交流耐压试验

鉴定电力设备绝缘强度的方法

交流耐压试验是鉴定电力设备绝缘强度最有效和最直接的方法，是预防性试验的一项重要内容。

产品介绍

电力设备在运行中，绝缘长期受着电场、温度和机械振动的作用会逐渐发生劣化，其中包括整体劣化和部分劣化，形成缺陷。此外，由于交流耐压试验电压一般比运行电压高，因此通过试验后，设备有较大的安全裕度，因此交流耐压试验是保证电力设备安全运行的一种重要手段。

产品分析

在工频条件下，由于被试品电容量较大，或者试验电压要求较高，对试验装置的电源容量相应的也有较高的要求，传统的工频耐压装置（交流耐压试验变压器）往往单件体积大，重量重，不便于现场搬运，而且不便于任意组合，灵活性较差。相比，变频串联谐振试验装置（体积与重量约为传统油式试验变压器的1/2～1/3）由变频电源、励磁变压器、电抗器、分压器组成.特点：体积小，重量轻，结构复杂，成本低，接线便捷等。便携式交流工频耐压仪（由干式试验变压器、控制箱两部分组成）体积小，重量轻;，结构简单、可靠性高；可方便在现场恶劣环境下使用。

因此，新版国标《电气设备交接试验标准》（GB50150-2006）及国内外有关部门广泛推荐采用交流耐压取代传统的直流耐压。交流耐压试验主要用于以下方面：

1、6kV-500kV高压交联电缆的交流耐压试验

2、发电机的交流耐压试验

3、GIS和SF6开关的交流耐压试验

4、6kV-500kV变压器的工频耐压试验

5、其它电力高压设备如母线，套管，互感器的交流耐压试验。

产品选型：

1.电压。要问变压器（被试品）的电压等级

2.电流。

3.容量。要考虑容量的被试品有3种：变压器、电缆、发电机

比如2500KVA容量，建议选15KVA容量的变压器（变压器选型为：被试品容量的5‰）

优势

随着国民经济的发展以及城网供电电压等级的提高，交联聚乙烯绝缘电力电缆（XLPE）以其合理的工艺和结构，优良的电气性能和安全可靠的运行特点，在国内外获得越来越广泛的使用。尤其在高压输电领域更取得了巨大的进展。与充油电缆相比，交联电缆敷设安装方便，运行维护简单，不存在油的淌流问题。但是，近年来的运行和研究表明，交联聚乙烯电缆的绝缘在运行中易产生树枝化放电，造成绝缘老化破坏，严重地影响了交联聚乙烯绝缘电力电缆的使用寿命。因此，充分认识交联电缆的绝缘特性，及时有效地发现和预防绝缘中存在的某些缺陷，对保障设备乃至系统的安全运行具有十分重要的意义。阐述了影响交联电缆绝缘的主要因素以及电缆的交接试验原理，认为在现场对交联电缆实施交流耐压试验是必要和可行的。

近年来国内外的试验和运行经验证明：直流耐压试验不能有效地发现交联电缆中的绝缘缺陷，甚至造成电缆的绝缘隐患。德国Sechiswag公司在1978～1980年41个回路的10 kV电压等级的XLPE电缆中，发生故障87次；瑞典的3 kV～24．5 kV电压等级 XLPE电缆投运超出9 000 km，发生故障107次，国内也曾多次发生电缆事故，相当数量的电缆故障是由于经常性的直流耐压试验产生的负面效应引起。因此，国内外有关部门广泛推荐采用交流耐压取代传统的直流耐压。

技术参数

*工作电源;220V/380V,50HZ *试验容量：30-30000KVA

*试验电压：1000KV及以下 *谐振频率范围：20-300Hz

*试验电压波形：正弦波波形畸变率小于等于0.3%

*试验电压冷确度：1级

*频率调节：0.01Hz *保护响应时间：小于1微秒

*系统具有过电压保护、过电流保护、放电保护、击穿跳闸保护、过热保护。

特性

* 体积小，重量轻，特别适合现场使用；

* 过压,过流,放电,过热及零启动保护全面可靠,动作时间1微秒；

* 符合国标要求:有监测峰值/√2功能，可实时监测试验波形；

* 一键鼠标式旋钮“傻瓜式”操作，大屏幕液晶显示；

* 独有软件校准功能，方便用户校准表计，确保高电压值准确度

原理

已知，在回路频率f=1/2π√LC时，回路产生谐振，此时试品上的电压是励磁变高压端输出电压的Q倍。Q为系统品质因素，即电压谐振倍数，一般为几十到一百以上。先通过调节变频电源的输出频率使回路发生串联谐振，再在回路谐振的条件下调节变频电源输出电压使试品电压达到试验值。由于回路的谐振，变频电源较小的输出电压就可在试品CX上产生较高的试验电压。

