畢業(yè)論文-電纜現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文-PAGEII--PAGEII-電纜現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)摘要目前，XLPE電纜在電力系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用。而現(xiàn)場(chǎng)對(duì)其進(jìn)行合理的絕緣試驗(yàn)，保證運(yùn)行的安全性就顯得非常重要。電纜現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)是一項(xiàng)需要專業(yè)性很高的工程，不僅需要電力設(shè)備、電纜的運(yùn)輸、敷設(shè)等步驟的參與，也需要多行業(yè)、多科學(xué)、多領(lǐng)域的政策支持。這說(shuō)明了電纜現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的實(shí)行和法則將會(huì)是前沿技術(shù)不斷應(yīng)用和發(fā)展。電纜現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)滿足了人們的需要，對(duì)電纜的需求，適應(yīng)了時(shí)代的發(fā)展，是當(dāng)今社會(huì)不可或缺的。本文主要分析了電纜現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的方法，對(duì)各種方法的原理進(jìn)行了敘述。XLPE電纜現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)方法一般包括0.1Hz超低頻耐壓試驗(yàn)，變頻諧振試驗(yàn)，振蕩波試驗(yàn)。0.1Hz超低頻耐壓試驗(yàn)的設(shè)備輕便，在中壓電纜的使用中已廣泛應(yīng)用，不過(guò)試驗(yàn)所施加電壓的時(shí)間較長(zhǎng)。振蕩波試驗(yàn)利用電纜絕緣電容與電抗器振蕩，設(shè)備更便于現(xiàn)場(chǎng)使用，而且還可以進(jìn)行局放試驗(yàn)，不過(guò)它的耐壓的有效性還未被認(rèn)可，同時(shí)對(duì)電纜現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的發(fā)展前景進(jìn)行了展望?？傊娎|現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的方法有很多種，而且各有特點(diǎn)，至于采用哪種方法進(jìn)行電纜現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)最為合理還沒(méi)有形成統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。關(guān)鍵詞現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)；0.1Hz超低頻；變頻諧振；振蕩波XLPEcablefieldtesttechnologyAbstractCurrently,XLPEcablehasbeenwidelyusedinpowersystem.Fieldtestsofitsreasonableinsulation,Isnecessarytoensuresafeoperation.Cablefieldtestisaneedprofessionalengineering,notonlyneedthepowerequipmentofcable,transportation,layingthestepsinvolved,butalsoneedalotofindustry,morescientific,moreareasofpolicysupport.Thisshowsthatcablefieldtestandthelawwillbeleadingtechnologycontinuousapplicationanddevelopment.Cablefieldtestsatisfyingthepeople’sneeds,adaptedtothedevelopmentoftheTimes,intoday’ssocietyisindispensable.Thispaperintroducesthecablefieldtestmethods,Thecharacteristicsofthevariousmethodswerecompared.XLPEcablefieldteststypicallyinclude0.1Hzultra-lowfrequencyvoltagetest，frequencyresonanttestandOscillatoryvoltagetest.0.1Hzultra-lowfrequencyvoltagetestequipment,lightinthemediumvoltagecablehasbeenwidelyused,buttheappliedvoltagetestalongtime.Oscillatoryvoltagetestofcableinsulationoscillationcapacitorandreactorequipmenttofacilitateon-siteuse,butalsoforpartialdischargemeasurement,butitseffectivenesshasnotbeenapprovedpressure.Atthesametime,italsomakethecablefieldtestfuturehasbeenlooking.Inshort,thecablefieldtestmethodsarenumerous,andhavetheirspecialcharacteristicsofthemethodadoptedforcablefieldtestthemostreasonableyetthereisnounifiedunderstanding.Keywordsfieldtest;frequencyresonanttest;0.1Hzultra-lowfrequencyresonant;Oscillatoryvoltagetest;OscillatingwavePAGEII---PAGEIV-目錄摘要 =1\*ROMANIAbstract =2\*ROMANII 第1章緒論 11.1課題背景 11.2電纜現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的分類與發(fā)展 21.3本論文的主要工作 4第2章0.1Hz超低頻耐壓試驗(yàn) 52.1概述 52.2產(chǎn)生方法 52.2.1試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn) 62.2.2試驗(yàn)電壓和時(shí)間的確定 72.2.3原理 82.2.4試驗(yàn)過(guò)程 102.30.1Hz試驗(yàn)的應(yīng)用情況 102.3.10.1Hz試驗(yàn)的特點(diǎn) 102.3.20.1Hz試驗(yàn)的發(fā)展情況 112.4本章小結(jié) 12第3章變頻諧振試驗(yàn) 133.1概述 133.2試驗(yàn)原理 133.2.1試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn) 133.2.2變頻諧振試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)依據(jù) 133.2.3理論基礎(chǔ) 143.3變頻諧振的應(yīng)用情況 173.3.1變頻諧振試驗(yàn)的特點(diǎn) 173.3.2變頻諧振的使用情況 183.3.3現(xiàn)場(chǎng)使用的注意事項(xiàng) 183.3.4變頻諧振的發(fā)展與展望 193.4本章小結(jié) 19第4章振蕩波試驗(yàn) 204.1振蕩試驗(yàn)概述 204.1.1參數(shù)的選擇 204.2振蕩波的原理 214.2.1局部放電定位原理 224.3振蕩波試驗(yàn)的特點(diǎn) 244.4振蕩波試驗(yàn)的發(fā)展 254.5本章小結(jié) 25結(jié)論 26致謝 27參考文獻(xiàn) 28附錄 31-PAGE10--PAGE39-緒論課題背景和在一般人的印象中，電纜只是一個(gè)簡(jiǎn)單的概念，就是外面包著一層絕緣塑料的金屬線而已?