實際效果很好，數(shù)十年來未受到置疑。
（3）第3類為接近工頻頻率，35-75Hz
國外曾對正常XLPE（交聯(lián)聚乙烯）絕緣電纜樣品，在不同頻率下進行擊穿試驗。結(jié)果表明在頻率為35-75Hz時擊穿電壓均落在可置信度95%之內(nèi)。因此有觀點贊成試驗電壓頻率最好選在35-75Hz,也較為靠近運行電壓頻率50Hz。值得注意的是，上述測試結(jié)果是對正常絕緣做的擊穿試驗。而交接和預(yù)防性試驗所采用的試驗電壓值是偏低的，它只能擊穿有缺陷的絕緣弱點（機械損傷、水樹枝、終端頭或接頭盒應(yīng)力鐵錐施工或用料錯誤，等等），完全不足以擊穿電纜本體的正常絕緣�？梢妰煞N試驗的目的和工作機理均不相同。似乎沒有必要將正常絕緣35-75Hz的擊穿特性“延伸”應(yīng)用到檢測絕緣缺陷方面。
3、 標(biāo)準(zhǔn)問題
由于設(shè)備容量和體積等問題，目前國家尚無高壓電力電纜敷設(shè)后在現(xiàn)場進行交流耐壓試驗'>交流耐壓試驗的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。但對直流耐壓試驗的標(biāo)準(zhǔn),由于前面所述原因人們也產(chǎn)生了一些疑問。CIGRI國際大電網(wǎng)工作會議21工作組的《高壓擠包絕緣電纜竣工驗收試驗建議導(dǎo)則》中對目前采用的直流耐壓試驗方法提出疑議，并推薦使用工頻及近似工頻（30-300Hz）的交流試驗方法。IEC 60840標(biāo)準(zhǔn)中在45-150kV敷設(shè)后電纜試驗標(biāo)準(zhǔn)中除原直流試驗標(biāo)準(zhǔn)外，增加了1.7U0 5分鐘或1U0 24小時的交流試驗標(biāo)準(zhǔn)。而在220kV等級中IEC 62067/CD草案中則取消了電纜敷設(shè)后試驗中直流試驗的標(biāo)準(zhǔn)，只有交流試驗的要求，即 20-300Hz 1.4U0 60分鐘。為了更有效的對施工后的交聯(lián)電纜進行交接試驗,華北電力集團公司在《電力設(shè)備交接和預(yù)防性試驗規(guī)程》修訂內(nèi)容中在電纜主絕緣耐壓試驗一項中增加了電纜的交流耐壓試驗'>交流耐壓試驗標(biāo)準(zhǔn)。之后，國內(nèi)很多地方也相應(yīng)的出臺了地方性試驗標(biāo)準(zhǔn)，其試驗頻率大多都在30-300Hz，中低壓電纜試驗電壓為1.6-2.0倍的相電壓，高壓電纜試驗電壓一般都在1.4-1.7倍的相電壓，具體根據(jù)各個地方略有不同，浙江推薦中低壓電纜試驗頻率為45-65 Hz，高壓電纜試驗頻率為35-75 Hz。
YN62026 高壓耐壓試驗臺
功能特點
YDJ/TDM系列工頻高壓試驗裝置是根據(jù)DL/T848.2-2004行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)而設(shè)計生產(chǎn)的。全套裝置由高壓試驗變壓器和控制箱（臺）組成。
控制箱（臺）由調(diào)壓器、測量、控制及保護等部分組成的一體化裝置。
適用于電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、科研部門等對各種高壓電氣設(shè)備、電器元件、絕緣材料進行工頻高壓下的絕緣強度試驗。
主要技術(shù)參數(shù)
型號規(guī)格 容量KVA 低壓輸入 交流高壓輸出 直流高壓輸出
kV 變比
電壓
V 電流
A 電壓
kV 電流
mA
YDJ/TDM-2/50 2 200 10 50 40 70 500
YDJ/TDM -3/50 3 200 15 50 60 70 500
YDJ/TDM -5/50 5 200 25 50 100 70 500
YDJ/TDM -10/50 10 200 50 50 200 70 500
YDJ/TDM -20/50 20 400 50 50 400 70 500
YDJ/TDM -30/50 30 400 75 50 600 70 500
YDJ/TDM -50/50 50 400 125 50 1000 70 500
YDJ/TDM -100/50 100 400 250 50 2000 70 500
YDJ/TDM -150/50 150 400 375 50 3000 70 500
YDJ/TDM -200/50 200 400 500 50 4000 70 500