试验频率

由于电缆的电容量较大，采用传统的工频试验变压器很笨重，庞大，且大电流的工作电源在现场不易取得。因此一般都采用串联谐振交流耐压试验设备。其输入电源的容量能显著降低，重量减轻，便于使用和运输。初期多采用调感式串联谐振设备（50Hz），但存在自动化程度差、噪音大等缺点。因此大都采用调频式（30-300Hz）串联谐振试验设备，可以得到更高的品质数（Q值），并具有自动调谐、多重保护，以及低噪音、灵活的组合方式（单件重量大为下降）等优点。就国内外的提法来看，可分成3类：第1类为较宽频率范围30-300Hz、20-300Hz、1-300Hz；第2类为工频范围，45-65Hz，45-55Hz；第3类为接近工频，35-75Hz。

（1）第1类较宽频率范围

国际大电网会议第21、09工作组发布的《试验导则》，建议频率范围为30-300Hz。但实际上更低一些频率也具有较好地等效性。IEC60840和IEC62067标准草案（2001年和2000年）就规定可采用20-300Hz。

国外有些厂家设计串联谐用电抗器，在特殊情况下也有采用最低频率为25Hz或20Hz的。当然频率愈低，被试电缆的长度（电容量）可增大。但是电抗器铁心因此放大，使重量增加。个别资料显示，1-300Hz的交流试验也具有与工频交流试验的等效性，这说明实际应用中频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。进一步表明在这样的频率范围内，绝缘内部各介质的电压分布及介质特性仍基本相同。

随频率增高，串谐电抗器及励磁变压器的损耗降低，但是要考虑被试品电容介质的极化发热问题，因此频率高于300Hz是不可取的。

（2）第2类为工频范围

国际上工业频率主要指50Hz和60Hz两种，故IEC标准规定对高压绝缘的工业试验频率范围为45-65Hz，在中国额定工频为50Hz。GB/T16927.1-1997规定工频试验频率范围为45-55Hz。

认为工频电力电缆的试验电压也必须是工频，这是趋于比较保守的观点。针对此问题应该着重说明交接和预防性试验的目的在于发现绝缘缺陷的能力来定的。在不同的频率下只要绝缘内部介质电压分布相同，又有基本相同的检出绝缘故障的能力，就能达到试验的目的。因此即使选用比工频范围更宽的频率也是可以接受的。在90年代中期为了选择适当的交流耐压试验的频率范围，做了大量、仔细的基础研究工作。得出频率在30-300Hz范围内，橡塑电缆内部几种典型绝缘缺陷的击穿特性没有明显差别。分析形成这种在不同频率下良好的击穿特性，主要原因是优良的同轴绝缘结构，单一的绝缘介质，材质相对纯洁、电场分布合理、规则。因此，在不同频率下结构内部电压分布相同，形成宽频率范围试验的条件。油纸绝缘电缆一直采用频率等于零的直流电压进行耐压试验，其实际效果很好，数十年来未受到置疑。

（3）第3类为接近工频频率，35-75Hz

国外曾对正常XLPE（交联聚乙烯）绝缘电缆样品，在不同频率下进行击穿试验。结果表明在频率为35-75Hz时击穿电压均落在可置信度95%之内。因此有观点赞成试验电压频率最好选在35-75Hz,也较为靠近运行电压频率50Hz。值得注意的是，上述测试结果是对正常绝缘做的击穿试验。而交接和预防性试验所采用的试验电压值是偏低的，它只能击穿有缺陷的绝缘弱点（机械损伤、水树枝、终端头或接头盒应力铁锥施工或用料错误，等等），完全不足以击穿电缆本体的正常绝缘。可见两种试验的目的和工作机理均不相同。

配置表

一、电缆交流耐压试验系列

二、发电机工频耐压试验系列

三、GIS和SF6开关交流耐压试验系列

四、变压器，电动机等设备的工频交流耐压试验系列

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