，F(xiàn)代技術(shù)發(fā)展飛速，電纜的概念遠(yuǎn)比想象中來(lái)得復(fù)雜，從家用電話線、充電器到網(wǎng)線，甚至鐵氟龍線，功能更多樣化和復(fù)雜化。電纜的根源，要追溯到公元1831年，英國(guó)科學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)的“電磁感應(yīng)法則”，為電纜的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；1881年美國(guó)的格爾屯發(fā)明了交流發(fā)電機(jī)，1830年法拉第制成了卷線，也就是現(xiàn)在的漆包線，直到1889年美國(guó)的佛朗第發(fā)明了油浸紙絕緣電力電纜，正是目前所用的基本型的電力電纜。電纜的發(fā)展主要涉及的是絕緣材料和導(dǎo)體的發(fā)展。絕緣材料有裸線—漆包線—塑料線—合成材料—現(xiàn)在的各類電纜，導(dǎo)體由白金—銅—鋁發(fā)展到現(xiàn)在的光纜等等。1884年，MacCracken提出了適用螺旋紙絕緣的設(shè)想后，VincentdeFerranti在1890年制造出同軸電纜，首次安裝在英國(guó)倫敦，從此地下電力傳輸?shù)难芯坎粩嗳〉眯碌陌l(fā)展。1891年，在芝加哥安裝了第一條13kV電纜，1902年在蒙特利爾安裝了第一條3根導(dǎo)線的25kV電纜，而且成功地運(yùn)行了50多年。1914年，Hochstadter提出了絕緣屏蔽原理，讓電纜內(nèi)部的靜電場(chǎng)保持均勻分布。在其后的1917年，Emanueli設(shè)計(jì)出中空的充油電纜，最終解決了高壓和超高壓的電力傳輸問(wèn)題。地下電力電纜的電壓等級(jí)也在逐年提高，1922年Cleveland的電纜達(dá)到69kV,1926年在蒙特利爾達(dá)到66kV,1927年在米蘭的電纜達(dá)到70kV。近些年在加拿大和美國(guó)的電纜分別達(dá)到了525kV和535kV，在意大利安裝的地下輸電電力電纜更高達(dá)1100kV【1】。電纜依照日本電線工業(yè)協(xié)會(huì)1977年對(duì)電纜的分類為：裸線、卷線、通訊電纜、電力電纜和被覆線。而由制作過(guò)程可以分為：煉銅、伸銅、伸線、絞線【2】。近30年來(lái)，國(guó)內(nèi)外電纜制造技術(shù)發(fā)展得很迅速，XLPE絕緣電力電纜的生產(chǎn)工藝有懸鏈（CCV）、立塔（VCV）和長(zhǎng)承模（MDCV），電纜產(chǎn)品的質(zhì)量大幅提高，雜質(zhì)、微孔等的尺寸以及線芯的偏心度等關(guān)鍵的技術(shù)指標(biāo)得到了嚴(yán)格控制【3】。電纜有運(yùn)行的可靠性、安裝的簡(jiǎn)便性、便于儲(chǔ)存的優(yōu)點(diǎn)，電力電纜對(duì)于設(shè)計(jì)和生產(chǎn)要求可靠性高、壽命長(zhǎng)，但是電纜的鋪設(shè)和修理之后必須要進(jìn)行必要的試驗(yàn)，所以還是要進(jìn)行定期預(yù)防性試驗(yàn)。電纜現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的分類與發(fā)展電纜現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)很多種方法，不過(guò)在現(xiàn)實(shí)生活中大家常用的有三種：0.1Hz超低頻試驗(yàn)，變頻諧振試驗(yàn)和振蕩波試驗(yàn)。0.1Hz超低頻耐壓試驗(yàn)是一種新的方法，有不易損壞，試驗(yàn)設(shè)備體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，而為了達(dá)到這些優(yōu)點(diǎn)會(huì)對(duì)試驗(yàn)電源要求是交流而且是低頻率的。國(guó)內(nèi)外的研究表明，試驗(yàn)的時(shí)候?qū)?0Hz工頻電壓替代了0.1Hz超低頻電壓，這兩種試驗(yàn)電壓具有較好的等效性，而且電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的50Hz電壓頻率與試驗(yàn)用的0.1Hz超低頻試驗(yàn)電壓相差很大，所以采用0.1Hz超低頻試驗(yàn)電壓在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的時(shí)候可以有效的抑制干擾【4】。0.1Hz超低頻試驗(yàn)在直流耐壓試驗(yàn)中由于在直流電壓的作用下，空間電荷效應(yīng)較為嚴(yán)重，而且已經(jīng)對(duì)交聯(lián)聚乙烯電纜的介電強(qiáng)度和壽命引起傷害，所以已經(jīng)不適用于交聯(lián)聚乙烯電纜。交流試驗(yàn)雖然有效，不過(guò)因?yàn)樵O(shè)備的體積大、質(zhì)量重，而且試驗(yàn)時(shí)電纜的無(wú)功損耗較大功率，傳統(tǒng)超低頻技術(shù)又不適合電纜，故需要研究新的電纜檢測(cè)方法。0.1Hz耐壓試驗(yàn)裝置的容量在理論上是工頻（50Hz）的1/500，耐壓效果與工頻試驗(yàn)是等效的，在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，為提高電纜供電的可靠性，廣泛的采用了0.1Hz超低頻耐壓試驗(yàn)技術(shù)。1990年奧地利學(xué)者Kruger第一次提出了橡塑電力電纜經(jīng)過(guò)了直流耐壓試驗(yàn)后存在累計(jì)破壞效應(yīng)，他提出用0.1Hz超低頻耐壓試驗(yàn)的替代理論，建議停止直流耐壓試驗(yàn)。1995年德國(guó)制定了VDEDIN0276Part1001《中壓橡塑電纜交接試驗(yàn)工頻交流耐壓和0.1Hz耐壓試驗(yàn)電壓標(biāo)準(zhǔn)》；1996年美國(guó)電力研究所（EPRI）發(fā)布了《中壓電力電纜0.1Hz超低頻現(xiàn)場(chǎng)試行導(dǎo)則》；2004年我國(guó)頒布了電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《超低頻高壓發(fā)生器通用技術(shù)條件DL/T849.4—2004》，為推廣超低頻技術(shù)起到了關(guān)鍵作用，明確而且規(guī)范了超低頻試驗(yàn)的一些標(biāo)準(zhǔn)【5】。變頻諧振試驗(yàn)用的設(shè)備是諧振式電流濾波電路，通過(guò)改變激勵(lì)電源的頻率是串聯(lián)回路達(dá)到諧振狀態(tài)，而且可以大幅度的減少試驗(yàn)電源的容量。諧振試驗(yàn)?zāi)軌蚋纳齐娫措娫串a(chǎn)生的波形畸變，可以得到很好的正弦的電壓波形，還可以有效抑制諧波的波峰對(duì)被試品的損害。在高壓電纜運(yùn)行的試驗(yàn)表明了現(xiàn)場(chǎng)采用直流耐壓試驗(yàn)不能有效地檢驗(yàn)出有缺陷的電纜和附件，在各國(guó)電纜試驗(yàn)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)通過(guò)直流耐壓試驗(yàn)的XLPE絕緣電纜還有附件在投入運(yùn)行后擊穿事故時(shí)有發(fā)生【6】。隨著城市電網(wǎng)的電纜化改造和組合設(shè)備（GIS）在電網(wǎng)中的應(yīng)用，許多大電容的設(shè)備要進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)和交接試驗(yàn)。早起的試驗(yàn)方法和設(shè)備在容量還有技術(shù)上達(dá)不到現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的要求，所以找到適合現(xiàn)場(chǎng)的試驗(yàn)電源完成試驗(yàn)是非常重要的。