YDJ/TDM -5/100 5 200 25 100 50 140 1000
YDJ/TDM -10/100 10 200 50 100 100 140 1000
YDJ/TDM -20/100 20 400 50 100 200 140 1000
YDJ/TDM -30/100 30 400 43 100 300 140 1000
YDJ/TDM -50/100 50 400 72 100 500 140 1000
YDJ/TDM -100/100 100 400 375 100 1000 140 1000
YDJ/TDM -150/100 150 400 72 100 1000 140 1000
YDJ/TDM -200/100 200 400 144 100 1000 140 1000
YDJ/TDM -20/150 20 400 288 150 133 210 1000
YDJ/TDM -30/150 30 400 72 150 200 210 1000
YDJ/TDM -50/150 50 400 144 150 333 210 1000
YDJ/TDM -100/150 100 400 288 150 666 210 1000
YDJ/TDM -150/150 150 400 433 150 1000 210 1000
YDJ/TDM -50/200 50 400 250 200 250 1000
YDJ/TDM -100/200 100 400 375 200 500 1000
YDJ/TDM -200/200 200 400 500 200 1000 1000
YDJ/TDM -50/300 50 400 50 300 166 1000
YDJ/TDM -100/300 100 400 43 300 333 1000
YDJ/TDM -200/300 200 400 72 300 666 1000
YDJ/TDM -300/300 300 400 250 300 1000 1000
YDJ表示交流試驗變壓器
TDM表示交直流兩用試驗變壓器
串級試驗變壓器可將二臺或三臺試驗變壓器串級成交流100kV、150kV、200kV、300kV的高電壓。串級試驗變壓器的抽頭電壓有200V/400V兩種
根據(jù)用戶的需要，可在試驗變壓器高壓繞組中抽出5～15kV的中壓抽頭，供高壓電機和發(fā)電機作交流耐壓試驗
XCJH、HTC系列控制箱
功能特點
本系列控制箱是根據(jù)高壓試驗變壓器獨特的使用范圍而設(shè)計生產(chǎn)的，其功能有：合閘聲光報警；計時聲光報警；電子式低壓電流保護（箱式）；高壓電壓直讀；耐壓試驗時間自由設(shè)定（數(shù)顯）；移動式結(jié)構(gòu)（臺式）
該控制箱的容量是與調(diào)壓器的容量而標(biāo)稱，如果和試驗變壓器（短時30min以內(nèi)工作制）配套工作，可根據(jù)中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“DL474.4-92”之規(guī)定：P0=0.75P選配。式中P0—試驗變壓器容量；P—調(diào)壓器容量。如用于電器專業(yè)工廠產(chǎn)品作批量試驗，調(diào)壓器容量應(yīng)等于試驗變壓器容量，即：P0=P。
主要技術(shù)參數(shù)
規(guī) 格 容量（kVA） 電 源 輸 出 參考重量（kg）
相數(shù) 電壓（V） 頻率(Hz) 電壓（V） 電流（A）
XCJH-3 3 1 220 50 240 13.6 17
XCJH-5 5 1 220 50 240 22.7 20
HTC-10 10 1 220 50 240 45.5 40
HTC-15 15 1 220
380 50 240
430 68
39 50
HTC-20 20 2 380 50 430 52.6 55
HTC-30 30 2 380 50 430 78.9 110
HTC-50 50 2 380 50 430 131.5 170
HTDC-100 100 2 380 50 450 222 450
HTDC-150 150 2 380 50 450 333 1800
HTDC-200 200 2 380 50 450 444 2800
HTDC-250 250 2 380 50 450 555 4800
HTDC-300 300 2 380 50 666 5600