中试控股技术研究院鲁工为您讲解：220KV交联聚乙烯电缆交流耐压试验标准

ZSBP-44kVA/44kV变频串联谐振耐压试验装置

11kV/300mm2电缆1km交流耐压试验，电容量≤0.3755uF，试验频率30-300Hz，试验电压28kV，试验时间5min。
10kV开关等电气设备的交流耐压试验，试验频率30-300Hz，试验电压不超过42kV，试验时间1min。

参考标准：DL/T 849.6-2016，DL/T 474.4-2018

变频串联谐振耐压试验装置：ZSBP系列变频串联谐振耐压试验装置，中试控股采用调节电源频率的方式，使得电抗器与被试电容器实现谐振，从而在被试品上获得高电压大电流，因其所需电源功率小、设备重量轻体积小在国内外得到了广泛应用，

是当前高电压试验的新方法和潮流。不会出现任何恢复过电压。试品发生击穿时，因失去谐振条件，高电压也立即消失，电弧即刻熄灭，且恢复电压的再建立过程很长，很容易在再次达到闪络电压前断开电源，

这种电压的恢复过程是一种能量积累的间歇振荡过程，其过程长，而且不会出现任何恢复过电压。

ZSBP-44kVA/44kV变频串联谐振耐压试验装置主要技术参数
1.额定容量：44kVA
2.额定电压：22kV；44kV
3.额定电流：2A；1A
4.测量精度：系统有效值1.5级
5.工作频率：30-300Hz
6.装置输出波形：正弦波
7.品质因素：装置自身Q≥30(f=45Hz)
8.波形畸变率：输出电压波形畸变率≤1%
9.输入电源：单相220或三相380V电压，频率为50Hz
10.工作时间：额定负载下允许连续60min；过压1.1倍1分钟
11.温    升：额定负载下连续运行60min后温升≤65K
12.保护功能：过压、过流、零位启动、系统失谐（闪络）等保护功能
13.环境温度：－20℃-55℃
14.相对湿度：≤90%RH
15.海拔高度:≤3000米
ZSBP-44kVA/44kV变频串联谐振耐压试验装置主要功能及特征
ZSBP系列变频串联谐振耐压试验装置，中试控股采用调节电源频率的方式，使得电抗器与被试电容器实现谐振，从而在被试品上获得高电压大电流，因其所需电源功率小、设备重量轻体积小，在国内外得到了广泛应用，是当前高电压试验的新方法和潮流。
特点：
1、装置具有过压、过流、零位启动、系统失谐（闪络）等保护功能，过压过流保护值可以根据用户需要整定，试品闪络时闪络保护动作并能记下闪络电压值，以供试验分析。
2、整个装置单件重量很轻，便于现场使用。
3、装置具有三种工作模式：全自动模式、手动模式、自动调谐手动升压模式；方便用户根据现场情况灵活选择，提高试验速度。
4、能存储和异地打印数据，存入的数据编号是数字，方便识别和查找。
5、装置自动扫频时频率起点可以在规定范围内任意设定，扫频方向可以向上、向下选择，同时液晶大屏幕显示扫描曲线，方便使用者直观了解是否找到谐振点。
6、ZSBP-44kVA/44kV变频串联谐振耐压试验装置采用DSP平台技术，可根据用户需要增减功能和升级，人机交换界面更为人性化。
7、所需电源容量大大减小。串联谐振电源是利用谐振电抗器和被试品电容谐振产生高电压和大电流的，在整个系统中，电源只需要提供系统中有功消耗的部分，因此试验所需的电源功率只有试验容量的1/Q。

如何选择合适的变频串联谐振耐压试验装置？
为了选对规格，请提供以下技术参数
1、电力变压器：电压等级，大容量，试验性质（中性点耐压或全绝缘耐压）单相对地电容量；
2、电力电缆：电压等级，大长度，截面积；
3、发电机、电动机：电压等级（出口电压或称工作电压），试验电压（耐压值）单相对地电容量范围（如0.2-0.55uF等）；
4、开关、绝缘子、PT、CT、绝缘工器具、母线：电压等级（或称工作电压）；试验电压（耐压值）；
5、CVT效验：电压等级或称工作电压，试验电压（耐压值）电容量范围（如0.005-0.02uF）。