上世紀(jì)80年代至90年代中期，加拿大、德國(guó)、美國(guó)等先進(jìn)國(guó)家制定了相應(yīng)的交流耐壓試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)并進(jìn)行了推廣和應(yīng)用，90年代末開(kāi)始，我國(guó)廣東、北京等地出臺(tái)了對(duì)XLPE電纜做交流試驗(yàn)的暫行規(guī)定，隨著國(guó)標(biāo)GB50150—2006《電氣安置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》以及DL/T849.6—2004《電力設(shè)備專用測(cè)試儀器通用技術(shù)條件》的頒布實(shí)施，結(jié)合各省各地制定的試驗(yàn)規(guī)程，對(duì)XLPE電纜進(jìn)行了交流耐壓試驗(yàn)已經(jīng)達(dá)成了共識(shí)【7】。相對(duì)于比較傳統(tǒng)的調(diào)感式諧振和工頻試驗(yàn)的方法，變頻諧振技術(shù)在XLPE電纜試驗(yàn)中的應(yīng)用才剛剛開(kāi)始起步，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展，變頻諧振系統(tǒng)在電力系統(tǒng)高壓試驗(yàn)中會(huì)越來(lái)越重要，同時(shí)也會(huì)給國(guó)家、企業(yè)等帶來(lái)經(jīng)濟(jì)利益和社會(huì)效益，通過(guò)借鑒國(guó)內(nèi)外專家們的統(tǒng)一認(rèn)識(shí)和成功的經(jīng)驗(yàn)，我們應(yīng)該堅(jiān)信它的應(yīng)用前景是十分廣闊的。振蕩波試驗(yàn)是利用電纜等值電容與電感線圈的串聯(lián)諧振原理，使震蕩電壓在多次極性變換過(guò)程中電纜缺陷的地方激發(fā)出局部放電信號(hào)，通過(guò)高頻耦合器測(cè)量出的信號(hào)來(lái)達(dá)到檢測(cè)目的。不過(guò)耐壓試驗(yàn)仍然存在幾個(gè)問(wèn)題：一是需要持續(xù)施加高于運(yùn)行電壓數(shù)倍的電壓，可能對(duì)電纜造成損傷而陷入新的缺陷；二是耐壓結(jié)果只有通過(guò)和擊穿兩種，有些缺陷不容易被發(fā)現(xiàn)，也不利于對(duì)缺陷和絕緣狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估；三是現(xiàn)有的耐壓設(shè)備試驗(yàn)過(guò)程可視化不夠成熟，無(wú)法將局部放電和它的發(fā)生位置聯(lián)系起來(lái)【8】。振蕩波測(cè)試系統(tǒng)（OscillatingWaveTestSystem,OWTS）是近年國(guó)內(nèi)外應(yīng)用效果比較好的一種用于XLPE電力電纜的測(cè)試技術(shù)。研究表明，震蕩波電壓與交流電壓具有良好的等效性，而且與交流電壓、超低頻電壓相比，作用時(shí)間短、操作方便，而且還可以發(fā)現(xiàn)XLPE電力電纜中的各種缺陷，尤其是電纜的制造的質(zhì)量缺陷和施工質(zhì)量缺陷【9】，不會(huì)對(duì)電纜造成損傷，而且系統(tǒng)輕便、靈活，易于實(shí)現(xiàn)，很適用于電纜現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。振蕩試驗(yàn)時(shí)近幾年國(guó)內(nèi)外供電單位嘗試使用并替代交流耐壓方法的一種新興的試驗(yàn)技術(shù)。Oscillatingwaveformtechnology(OWT)出現(xiàn)至今約二十年的時(shí)間。具體來(lái)說(shuō)，上世紀(jì)九十年代初至九十年代末期為實(shí)驗(yàn)室摸索階段，2000年至2007年之間為通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試點(diǎn)而不斷完善的時(shí)期。近幾年，美國(guó)、荷蘭、日本、新加坡以及中國(guó)北京、濟(jì)南、上海等地的電力部門(mén)也因?yàn)榭焖訇P(guān)斷開(kāi)關(guān)等技術(shù)得到了解決而開(kāi)始引用這種方法，也先后證明了這種震蕩波的試驗(yàn)方法在檢測(cè)電力電纜，尤其是在中壓電纜系統(tǒng)的絕緣狀態(tài)的有效性【10】。振蕩試驗(yàn)時(shí)近幾年國(guó)內(nèi)外供電單位嘗試使用并替代交流耐壓方法的一種新興的試驗(yàn)技術(shù)。Oscillatingwaveformtechnology(OWT)出現(xiàn)至今約二十年的時(shí)間。具體來(lái)說(shuō)，上世紀(jì)九十年代初至九十年代末期為實(shí)驗(yàn)室摸索階段，2000年至2007年之間為通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試點(diǎn)而不斷完善的時(shí)期。近幾年，美國(guó)、荷蘭、日本、新加坡以及中國(guó)北京、濟(jì)南、上海等地的電力部門(mén)也因?yàn)榭焖訇P(guān)斷開(kāi)關(guān)等技術(shù)得到了解決而開(kāi)始引用這種方法，也先后證明了這種振蕩波的試驗(yàn)方法在檢測(cè)電力電纜，尤其是在中壓電纜系統(tǒng)的絕緣狀態(tài)的有效性【11】。1.3本論文的主要工作本論文針對(duì)電纜現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試技術(shù)，對(duì)電纜現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的幾種方法進(jìn)行了簡(jiǎn)述，敘述了0.1Hz超低頻耐壓試驗(yàn)、變頻諧振試驗(yàn)和振蕩波電壓試驗(yàn)的原理、產(chǎn)生方法及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)等。0.1Hz超低頻耐壓試驗(yàn)概述1990年奧地利學(xué)者Kruger首次提出橡塑電力電纜經(jīng)過(guò)直流耐壓試驗(yàn)只有還存在累計(jì)破壞效應(yīng)，提出了建議停止直流耐壓試驗(yàn)。直流耐壓試驗(yàn)在XLPE絕緣電纜中存在缺點(diǎn)：（1）電纜絕緣材料在直流電壓和交流電壓下的場(chǎng)強(qiáng)的分布是不同的，直流電壓下場(chǎng)強(qiáng)分布是取決于材料的體積電阻率，而交流電壓下的場(chǎng)強(qiáng)分布是取決于介質(zhì)的介電常數(shù)，直流耐壓試驗(yàn)不能很好的發(fā)現(xiàn)交流電壓下產(chǎn)生的缺陷；（2）直流耐壓試驗(yàn)在XLPE材料上產(chǎn)生“累積效應(yīng)”，在絕緣材料內(nèi)產(chǎn)生的單極性殘余電荷要很長(zhǎng)時(shí)間才能釋放直流偏壓。電纜在直流的殘余電荷還沒(méi)有完全釋放之前投入運(yùn)行，該電流偏壓便疊加在工頻電壓峰值上，可能導(dǎo)致絕緣擊穿；（3）直流耐壓試驗(yàn)易形成震蕩，對(duì)電纜絕緣有所損害；（4）直流電壓下容易發(fā)展水樹(shù)，XLPE電纜在直流電壓下水樹(shù)會(huì)迅速生成電樹(shù)，加速絕緣老化，導(dǎo)致運(yùn)行后在工頻電壓的情況下發(fā)生擊穿【12】，容易破壞絕緣電纜壽命，盡管直流耐壓設(shè)備重量輕等特點(diǎn)，仍提出用0.1Hz超低頻耐壓試驗(yàn)作為替代理論，而提出建議停止直流耐壓試驗(yàn)。由于直流耐壓試驗(yàn)有上述缺點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外都在積極地尋求替代試驗(yàn)方法。1989年德國(guó)柏林工業(yè)大學(xué)以及柏林Bewag公司、奧爾登堡EWE公司、多特蒙德VEW公司等大電力公司的電纜專家在一項(xiàng)課題研究中，比較了直流電壓、超低頻0.1Hz正弦電壓、超低頻0.1Hz余弦方波電壓、振蕩電壓(約1～12kHz)、50Hz諧振電壓，認(rèn)為超低頻電壓最適用于中壓XLPE電纜現(xiàn)場(chǎng)耐壓試驗(yàn)。