对于耐压电力电缆交流耐压试验

论文导读：65，试验品谐振电压是励磁电压的Q倍，谐振功率是励磁功率的Q倍。2.3谐振串联的电压联系电压的线性函数，即U与UC的比值能够表示为Q（ω）＝1/UUC＝1/［（1－LCω2）＋RCjω］，将函数直接简化：Qn＝1（n－1）（n+1），在公式中的n—电源频率的输入谐波（n＞2），因此在谐振串联回路中的电源频率输出的情况下（n=1）通过调谐则会产生较大的电压，减
摘要:为了能够有效地发现电力电缆局部出现的缺陷，检测电缆承受过电压绝缘的能力，而对电力电缆进行交流耐压试验是完全必要的，有效体现了电力电缆的绝缘强度，最终确保电力电缆的安全运行。
关键词：电力电缆；交流耐压；试验研究
前言：
在电力系统中电缆使用极为广泛，其绝缘状况对电力系统配、供、发电的安全运行产生较大影响，所以对电力电缆进行耐压研究，从而来及时发现其存在的缺陷。而在对电力电缆直流耐压试验中由于电压过低，对电力电缆的自身缺陷反应并不灵敏，而这一缺陷在电力电缆的实际运行过程中会产生较为严重的隐患，所以进行交流耐压试验是有必要的。
对电力电缆进行耐压试验中出现的波形、频率、电压在电力电缆内部的分布，符合实际运行的情况，能够及时反映电力电缆的缺陷，同时电缆本身具有较大的容量，以往的电力电缆的交流耐压试验仪器较为庞大、笨重，且在试验现场很难获得工作电流与电源，因此通常选择串联交流谐振设备，其具有降低工作电源的容量、便于运输、重量轻等特点。

1.试验内容

进行电力电缆的交流串联谐振耐压的试验，主要设备由变频控制箱、励磁变压器、电抗器和电容分压器组成。利用电抗器和试品电容串联组成LC谐振回路，通过调节输出频率，找到谐振点，在被试品上获得较高的试验电压。电容分压器与试验品形成并联，主要检测试验品上的谐振串联电压，并产生自动保护电压信号，输出的调频功率通过变压器进行整合，从而形成谐振串联回路，从而获得谐振串联的工作功率。该电力电缆交流耐压试验的系统是通过在正常工作频率下电抗器的感抗与电力电缆的电抗形成谐振从而形成高电压，通过调整T1自耦变压器与T2 励磁变压器来形成可变电压，励磁变压器对整个电路产生回路谐振功率，并将电源回路与试验品的回路进行隔开，调节电路的电感量与电容进行抵消，使得整个电路达到谐振状态。（如图1所示）

图1

2.交流串联谐振耐压试验的原理

2.1产生串联谐振的条件

L、R与C元件通过图1形成了谐振电路在满足条件的情况下形成一种特殊现象，全面分析L、R与C元件在串联电路中形成谐振的背景条件与谐振过程中电路所表现的特性。L 、R与C形成的串联电路（如图2—1 所示），在U 正弦交流电压的作用下，复合阻抗Z＝j（1/ωC＋ωL）＋R＝（jXL－XC）＋R＝jX＋R，在式中电抗X＝XL－XC是ω角频率的线性函数，ω与X随变化的情况如图2—2 所示。当ω从零向无穷大变化过程中，X从负无穷大向正无穷大变化过程中，在ω0＞ω时，0＞X整个电路表现为容性；当ω＜ω0时，0＜X其电路表现为感性；当ω=ω0时，ω0L－1/ω0C＝Xωc=0 ，除此以外谐振电路表现的阻抗ω0Z＝R，其中R为纯电阻，由于电流与电压相同，电路表现工作状态主要为谐振，从而能够推出谐振频率为f=1/2π，即在电路参数固定的情况下，能够通过调节电源频率的方式使其与电路自身的频率保持而产生谐振。在该电路系统中，通过励磁变压器来控制谐振串联回路以及控制输出变频器的频率，使得回路中的试验C与电感L 形成谐振串联，将产生的谐振电压施加于试验品上。

图2—1 图2—2

2.2谐振串联的品质因数

谐振串联的品质因数Q2＝ L/C /R2＝1/（ωCR）2 ，则QUS＝UC，即试验品的电压是励磁电压的Q倍，而功率的输出值P ＝ISUScosδ，当电路为谐振时，负载电阻为纯电阻，假如cosδ为1时，故P＝ISUS，施加在试验品的容量为PS，这也是施加的电流I与电压UC和的乘积PS＝ISUC＝QP＝USISQ，这也表现出在试验品中的容量是电源试验容量的Q倍，从而实现了较小容量的试验变压器材能够对较大的容量进行耐压试验。在试验系统的回路中Q值通常能够达到30～65，试验品谐振电压是励磁电压的Q倍，谐振功率是励磁功率的Q倍。

