高压电力电缆三种常用的交流耐压试验方法-中试控股

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高压电力电缆三种常用的交流耐压试验方法

时间：2020-09-18

1、电压谐振耐压试验
电压谐振也叫串联谐振，该试验方法适用于当被试品的试验电压较高，试验变压器的额定电压不能满足试验电压要求，但电流容量能满足，且被试品电容量较小的情况。见图1所示。

图1串联谐振的等效电路

该电路中要产生电压谐振则必须满足条件Xc=XL即ω₀L = 1/ω₀C, 式中C包括Cx、C1、C2。当该电路中产生串联谐振时被试品上就会产生较高的试验电压（试验电压高低与回路品质因数Q有关，Q值相当于串联谐振回路的电压放大倍率，Q值越大，通过谐振获得被试品上的试验电压越高，而且电源提供的能量补给越少。其值为回路中感抗和回路电阻的比值）。被试品Cx上的电压取决千回路中电流的大小，幅值比试验变压器的输出电压高出几倍。但如果电容C较大，试验回路中的电流也相应增大（Uc=l/ω₀C），电抗器中的电流也相应增大，从而使得现场试验对试验设备的要求就较高。因此，该试验方法仅适用于回路中试验电流较小、被试品试验电压较高、电容量较小的试验情况。

就电力电缆而言，其电容量Cx是固定的，要在试验回路产生电压谐振就要改变其试验参数即电感L或频率ω, 即：L= l/ω₀C。
（1）调电感：试验时要考虑可调电抗器的实际情况，一般电抗器体积和重量都很大，而且从在制造工艺的角度来说，要使可调电抗器达到较大的调节范围也比较困难。因此在现场试验采用可调电感器的方法不大可取，除非是在试验前计算出实际需要的电感董，提前准备好所需的电抗器数量和接线方式。
（2）调频：试验前回路中电抗量和电容量都可测量出来，要使ω0L=l/ω₀C, 可通过调节试验电源频率大小的方法，使谐振电压达到所需的实验电压，而电源频率的改变可通过调频电源装置实现。

2、电流谐振耐压实验
当试验变压器的额定电压能满足试验电压的要求，但回路中电流达不到被试品所需的试验电流时，一般可采用电流谐振方法，电流谐振也叫并联谐振。如图2所示。

图2并联谐振的等效电路

要使该试验回路产生电流谐振，则电路需满足条件Xc=X_L即ω₀L=l/ω₀C。C其中C包括Cx、C1、C2。这时并联回路的两个支路的电流值都比较大，但总回路的电流很小，如不计回路电阻等损耗影响，几乎近似为0 (总回路电流为两者向量和，并联回路中电感电流和电容电流的幅值几乎相等，但相位相反）。根据变压器只提供阻性电流的特性，试验回路对试验变压器的容量要求就会降低，因此对于试品电容量大、而电压较低的试验情况可使用该试验回路。低压的电抗器的制作工艺简单，在试验现场既可通过改变试验电源频率的方法，使回路满足试验要求，也可采用并联低压电抗器的方法，还可以利用改变电感的方法来满足产生电流谐振试验电路的要求。

3、串并联综合法耐压试验
如果被试品电容量较大、试验电压要求又较高时，单纯地采用交流串联谐振或并联谐振方法就难以满足试验要求。此时不但试验变压器的额定电压和额定电流都不能满足试验要求，而且试验所需的高电压电抗器容量也难以满足现场试验的要求。对于不同长度、不同容量的高压电缆试验而言，所需配置的电抗器容量和数量也不一样，而且对施工单位来说，也不可能配有很多的高压电抗器（高压电抗器的价位相对较高，而且体积大，占地面积多）。因此，要依靠配置相当的电抗器数量来满足试验要求就比较困难。这时我们可运用串并联综合补偿的方法进行试验，见图3所示。

图3串并联谐振的等效电路

上图所示电路中并联的电抗器(L1-LN) 对被试品Cx形成欠补偿，整个并联回路仍呈容性负荷，串入电抗器L后，试验回路产生串联谐振，这样既提高被试品的试验电压，也使试验电流的绝大部分被并联电抗器补偿了，使回路的总电流也大大降低，从而就同时满足试验电压和电流的要求。然后通过改变试验电源频率使ω₀L =1/ω₀C, 从而在回路中产生谐振，这样就能很好地完成试验。