在眾多試驗(yàn)方法之中，諧振試驗(yàn)、振蕩試驗(yàn)一般適用于高壓電纜試驗(yàn)，而超低頻0.1Hz試驗(yàn)是目前中壓XLPE絕緣電纜試驗(yàn)的主要方法。產(chǎn)生方法0.1Hz超低頻耐壓試驗(yàn)是鑒定交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜絕緣強(qiáng)度的最直接的方法，也可以作為判斷停運(yùn)后的交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜能否繼續(xù)投運(yùn)的重要的參考依據(jù)。0.1Hz超低頻交流電壓作為實(shí)驗(yàn)電源具有很多優(yōu)點(diǎn)：對(duì)絕緣的作用與50Hz交流電壓有很好的等效性，能降低對(duì)試驗(yàn)設(shè)備容量的要求，從理論上來(lái)講，可以使它的容量減少到50Hz的1/500，近些年來(lái)這種超低頻試驗(yàn)方法在額定電壓為10～35kV的電纜試驗(yàn)中應(yīng)用較廣，同時(shí)也取得了比較滿意的效果，是一種理想的試驗(yàn)方法。通常我們指的0.1Hz電壓多是正弦波，采用正弦波的優(yōu)點(diǎn)是波形變化光滑，在這種電壓下容易得到測(cè)量絕緣的局部放電和介質(zhì)損耗角正切，缺點(diǎn)是對(duì)于一些特定的缺陷，擊穿電壓與50Hz的一致性差【13】。2.2.1試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)在1996年12月發(fā)布了DIN—VDE0276—620新標(biāo)準(zhǔn)，在1997年5月發(fā)布了DIN—VDE0276—621的新標(biāo)準(zhǔn)。其中DIN—VDE0276—620適用于運(yùn)行電壓U0/U為3.6/6kV的擠塑絕緣電力電纜，而且規(guī)定對(duì)聚乙烯絕緣電纜的大小和試驗(yàn)要求。DIN—VDE0276—621適用于中壓油浸紙絕緣電力電纜。這兩個(gè)規(guī)程的評(píng)估結(jié)果是0.1Hz超低頻交流電壓試驗(yàn)可以可靠地使用到兩種型式的電纜上去【14】。試驗(yàn)電壓為3U0，試驗(yàn)的持續(xù)時(shí)間根據(jù)所用的不同材料而變化，而試驗(yàn)成功的判斷標(biāo)準(zhǔn)是沒(méi)有閃絡(luò)的。根據(jù)中國(guó)“高壓電纜選用導(dǎo)則”，電網(wǎng)單相接地故障持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)于1min時(shí)應(yīng)選用第二類電纜，否則可以選用第一類電纜。單相接地故障的持續(xù)時(shí)間是由電網(wǎng)系統(tǒng)大部分采用中性點(diǎn)不接地的方式?jīng)Q定，在中國(guó)6～63kV電網(wǎng)系統(tǒng)大部分采用中性點(diǎn)不接地的方式，允許運(yùn)行在單相接地的情況下，所以此時(shí)電纜應(yīng)選用第二類電纜。有人認(rèn)為將電纜絕緣的等級(jí)中U0視作試驗(yàn)電壓中的U0,更可靠一些，而實(shí)際上德國(guó)的中壓電網(wǎng)系統(tǒng)中大部分是采用的中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地，這種情況與中性點(diǎn)不接地的情況不一樣，都屬于非有效接地，所以在單相接地繼續(xù)運(yùn)行的時(shí)候，非故障相對(duì)地電壓也可高達(dá)線間電壓的105%，所以選用的電纜相當(dāng)于中國(guó)的第二類電纜，只是德國(guó)隊(duì)中性點(diǎn)直接接地的情況下也是選用同樣的電纜。從以上分析可以看出中國(guó)和德國(guó)的電力電纜運(yùn)行的條件是相同的，如此看來(lái)德國(guó)的耐壓試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)該可以適用于中國(guó)。故將電纜絕緣等級(jí)的U0作為耐壓試驗(yàn)電壓的U0是不正確的【15】。0.1Hz超低頻耐壓試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)在各個(gè)國(guó)家和地區(qū)都有所不同，在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施過(guò)程中仍存在一些需要特殊處理的問(wèn)題，只有通過(guò)長(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn)的積累和研究，才能得出適合我國(guó)國(guó)情的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和試驗(yàn)方法。超低頻（VLF）法用于發(fā)電機(jī)絕緣試驗(yàn)已經(jīng)有30年的歷史，近年來(lái)才用于電纜試驗(yàn)。研究人員對(duì)一些老化程度不同的XLPE進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)0.1Hz下?lián)舸﹫?chǎng)強(qiáng)與工頻擊穿場(chǎng)強(qiáng)之比為0.9～1.1，而直流擊穿場(chǎng)強(qiáng)與工頻擊穿場(chǎng)強(qiáng)之比則是3～4.2。這說(shuō)明了VLF法具有較好的等價(jià)性，明顯優(yōu)于直流耐壓試驗(yàn)。采用0.1Hz時(shí)，電源容量?jī)H為50Hz試驗(yàn)電源的1/500，所以試驗(yàn)設(shè)備的體積、重量與直流試驗(yàn)設(shè)備相仿。2.2.2試驗(yàn)電壓和時(shí)間的確定試驗(yàn)電壓的確定是進(jìn)行0.1Hz超低頻交流耐壓試驗(yàn)的關(guān)鍵，只有施加合理的試驗(yàn)電壓和試驗(yàn)時(shí)間，才能正確地判斷高壓電氣設(shè)備的絕緣情況，得到正確的結(jié)論。對(duì)于電力電纜的0.1Hz超低頻耐壓試驗(yàn)，各個(gè)國(guó)家和地區(qū)采用不同的標(biāo)準(zhǔn)。（1）德國(guó)是倡導(dǎo)和使用超低頻技術(shù)最早的國(guó)家之一，德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)：《VDEDIN0276Part1001(May1995)中壓電纜交接試驗(yàn)工頻交流耐壓和0.1Hz耐壓試驗(yàn)電壓標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：0.1Hz超低頻耐壓試驗(yàn)所加試驗(yàn)電壓為電纜額定相電壓（U0）的3倍（工頻為2倍），試驗(yàn)時(shí)間是60min。（2）美國(guó)電力研究所（EPRI）1996年發(fā)布《中壓電力電纜0.1Hz現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)試行導(dǎo)則》（EPRIRP3392—01/CEA200—D—780A）（試驗(yàn)電壓標(biāo)準(zhǔn)）。（3）國(guó)內(nèi)部分地區(qū)（3～35kV電纜）超低頻試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)（2002～2003年制定）【16】。根據(jù)國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)的分析可以見(jiàn)得，各個(gè)國(guó)家和地區(qū)，超低頻試驗(yàn)電壓和耐壓試驗(yàn)電壓和耐壓時(shí)間有一定的差異。德國(guó)多特蒙德電業(yè)公司關(guān)于0.1Hz超低頻耐壓試驗(yàn)技術(shù)10年的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)報(bào)告給出如表所示的一組數(shù)據(jù)，有很大的參考意義。