什么是串联谐振？ 
由于电力预防试验大多是对于大容量和高电压的电气设备，建议采用工频耐压进行绝缘性能的检测，也就是剔除了采用直流高压发生器对于电气设备绝缘性能检测的使用要求，虽两者都属于破坏性试验；

但经过长期的研究，采用工频耐压的方式相对于直流耐压稳定性，安全性要好，由于电气设备的容量大，电压高，往往像油浸式试验变压器一类的工频耐压设备无法满足测试要求，在国内，为了达到这一目的，基本通过变频串联谐振来实现测量。 
变频串联谐振，“变频”在串联谐振电路中，通过调整可变的频率范围产生谐振条件，“串联”是指在整个电路中的链接方式，串联时，电压相加，电流不变，“谐振”是指的谐振电路，组合起来就是我们常说的串联谐振试验装置。

串联谐振各部分功能

 

1、变频电源

 

变频电源的功能是将220V/380V，50HZ的电源变成频率可以调整，电压也可以连续调整，变频电源同时也具备电力系统的操作、保护、控制、监测等功能于一体。

2、励磁变压器

 

励磁变压器的功能是将变频电源输出的电压进行升压，励磁变压器同时将高压和低压进行隔离。

 

3、高压电抗器

 

高压电抗器的功能是高压电抗器和被试品的电容串联起来发生串联谐振。

 

4、分压器

 

分压器的功能则是测量调节器上的高压电压值和低压。

串联谐振的原理

 

串联谐振试验装置分为调频式和调感式。一般是由变频电源、励磁变压器、电抗器和电容分压器组成。被试品的电容与电抗器构成串联谐振连接方式；分压器并联在被试品上，用于测量被试品上的谐振电压，并作过压保护信号。

在电阻、电感及电容所组成的串联电路内，当容抗XC与感抗XL相等时，即XC=XL，电路中的电压u与电流i的相位相同，电路呈现电阻性，这种现象叫串联谐振。当电路发生串联谐振时电路的阻抗Z=√R^2 +(XC-XL)^2=R，电路中总阻抗最小，电流将达到最大值。变频谐振试验下局部放电检测步骤

变频谐振试验下局部放电检测步骤

 

（1）测试前检查测试环境，排除干扰源；

 

（2）将传感器（高频CT或其他传感器）安装于检测部位，在检测过程中保证高频传感器方向一致；

 

（3）选择适合的频率范围，可采用仪器的推荐值；

 

（4）试验电压应逐渐升到U并保持10分钟，然后慢慢地升到1.4 U并保持10分钟，直至升到试验电压，并保持一定的试验时间；

 

（5）对所有检测部位（对具备条件的所有电缆终端、接头）进行高频局放检测；

 

（6）测量数据记录；

 

（7）当检测到异常时，记录异常信号放电谱图、分类谱图以及频谱图，并给出初步分析判断结论。

 

出自：Q/ZSW 11223-2014 《高压电缆状态检测技术规范》  5.6.3电力电缆的试验的运用

电力电缆的试验主要指电缆在生产和安装敷设后所进行的各种试验，其项目大致可分为五类：

1.例行试验：检验每个产品是否存在偶然因素造成的缺陷。

2?抽样试验：验证生产过程中产品的关键性能是否符合设计要求

3?型式试验：确定电缆产品的设计是否满足预期的使用要求。

4?安装竣工后的交接试验

5?投入运行后的预防性试验。

现行的电缆线路电气试验项目

1)直流耐压和泄漏电流试验(主要用于油纸绝缘电缆线路)。

2)测量绝缘电阻(用于1kV以下的低压电缆线路、200m以内的短电缆线

路、停电时问超过一星期但不满一个月的电缆线路、挤包电缆线路的外

护层的绝缘检测)

3)核相试验(用于新交装和检修后的电缆线路)。

4)电缆油试验(用于充油电缆线路)。

5)电缆护层绝缘试验(用于有护层绝缘要求的电缆线路)。

6)电缆线路参数测量(用于需要进行电力系统参数计算的电缆线路)。

7)接地电阻测量(用于高压电缆护层接地及其他土建设施接地系统)。

8)0.1Hz超低频试验(用于35kV及以下电压的挤包绝缘电缆线路)。

9)交流变频谐振试验(用于110kV及以上的挤包绝缘电缆线路)