2.3谐振串联的电压联系

电压的线性函数，即U 与UC的比值能够表示为Q（ω）＝1/UUC＝1/［（1－LCω2）＋RCjω］，将函数直接简化：Qn＝1（n－1）（n+1），在公式中的n—电源频率的输入谐波（n＞2），因此在谐振串联回路中的电源频率输出的情况下（n=1）通过调谐则会产生较大的电压，减轻了电源的输入频率对系统谐波的影响，从而调整了电压输出的波形。
论文导读：电力电缆耐压试验不能符合电力电缆的交流运行情况，同时试验的效果并不理想，因此在实际的现场试验验收过程中，应当采用交流耐压的方法，这不仅能够符合电力企业的质量标准与国标的对应要求，同时对现场的试验操作与搬运提供方便。通过上述的串并联的谐振方式不仅能够符合交流电缆现场的耐压要求，还能够全面检验电力电缆的安装与

2.4 计算谐振串联的暂态

在谐振串联的回路中，从而产生的闪烁电弧一旦熄灭所导致电压输出速度的恢复较慢的，该电压恢复可用表示出UC（t）＝cosωt（U1－et/2Q），在公式中t时间是自电弧发生熄灭那刻进行计算，指数tω/2Q 能够计算的周波闪烁数N ，而该变量改成Nπ/Q=ωt/2Q，当N接近于Q时，公式所给电压UC（t）的数值能够恢复至原值，然而通过闪络后而需Q倍的自然周波，电源才能把负载的充电电容达到饱和电压，因此过载保护的试验装置在没有高于饱和电压值前便能够开始动作。

3.谐振串联的特点

3.1极大减少了所需的电源容量

谐振串联电源主要是通过抗电谐振器与试验品产生的谐振电容，在系统中产生的大电流与高电压，只需电源提供系统中所消耗的那一部分，所以试验所需的电源功率仅是计划容量的1/Q。

3.2 减少设备的体积与重量

在谐振串联电源中，不仅摆脱了体积较大的调压功率装置与传统的大功率变压试验器，而试验容量是励磁谐振电源的Q倍，极大减少系统的体积与重量，这通常为传统装置试验的1/4～1/6。

3.3完善电压的输出波形

谐振串联电源是滤波谐振式电源，能够促进电压输出的畸变波形，得到合适余弦的波形，从而能够避免峰值谐波电压对试验品的击穿。

3.4 避免出现短路电流故障与烧伤

在谐振串联的状态下，一旦试验品的绝缘弱点发生击穿，整个电路发生脱谐，电路中的电流直接下降直至为试验正常电流的1/Q，从而可以查找电路的绝缘弱点，同时也不会出现大规模的电流短路以及故障烧伤的危险。

3.5 消除电路中的反复电压

一旦试验品被击穿时，电路消除发生谐振的条件，同时高电压也同时消失，而闪络的电弧发生熄灭，同时再建与恢复电压的过程极长，极易使得在电压闪烁前将电源断开，在恢复电压的过程中是积累能量的振荡间歇过程，而振荡间歇过程持续的时间越长，越不可能出现反复电压。
本次的试验研究可以得出，谐振串、并联法其本质为谐振串联，本次的试验采用了C-L谐振理论，与以往的谐振串联不同，由于电抗器的补偿作用，使得升压变压器以及串联电抗器的电流减少，同时电抗器的质量与体积不断减少且减少变压器的容量，增强了谐振调频装置的荷载能力。
结束语：
总之，随着我国电网基础建设与升级不断加快，电力电缆作为其中的关键输电工具，起着极为重要的作用。在电缆的测试耐压方面，真正对电缆实现有效检测耐压，同时根据实际试验情况，试验结果满足了实验预期要求，在面对如何选择交流耐压的试验方法时，应当充分了解电缆的内容。直流的电力电缆耐压试验不能符合电力电缆的交流运行情况，同时试验的效果并不理想，因此在实际的现场试验验收过程中，应当采用交流耐压的方法，这不仅能够符合电力企业的质量标准与国标的对应要求，同时对现场的试验操作与搬运提供方便。通过上述的串并联的谐振方式不仅能够符合交流电缆现场的耐压要求，还能够全面检验电力电缆的安装与铺设情况，只有通过对电缆的试验研究，才可以确保电力供应，为我国的电网整体发展提供系统保障。
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