表2-11987—1998共計(jì)3237次耐壓試驗(yàn)，在對(duì)電纜耐壓試驗(yàn)過(guò)程中擊穿點(diǎn)（百分?jǐn)?shù)）與耐壓時(shí)間的分布表?yè)舸┌l(fā)生/%596511613耐壓試驗(yàn)時(shí)間/min0~1010~2020~3030~4040~5050~60從這一統(tǒng)計(jì)資料表明，若耐壓時(shí)間縮短為30min，就會(huì)有30%的潛在故障不能在耐壓試驗(yàn)中被發(fā)現(xiàn)，從而降低了電纜重新投入運(yùn)行后的供電可靠性。故試驗(yàn)電壓取3U0，交接試驗(yàn)?zāi)蛪簳r(shí)間取60min，預(yù)防性試驗(yàn)15min，根據(jù)電纜的使用的具體情況預(yù)防性試驗(yàn)的時(shí)間可以適當(dāng)延長(zhǎng)。在《XLPE絕緣電纜超低頻（VLF）0.1Hz耐壓試驗(yàn)》中可知，通過(guò)對(duì)試驗(yàn)老化的XLPE絕緣電纜超低頻0.1Hz耐壓試驗(yàn)的研究，推薦試驗(yàn)電壓和試驗(yàn)時(shí)間如下表【17】表2-20.1Hz試驗(yàn)電壓和試驗(yàn)時(shí)間推薦表系統(tǒng)電壓（kV）安裝后試驗(yàn)（kV)驗(yàn)收試驗(yàn)（kV）維護(hù)試驗(yàn)（kV)證明試驗(yàn)（kV）512141010152528222225384433333555624747注：試驗(yàn)時(shí)間：15分鐘目前國(guó)內(nèi)0.1Hz交流試驗(yàn)的測(cè)試還沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，在《電力設(shè)備交換預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》（DL/T596—1996）只規(guī)定了直流耐壓試驗(yàn)的方法，我國(guó)現(xiàn)行中壓35kVXLPE絕緣電纜的0.1Hz試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)參照《電力設(shè)備交接預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》執(zhí)行的：新設(shè)電纜交接試驗(yàn)：3U060min預(yù)防性試驗(yàn)：2.1U05min2.2.3原理（一）0.1Hz超低頻（VLF）耐壓試驗(yàn)原理超低頻0.1Hz試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)原理是產(chǎn)生像正弦波那樣的超低頻波形。用超低頻以低充電電流，相對(duì)長(zhǎng)時(shí)間的對(duì)試品充電直至高壓。超低頻正弦波避免了其他波形可能產(chǎn)生的高頻諧波，而這個(gè)高頻諧波會(huì)對(duì)試品產(chǎn)生駐波或者有害的電壓突變。實(shí)踐證明：使用超低頻高壓的固體絕緣的擊穿電壓與使用工頻得到的電壓值是相當(dāng)?shù)摹D2-1超低頻耐壓試驗(yàn)原理圖（二）0.1Hz超低頻（VLP）耐壓試驗(yàn)原理0.1Hz超低頻余弦方波技術(shù)兼有直流和交流二者的優(yōu)點(diǎn)，但避免了二者的缺點(diǎn)。此項(xiàng)試驗(yàn)主要以5s的時(shí)間間隔定期變換極性，從而得到0.1Hz的頻率作為基礎(chǔ)。通過(guò)一個(gè)能動(dòng)的旋轉(zhuǎn)整流器，一個(gè)扼流線圈（電感）和一個(gè)由0.5的系統(tǒng)電容器和電纜本身的電容組成的電容器，產(chǎn)生了從一個(gè)極到另一個(gè)極的轉(zhuǎn)換【18】。這個(gè)裝置基本上是一個(gè)大功率的諧振回路。在接上電纜后，儲(chǔ)存在電纜電容內(nèi)的能量就通過(guò)整流器轉(zhuǎn)移到扼流線圈，電纜首先放電其能量以磁場(chǎng)形式儲(chǔ)存在扼流線圈內(nèi)，當(dāng)達(dá)到零時(shí)，扼流線圈釋放其能量，并以反過(guò)來(lái)的極性將電壓加回到電纜中去。結(jié)果，電纜就以相反地極性充電，而通過(guò)諧振回路的這個(gè)轉(zhuǎn)換產(chǎn)生了一個(gè)光滑的余弦電壓波形，寬度為2～6ms，其變化相似于50Hz的正弦波（換向前緣波寬為10ms）。此外，國(guó)內(nèi)哈爾濱理工大學(xué)與哈爾濱電業(yè)局合作研制的0.1Hz超低頻試驗(yàn)系統(tǒng)，并在哈爾濱電業(yè)局10kV級(jí)電力電纜中應(yīng)用。這套0.1Hz超低頻試驗(yàn)系統(tǒng)主要包括0.1Hz超低頻高壓發(fā)生器及其電壓測(cè)量系統(tǒng)。其原理如圖2—2所示。圖2—2調(diào)頻方式0.1Hz超低頻高壓發(fā)生器原理電路超低頻正弦波高壓發(fā)生器目前比較先進(jìn)的技術(shù)是用超低頻信號(hào)對(duì)高頻信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，然后利用變壓器升壓，再解調(diào)得到高壓超低頻正弦波形。本文介紹的超低頻發(fā)生器為脈沖頻率調(diào)制式超低頻高壓發(fā)生器，工作原理見(jiàn)圖2—2【19】。首先，0.1Hz基準(zhǔn)正弦波電壓和從試品電容獲得的反饋電壓進(jìn)行比較，再利用比較結(jié)果對(duì)兩個(gè)脈沖寬度恒定的電壓進(jìn)行頻率調(diào)制，然后由兩個(gè)直流高壓發(fā)生器升壓，最后由電阻電容電路進(jìn)行解調(diào)，可以在試品電容上得到良好的0.1Hz超低頻正弦波電壓，電壓波形與基準(zhǔn)波相同。有了0.1Hz超低頻高壓發(fā)生器，再采用數(shù)字測(cè)量技術(shù)對(duì)試驗(yàn)電壓進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)用液晶顯示器顯示試驗(yàn)電壓波形。便組成了超低頻耐壓試驗(yàn)系統(tǒng)，可對(duì)XLPE電纜進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。2.2.4試驗(yàn)過(guò)程（1）將于試品相連的電氣設(shè)備全部脫離試品電纜，將試驗(yàn)設(shè)備（超低頻高壓發(fā)生器等）采用裸銅線可靠接地。（2）10kV兆歐表對(duì)試品電纜各相分別進(jìn)行絕緣電阻試驗(yàn)，記錄試驗(yàn)值。（3）試品電纜的電容值在試驗(yàn)設(shè)備負(fù)載電容能力范圍內(nèi)時(shí)，可將試品電纜三相線芯并聯(lián)后，同時(shí)進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。（4）用柔性連接電纜將試驗(yàn)設(shè)備與試品電纜相連接，合上電源，開(kāi)始升壓進(jìn)行試驗(yàn)。升壓過(guò)程應(yīng)密切監(jiān)視高壓回路，監(jiān)聽(tīng)試品電纜是否有異常響聲。升至試驗(yàn)電壓時(shí)，即開(kāi)始記錄試驗(yàn)時(shí)間并讀取試驗(yàn)電壓值。（5）試驗(yàn)時(shí)間到了以后，先將電壓降到零位，然后切斷電源。試驗(yàn)中若無(wú)破壞性放電發(fā)生，則認(rèn)為通過(guò)耐壓試驗(yàn)。（6）在升壓和耐壓試驗(yàn)中，如果發(fā)現(xiàn)電壓表指針擺度大事，電流表指示急劇增加，調(diào)壓器繼續(xù)升壓，但是電壓基本不變甚至呈下降趨勢(shì)，而電流增加速度較大，試品電纜發(fā)出異味，煙霧或異常響聲或閃絡(luò)等現(xiàn)象，應(yīng)立即停止升壓，降壓停電后查明原因。這些現(xiàn)象如果查明是試品電纜絕緣部分薄弱引起的，則認(rèn)為耐壓試驗(yàn)不合格。如果確定是試品電纜由于空氣濕度或表面臟污等原因所致，應(yīng)將試品電纜清潔干燥處理之后，再進(jìn)行試驗(yàn)【4】。0.1Hz試驗(yàn)的應(yīng)用情況0.1Hz試驗(yàn)的特點(diǎn)0.1Hz超低頻交流電壓作為高壓試驗(yàn)電源具有許多優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)較直流試驗(yàn)也具有優(yōu)點(diǎn)：（1）超低頻0.1Hz試驗(yàn)電壓既有直流特性又有交流特點(diǎn)，0.1Hz耐壓試驗(yàn)對(duì)老化XLPE絕緣電纜的影響，比直流耐壓試驗(yàn)小，同時(shí)，0.1Hz超低頻耐壓試驗(yàn)與直流電壓相比對(duì)絕緣的作用有較好的等效性。