电力电缆线路的交接试验和预防性试验因其要求不一,试验项目也略有不同

交联电缆五阻值测量

(一)测量主绝缘电阻

(二)测量外护套绝缘电阻

(三)测量内衬层绝缘电阻

(四)铜屏蔽层电阻和导体电阻比

)测量主绝缘电阻

绝缘介质在直流电压作用下的电流包含充电电流、吸收电流和电导电流。如图1所示。img4

图1

△充电电流:决定于被试绝缘的几何尺寸、形状和材料

这部分电流开始最大,但在10-9s~102s之内下降至可略去地步。

吸收电流2:主要是不均匀介质内部较为缓慢的极化形成

的,极化时间从102s至几十分钟甚至几小时以上,这部分电流随

着时间逐渐减小,通常在一分钟之内可降至可略去地步。

电导电流:它又可分为两部分。一是绝缘表面的泄漏电

流,其大小与绝缘表面的脏污、受潮程度有关;二是绝缘内部的

电导电流,与绝缘内部杂质的含量、是否分层或开裂有关,其电

流不随时间而降低

▲总电流/:是随时间衰减的,因此试品实际的绝缘电阻随

着时间的增加而逐淅上升,并趋向稳定。这一过程可用吸收比来

表示,

电缆绝缘受潮时或有贯穿性的缺陷,电导电

流较大,现场均采用R6OSR15S的比值,

并称吸收比。

应用这一原理,测量电缆绝缘电阻及吸收比

,可初步判断电缆绝缘是否受潮、老化

并可检査耐压后的绝缘是否损伤。所以

耐压前后均应测量绝缘电阻。

(二)测量外护套绝缘电阻

本项目只适应于三芯电統的外护套,进行测试时,采用500V兆欧表,

电压加在金属护套与外护层表面的石墨导电层之间,当每千米的绝缘电阻

低于0.5MQ时,应采用下述方法判断外护套是否进水:

根据不同金属在电解质中形成原电池原理进行判断的方法

橡塑电览的金属层、铠装层及其涂层用的材料有铜、铅、铁、锌和铝等。这些金属的电极电位如表2所示

(三)测量内衬层绝缘电阻

电压加在铜屏蔽与金属护套之间,周期及要求值同(二)。

(四)铜屏蔽层电阻和导体电阻比

在电缆投运前、重做终端或接头后、内衬层破损进水后,应在

目同温度下测量铜屏蔽电阻和导体电阻比。

比值増加时,表明铜屏蔽层的直流电阻増大,铜屏蔽层有可能

腐蚀;比值減小时,表明附件中的导体连接点的接触电阻有増大

可能。

 

三，直流耐压和泄漏电流试验

2.1.1微安表置于高压端的半波整流直流试验接线

靠近电缆金属护套的绝缘层存在局部缺陷或受潮,由于绝缘介质在直流高压下的电滲透作用,杂质、水分等自由离子便移向电缆导体,在高电压下转变成贯穿性缺陷

电缆运行前必需考核耐受电压水平,只有在规的试验电压和持续时间下,绝缘不放电、不穿,才能保证投入后的安全运行。针对不同电缆直流耐压试验的特点

油纸电缆:

直流试验能够有效的发现故障隐患,并且不会损害电缆的绝缘

直流耐压测试设备体积小、重量轻,携带方便,JG便宜

橡塑缆:

橡塑电缆的绝缘介质在直流电场和交流电场下的场强分

布、老化和击穿机理不同,导致在交流电压下会击穿的

电缆缺陷,而在直流耐压下发现不了。

4-5U的直流试验电压会破坏电缆的绝缘,直流测试后,重新投入使用的电缆更易发生故障电缆线路电容值大,采用工频电压试验,工频试验变压器容量必须大,现场难实现;口采用直流耐压试验等效:因为电缆的绝缘电阻很大(一般在10GQ以上),直流耐压时充电电流极小,具备试验设备容量小、重量轻、可移动性好等优点但直流耐压试验方法对于XLPE交联电缆,存在很多缺点

 

(一)直流耐压试验存在的主要问题

1、试验等效性差

2、直流和交流下的电场分布不同

3、放电难以完全

4、对水树枝的发展影响巨大