国内外多年的运行经验表明,橡塑电力电缆在交接或预防性试验中不宜采用直流耐压试验,应采用交流耐压试验(频率范围30~300Hz),才能保证电缆的安全运行。在电力设备预防性试验发展史中,这是一个划时代的变革。但是直流耐压试验对油浸纸绝缘电力电缆,仍然是有效的,应继续应用。对橡塑电缆进行交流耐压试验,由于电缆的电容量大,在现场采用大容量工频试验变压器是不适宜的。调频式串联谐振高压试验设备,具有重量轻、所需电源容量小(仅为试验变压器电源容量的1/30~1/80)、电压波形好、便于搬运、适宜在现场使用等优点。
串联谐振交流耐压试验装置是专为橡塑电力电缆现场交流耐压试验设计、制造的,适用于交接试验和预防性试验。整套设备包括的主要部件有:变频控制箱、谐振电抗器、励磁变压器及电容分压器等。
调频式串联谐振高压试验设备的工作原理接线如图1所示。交流220V/ 50Hz电源,经变频器输出30~300Hz频率可调的电压,送入励磁变压器,升压至0~1000V,经谐振电抗器L(视被试电缆和电压等级和长度不同,谐振电抗器可串联或并联使用)和被试电缆Cx,构成高压主谐电路,电容分压器是纯电容式的,用来测量试验电压。
先由变频器经励磁变压器T向主谐振电路送入一个较低的电压Ue,调节变频器的输出频率,当频率达到谐振频率时
被试品Cx上的电压Ucx达到zui大值,此时,谐振电抗器的感抗ZL= 与被试品的容抗 相等,两者形成相互补偿(抵消)的状态,在主谐振电路中仅存在等值电阻分量(绕组有效电阻和等值铁心损耗等),能在按较小的Ue电压下,产生较大的电流,使被试电缆Cx上和谐振电抗器组两端产生较高的电压。找到此谐振频率后,保持频率f不变,再缓慢升高Ue电压,使被试电缆Cx上达到预期的试验电压值Ucx。
谐振时,被试品上的电压与电流的关系为输出电压Ucx与励磁电压Ue之比为试验回路的综合品质因素Q
从上述工作原理可以看出:
1、品质因素愈高,所需电源容量愈小。
2、谐振电抗器L与被试电缆Cx处于谐振状态,此电路形成一个良好的滤波电路,故输出电压Ucx正弦波形良好。
3、被试电缆击穿时,失去谐振条件,高压电路和低压电源回路的电流反而减小,故绝缘击穿处的电弧不会将故障点扩大,便于检修。
串联谐振交流耐压试验装置适合于10kV橡塑电力电缆的交流耐压试验。
1.技术规范
a)输出试验电压:0 ~ 1 8 kV AC有效值
b)输出频率:30 ~ 300Hz
c)谐振电压波型:正弦波,波形畸变率<1.5%
d)被试电缆:300mm2 10KV 0~ 4.5km
e)zui大被试品电流:6A
f)zui大试验容量:108kVA
g)工作制:满功率输出下,连续工作时间15min
h)品质因素:30 ~ 80
i)输入工作电源:220V,50Hz,约27.2A
j)环境温度和相对湿度:0℃ ~ +40℃;<95%,无凝露状况
k)海拔高度:2000m以下
* 整套试验设备可根据电缆长度的不同,确定由单个或多个谐振电抗器并联使用,并联个数n可取1至3的任意个数。
适合于35kV橡塑电力电缆的交流耐压试验。
1.技术规范
l)输出试验电压:0 ~ 54 kV AC有效值
m)输出频率:30 ~ 300Hz
n)谐振电压波型:正弦波,波形畸变率<1.5%
o)被试电缆:300mm2 35KV 0~ 1.0km
p)zui大被试品电流:2A
q)zui大试验容量:108kVA
r)工作制:满功率输出下,连续工作时间15min
s)品质因素:30 ~ 80
t)输入工作电源:220V,50Hz,约27.2A
u)环境温度和相对湿度:0℃ ~ +40℃;<95%,无凝露状况
v)海拔高度:2000m以下
* 整套试验设备可根据电缆长度的不同,确定由单个或多个谐振电抗器并联使用,并联个数n可取1至3的任意个数。
主要部件的技术规范
(1)变频控制箱1台
a) 输入工作电源: 220V,50Hz
b)输出电压和电流: 0 ~ 180V,zui大电流34A
c) 输出频率: 30 ~ 300Hz,频率调节细度0.1 Hz
d) zui大输出功率: 6000W
e) 外形尺寸和重量: 500×450×180mm3 8kg
(2)励磁变压器1台
a) 额定容量: 6kVA
b) 重量: 40 kg
(3)谐振电抗器(每台谐振电抗器的技术规范) 3台
额定zui高工作电压: 18kV(有效值)
额定zui大工作电流: 2.0A(有效值)
重量: 28kg/台
(4)电容分压器 1台
a) 工作方式: 纯电容式
b) 额定电压: 60KV(有效值)
c) 工作频率: 30 ~ 300Hz
d) 测量误差: 1.5%
e) 输入电容: 500pF±5%
f) 额定分压比: 6000/1
g) 重量: 4kg
(5)附件及补偿电容器 1台
a) 电容量: 0.013μF
b) 工作电压: 60KV