（2）對(duì)于實(shí)驗(yàn)室老化的XLPE絕緣電纜，0.1Hz擊穿電壓近似等于工頻擊穿電壓，直流擊穿電壓明顯高出交流擊穿電壓很多。（3）對(duì)于試驗(yàn)變壓器而言，能降低試驗(yàn)設(shè)備的容量，從理論上講可使其容量減少為50Hz交流容量的1/500。（4）超低頻0.1Hz試驗(yàn)設(shè)備所需要的輸出功率，由于試驗(yàn)頻率較低，明顯小于工頻試驗(yàn)設(shè)備，其設(shè)備容量、重量都與直流設(shè)備相當(dāng)，較適合于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試【20】。（5）0.1Hz超低頻耐壓試驗(yàn)設(shè)備可以試驗(yàn)較長(zhǎng)的電纜（電容較大），最大可以達(dá)到50微法的VLF實(shí)驗(yàn)設(shè)備，是國(guó)外同類產(chǎn)品的十倍。（6）0.1Hz超低頻耐壓試驗(yàn)設(shè)備具有電容測(cè)試電路，可以測(cè)量被測(cè)電纜的電容，并預(yù)計(jì)電纜的長(zhǎng)度。（7）除了能對(duì)電纜做0.1Hz耐壓試驗(yàn)以外，還可以對(duì)電纜進(jìn)行介質(zhì)損耗測(cè)量，從而掌握電纜整體的絕緣狀況。（8）0.1Hz超低頻耐壓試驗(yàn)可用于局部放電測(cè)量時(shí)可以抑制50Hz的交流干擾。0.1Hz試驗(yàn)的發(fā)展情況早在70年代美國(guó)高電壓公司就致力于超低頻電纜檢測(cè)方法的研究。他們采用了新的方法，生產(chǎn)的電纜檢測(cè)設(shè)備能夠產(chǎn)生真正的高壓正弦波，且設(shè)備質(zhì)量輕，成本則與直流測(cè)試系統(tǒng)接近，同時(shí)實(shí)踐也證實(shí)了，使用超低頻高壓的固體絕緣電纜的擊穿電壓與使用交流工頻所得到的電壓值是相當(dāng)?shù)?。基?.1Hz超低頻試驗(yàn)的優(yōu)缺點(diǎn)分析，我國(guó)從1975年就開(kāi)始將0.1Hz超低頻用于發(fā)電機(jī)的耐壓試驗(yàn)。目前，國(guó)內(nèi)外研究將0.1Hz超低頻電壓作為測(cè)量介質(zhì)損耗因數(shù)tan的試驗(yàn)電源。0.1Hz超低頻試驗(yàn)項(xiàng)目根據(jù)電壓波形的不同而有所區(qū)別，0.1Hz超低頻電壓波形基本上有3種：正弦波、三角波和余弦方波。曾經(jīng)進(jìn)行過(guò)的0.1Hz超低頻試驗(yàn)的項(xiàng)目主要有耐壓試驗(yàn)、局放試驗(yàn)和介質(zhì)損耗試驗(yàn)【21】。當(dāng)然，并不是在所有3種電壓下都可以進(jìn)行上面的3種試驗(yàn)。理論上講，局部放電試驗(yàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)耐壓試驗(yàn)也是適用的，但是，由于干擾的復(fù)雜性和去除干擾的技術(shù)難度等原因，0.1Hz超低頻現(xiàn)場(chǎng)耐壓試驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)際上很少包括局部放電試驗(yàn)，0.1Hz超低頻耐壓試驗(yàn)的主要試驗(yàn)項(xiàng)目只有耐壓試驗(yàn)和介質(zhì)損耗試驗(yàn)，而以耐壓試驗(yàn)最為普遍【22】。國(guó)內(nèi)外也都在致力于0.1Hz超低頻試驗(yàn)裝置的研究。0.1Hz超低頻耐壓試驗(yàn)技術(shù)已經(jīng)在世界許多國(guó)家的電力系統(tǒng)及企業(yè)得到普遍應(yīng)用，如：美國(guó)電子與電氣工程師協(xié)會(huì)的IEEE標(biāo)準(zhǔn)、德國(guó)電工委員會(huì)制定的交聯(lián)聚乙烯電纜的0.1Hz超低頻耐壓試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，尤其是美國(guó)高電壓公司針對(duì)中國(guó)市場(chǎng)最新推出的一款90kV交流高壓試驗(yàn)設(shè)備，填補(bǔ)了我國(guó)對(duì)35kV電纜沒(méi)有合適耐壓試驗(yàn)設(shè)備的空白。在我國(guó)本鋼、凌鋼等率先應(yīng)用的40kV耐壓測(cè)試設(shè)備特點(diǎn)突出、運(yùn)行穩(wěn)定，收到許多業(yè)內(nèi)人士的好評(píng)。由此可見(jiàn)，利用0.1Hz超低頻交流電壓作高壓試驗(yàn)電源是一項(xiàng)很有前途的預(yù)防試驗(yàn)技術(shù)。本章小結(jié)本章對(duì)0.1Hz超低頻耐壓試驗(yàn)做出了介紹，包括試驗(yàn)的技術(shù)要求、試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)特征，試驗(yàn)的產(chǎn)生方法、優(yōu)缺點(diǎn)、原理及發(fā)展等。0.1Hz超低頻耐壓試驗(yàn)?zāi)壳笆侵袎篨LPE絕緣電纜試驗(yàn)的主要方法，在國(guó)外已被廣泛應(yīng)用在中壓XLPE絕緣電纜試驗(yàn)中。0.1Hz超低頻耐壓試驗(yàn)經(jīng)過(guò)多年的研究、發(fā)展和應(yīng)用的檢驗(yàn)，已經(jīng)成為了比較完善的一項(xiàng)耐壓試驗(yàn)技術(shù)。0.1Hz超低頻耐壓試驗(yàn)具有可以降低設(shè)備容量，抑制局部放電測(cè)量干擾，設(shè)備體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，是能夠較好解決中低壓交聯(lián)絕緣預(yù)防性試驗(yàn)問(wèn)題，代替交聯(lián)電纜直流耐壓試驗(yàn)的有效手段。同時(shí)0.1Hz具有交流特性，能夠有效避免直流耐壓試驗(yàn)在絕緣層內(nèi)形成累積效應(yīng)，更適合電纜的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)要求，符合電纜現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的發(fā)展。變頻諧振試驗(yàn)概述按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求，在做變壓器、斷路器、互感器交接試驗(yàn)時(shí)要進(jìn)行工頻交流耐壓試驗(yàn)。變頻諧振試驗(yàn)主要是用于對(duì)呈電容性的負(fù)荷的大容量電力設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)交流耐壓試驗(yàn)，比如中低壓、高壓、超高壓的交聯(lián)聚乙烯（XLPE）電纜，全封閉組合電器（GIS）、發(fā)電機(jī)定子、大型變壓器和電力電容器等【23】。70年代末，國(guó)外電力部門(mén)發(fā)現(xiàn)了直流耐壓試驗(yàn)對(duì)橡塑絕緣是無(wú)效的而且是具有危害性的，所以，目前，國(guó)內(nèi)已經(jīng)不推薦甚至禁用直流法做XLPE電纜的試驗(yàn)。隨著城市電網(wǎng)的電纜化改造和組合設(shè)備（GIS）在電網(wǎng)中的應(yīng)用，大量的大容量設(shè)備需要進(jìn)行交接試驗(yàn)和預(yù)防性試驗(yàn)，在早期的試驗(yàn)設(shè)備和方法在容量和技術(shù)上達(dá)不到現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的要求。所以，尋找適合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)電源來(lái)完成這些試驗(yàn)就顯得十分重要。因?yàn)樽冾l諧振試驗(yàn)的電壓頻率有時(shí)較電纜的時(shí)間工作頻率要高出很多，最高可達(dá)6倍。由電解質(zhì)的基本特性可以得知，當(dāng)頻率越高，電纜絕緣的偶極極化損耗越嚴(yán)重，則發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的可能性越大。但當(dāng)頻率升高后，XLPE電纜的兩層半導(dǎo)電層就會(huì)加劇電纜的夾層極化損耗【24】。試驗(yàn)原理變頻諧振是運(yùn)用串聯(lián)諧振的原理，通過(guò)調(diào)節(jié)變頻控制器的輸出頻率，使得回路中的電抗器電感L和試品電容C發(fā)生串聯(lián)諧振，諧振的電壓即為試品上所加的電壓。變頻諧振被廣泛應(yīng)用于電力、冶金、石油和化工等行業(yè)。適用于大容量、高電壓的電容性試品，如發(fā)電機(jī)、電力變壓器、GIS和高壓交聯(lián)動(dòng)力電纜、互感器、套管等交接試驗(yàn)和預(yù)防性試驗(yàn)。試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)10kV電纜進(jìn)行交接試驗(yàn)是，交流耐壓值為2U0下耐壓時(shí)間為5min，允許頻率為30～300Hz【25】。變頻諧振試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)由于設(shè)備的容量和體積等問(wèn)題，目前國(guó)家還沒(méi)有高壓電力電纜現(xiàn)場(chǎng)交流耐壓試驗(yàn)的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。CIGRI國(guó)際大電網(wǎng)工作會(huì)議21工作組的《高壓擠包絕緣電纜竣工驗(yàn)收試驗(yàn)建議導(dǎo)則》中對(duì)目前采用的直流耐壓試驗(yàn)的方法提出了疑議，并推薦使用工頻及近似工頻（30～300Hz）的交流試驗(yàn)方法。IEC60840標(biāo)準(zhǔn)中在45—150kV電纜敷設(shè)后的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中絕緣電力電纜線路交接預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)定（試行）》，穩(wěn)重對(duì)橡塑絕緣電纜不再使用直流耐壓試驗(yàn)，而取而代之的以交流乃以試驗(yàn)（包括35kV以下適用的0.1Hz超低頻耐壓試驗(yàn)）并提出了試驗(yàn)電壓和時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)【26】。理論基礎(chǔ)圖3-1變頻諧振原理圖諧振的定義：電路輸入端電壓u與電流同相，成為諧振。通常諧振分為串聯(lián)諧振（電壓諧振）和并聯(lián)諧振（電流諧振）。諧振頻率(1)諧振角頻率試驗(yàn)電流由其中I為試驗(yàn)電流V為試驗(yàn)電壓試驗(yàn)無(wú)功功率為其中Q為試驗(yàn)的無(wú)功功率[27]變頻諧振系統(tǒng)的參數(shù)包括試驗(yàn)電壓V，最大負(fù)載容量及最大、最小頻率（～）。最大無(wú)功功率試驗(yàn)頻率隨著最小頻率的減小而降低，使系統(tǒng)的體積和重量也隨著減小。對(duì)于一個(gè)固定的試驗(yàn)電壓，降低的減小從而系統(tǒng)的體積和重量。建議適宜選擇大于等于30Hz,特殊情況下，可以選擇。另外因?yàn)榕c直接相關(guān)，所以還要考慮到最小的負(fù)載電容量。[28]在理想的狀態(tài)下，應(yīng)按照無(wú)負(fù)載連接時(shí)考慮，分壓器電容或耦合電容器的電容作為基本負(fù)載。（1）式是設(shè)計(jì)時(shí)確定分壓器和耦合電容器的標(biāo)準(zhǔn)。若使用時(shí)頻率范圍過(guò)窄，即太低，基本的負(fù)載就過(guò)大，造成了系統(tǒng)的不經(jīng)濟(jì)。而解決這一問(wèn)題的方法就是當(dāng)試品的負(fù)載電容過(guò)小時(shí)，采用相對(duì)高一些的頻率。頻率范圍的選擇也需要考慮：頻率對(duì)試品物理過(guò)程的影響變頻諧振系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和可運(yùn)輸性頻率范圍可以作以下的確定：同時(shí)還可以推出[29]從而可以得到電纜的長(zhǎng)度和的關(guān)系。的值越大，在的條件下可以測(cè)得的電纜的長(zhǎng)度就越短。電路的品質(zhì)因數(shù)：試品所獲得的容量與勵(lì)磁變壓器的輸出容量之比。其中，在串聯(lián)諧振回路可以用作試品上的電壓值與勵(lì)磁變壓器的輸出電壓之比來(lái)替代，在并聯(lián)諧振回路中可以用作試品的電流與勵(lì)磁變壓器的輸出電流之比來(lái)替代。即：諧振時(shí)的電路特點(diǎn)：（1）阻抗最?。?）電壓一定時(shí)電流最大（3）電容兩端電壓為電源電壓的倍（4）源功率由此可見(jiàn)，諧振是源的激勵(lì)功率僅是上電功率容量的，越大越好【30】。變頻諧振試驗(yàn)裝置時(shí)采用多級(jí)疊加的方式，多臺(tái)電抗器可以并聯(lián)、串聯(lián)適用，分壓器既可以用來(lái)測(cè)量試驗(yàn)電壓，也可以作為小電容量試品的補(bǔ)償電容，使得諧振頻率可以在30～300范圍內(nèi)完成多種電力設(shè)備的交流耐壓試驗(yàn)。變頻諧振試驗(yàn)裝置由變頻電源、勵(lì)磁變壓器、電抗器、分壓器以及補(bǔ)償電容器組成。變頻諧振的裝置圖如3-2[31]圖3-2變頻諧振裝置圖首先調(diào)節(jié)調(diào)頻調(diào)壓電源輸出電壓，是被試電纜電壓達(dá)到規(guī)定值。在該電壓值下保持規(guī)定的時(shí)間后，降低電壓為，完成變頻諧振耐壓試驗(yàn)的全過(guò)程。變頻諧振試驗(yàn)方法對(duì)電纜現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)行之有效的一種試驗(yàn)方法。變頻諧振的控制系統(tǒng)如圖3-3[32]圖3-3變頻諧振控制系統(tǒng)其中：（1）變頻電源：頻率在30～300，連續(xù)可調(diào)的功率源。規(guī)格有：5kVA、10kVA、20kVA、50kVA等。（2）勵(lì)磁變壓器：作用是將控制單元的輸出變成了諧振回路的輸入。其一次線圈與控制單元相連接，二次線圈取決于高壓回路的品質(zhì)因數(shù)的期望值。用于給電感、電容諧振系統(tǒng)提供能量的變壓器，特點(diǎn)是變壓器的鐵芯特性能適合比較寬頻率下的電壓響應(yīng)，與變頻源配套使用。勵(lì)磁變壓器可作電抗器內(nèi)部，也可作獨(dú)立單元。規(guī)格有：5kVA、10kVA、20kVA、50kVA等。（3）諧振電抗器：用于同試品電容進(jìn)行諧振，以獲得高電壓（或大電流）的電抗器。規(guī)格有：30H/20kV/2A，40H/40kV/3A，一般配1～3個(gè)根據(jù)需要串并組合。（4）電容分壓器：用于精確測(cè)量試品端所加電壓值。規(guī)格有：100kV、150kV等【33】。（5）電壓測(cè)量系統(tǒng)、耦合電容器和基本負(fù)載：電壓測(cè)量系統(tǒng)包括一個(gè)分壓器和一個(gè)峰值電壓表，電壓表安裝在控制柜中，電壓值在操作屏上做顯示。分壓器也可作耦合電容器和基本負(fù)載使用。變頻諧振的應(yīng)用情況變頻諧振試驗(yàn)的特點(diǎn)相較于其他幾種交流耐壓試驗(yàn)和直流耐壓試驗(yàn)而言，變頻諧振耐壓試驗(yàn)有著顯著的優(yōu)越性：（1）輸出頻率的范圍一般為30～300Hz，而基本上真實(shí)的模擬電纜的實(shí)際運(yùn)行情況（300Hz和50Hz交流電壓對(duì)XLPE電纜的效果相同），所以能夠真實(shí)的考驗(yàn)電纜及其附件的絕緣水平。（2）輸出電源的調(diào)頻、調(diào)幅采用了電子設(shè)備，整套設(shè)備沒(méi)有機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件，磁路也無(wú)需調(diào)節(jié)，便于運(yùn)輸和現(xiàn)場(chǎng)的組裝。（3）發(fā)生諧振時(shí)，電源的輸出為正弦波，波行的失真率小。（4）若試品在試驗(yàn)的過(guò)程中發(fā)生了閃絡(luò)，則因失去了諧振條件，高電壓立即消失，從而使電弧熄滅。（5）恢復(fù)電壓并不出現(xiàn)任何過(guò)沖所引起的過(guò)電壓【34】。（6）由于電源需要的功率是試驗(yàn)的無(wú)功功率的（為品質(zhì)因數(shù)，一般是70～150），以300mm2的64/110kV交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜為例（按長(zhǎng)度3公里計(jì)算），單位電容量：0.139F/km，總電容量：0.1393=0.417，傳統(tǒng)的工頻耐壓是所需的試驗(yàn)設(shè)備容量為：（1.764）21003.140.41710-6=1.55MVA。而采用變頻諧振試驗(yàn)時(shí)，理論上所需的功率是1.55/100=0.0155MVA，即15.5KVA（按照100計(jì)算），按照三相電源計(jì)算，每相電流不會(huì)超過(guò)50A。這個(gè)條件比較容易滿足。（7）由于被試電流的電流受到系統(tǒng)諧振條件的約束，因此一旦當(dāng)電纜擊穿或短路時(shí)，系統(tǒng)諧振的條件被破壞，試驗(yàn)的電壓迅速降低，短路電流很小，只有被試電流的十分之一以下。因此即使被試電纜擊穿也不會(huì)對(duì)試驗(yàn)裝置和被試品造成了危害。（8）設(shè)備的造價(jià)比較低，有成熟的產(chǎn)品可以選擇，便于實(shí)用化。由于這些優(yōu)越性，變頻諧振耐壓試驗(yàn)便成為高壓XLPE電纜特別是110kV及以上電壓等級(jí)的XLPE電纜的首選試驗(yàn)方法。變頻諧振的使用情況寶鋼從2004年起對(duì)35kV及以下電壓等級(jí)的交聯(lián)電纜進(jìn)行變頻諧振試驗(yàn)的探索，即在交聯(lián)電纜直流耐壓試驗(yàn)或預(yù)防性試驗(yàn)后有疑問(wèn)的時(shí)候，進(jìn)行變頻諧振試驗(yàn)，竣工試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)AC2U0/60min，效果比較好。寶鋼通過(guò)多年的變頻諧振試驗(yàn)，順利完成了多回路的220kV、110kV電纜的變頻諧振耐壓試驗(yàn)，電纜投運(yùn)中一直安全運(yùn)行。同時(shí)檢驗(yàn)了試驗(yàn)的設(shè)備，也積累了試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，鍛煉了試驗(yàn)人員，進(jìn)一步提高了寶鋼電纜試驗(yàn)技術(shù)【35】?，F(xiàn)場(chǎng)使用的注意事項(xiàng)1.了解XLPE電纜的電壓等級(jí)、長(zhǎng)度和截面積，查閱該規(guī)格電纜電容量（），計(jì)算總電容量。2.依據(jù)電纜規(guī)格，查閱本地區(qū)規(guī)程要求的試驗(yàn)電壓。3.按諧振在較低頻率試驗(yàn)電流小的原則，估算諧振頻率。電抗器串聯(lián)，電感量增大，耐壓值升高，適合做短電纜；反之，電抗器并聯(lián)電感量減小，耐壓不變，適合做長(zhǎng)電纜。4.按試驗(yàn)裝置所配的電抗器數(shù)量(1-3個(gè))及其電感量，估算：，，【36】。5.估算試驗(yàn)電流值，以判斷電抗器及勵(lì)磁變可否承受，如果都能滿足。則試驗(yàn)就可正常進(jìn)行。變頻諧振的發(fā)展與展望到目前為止，變頻諧振系統(tǒng)不僅局限在電纜和GIS的設(shè)備中，變頻諧振系統(tǒng)還有著很廣闊的應(yīng)用前景。相對(duì)于傳統(tǒng)的工頻和調(diào)感式諧振的試驗(yàn)方法，變頻諧振技術(shù)在XLPE電纜試驗(yàn)中的應(yīng)用才剛剛起步。例如通過(guò)補(bǔ)償電容器可得到諧振頻率控制在45—65Hz之間，就能夠?qū)ψ儔浩鬟M(jìn)行外施耐壓試驗(yàn)。由于采用了變頻諧振的方式，此時(shí)電路的Q值很高，從而可以大大減小試驗(yàn)電源的容量。這種試驗(yàn)方法對(duì)于大容量變壓器有著十分重要的意義。同樣的方法，也可以用于對(duì)互感器、套管等設(shè)備進(jìn)行耐壓試驗(yàn)【37】，借鑒國(guó)外成功的經(jīng)驗(yàn)和國(guó)內(nèi)專家們的統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，相信它的應(yīng)用前景是非常廣闊的。我們相信，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)的高速發(fā)展，變頻諧振系統(tǒng)在電力系統(tǒng)高電壓試驗(yàn)中會(huì)有著越來(lái)越重要的作用，同時(shí)也會(huì)給國(guó)家、企業(yè)等帶來(lái)良好的社會(huì)效益和可觀的經(jīng)濟(jì)利益。本章小結(jié)本章對(duì)電纜現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中的變頻諧振試驗(yàn)方法進(jìn)行了介紹，介紹了變頻諧振試驗(yàn)的裝置、參數(shù)、試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、原理、發(fā)展前景等。變頻諧振試驗(yàn)主要用于對(duì)大電容的容性電力設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)交流耐壓試驗(yàn)，以往的XLPE電纜都是采用直流電壓進(jìn)行試驗(yàn)的，而高壓XLPE電纜線路的運(yùn)由行經(jīng)驗(yàn)表明，采用直流電壓耐壓試驗(yàn)不能夠有效地檢測(cè)出XLPE電纜的缺陷，特別是有缺損的XLPE電纜的附件，由這一點(diǎn)就已經(jīng)得到了國(guó)際的共識(shí)，開(kāi)發(fā)并應(yīng)用適合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的裝置有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。交流耐壓試驗(yàn)是現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)交聯(lián)電纜的敷設(shè)和附件安裝質(zhì)量最有效的手段，試驗(yàn)所用的變頻諧振裝置符合IEC和國(guó)標(biāo)的有關(guān)要求。實(shí)際運(yùn)用中，對(duì)容性負(fù)載，采取諧振的方法進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)，不僅可以降低電源容量，減小設(shè)備體積，還可以使試驗(yàn)更安全、方便、有效。相對(duì)于傳統(tǒng)的工頻和調(diào)電感式諧振(50Hz)試驗(yàn)方法，變頻諧振技術(shù)在XLPE電纜試驗(yàn)中的應(yīng)用才剛起步，借鑒國(guó)外成功的經(jīng)驗(yàn)和國(guó)內(nèi)專家們的統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，相信它的應(yīng)用前景非常廣闊。振蕩波試驗(yàn)振蕩試驗(yàn)概述隨著我國(guó)超高壓GIS用量的不斷增長(zhǎng)和系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的積累，人們普遍認(rèn)識(shí)到GIS進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)振蕩沖擊電壓試驗(yàn)的必要性和迫切性。振蕩試驗(yàn)的方法是用直流電源給電纜充電，通過(guò)一個(gè)觸發(fā)球間隙給一組串聯(lián)電阻和電感輸入幾kHz的正弦波，從而得到一個(gè)阻尼振蕩電壓。不過(guò)這種方法用于長(zhǎng)電纜時(shí)有問(wèn)題，雖然振蕩電壓試驗(yàn)方法比直流耐壓的試驗(yàn)更有效，但效果不如工頻試驗(yàn)的效果好，在理論和實(shí)際上還是有爭(zhēng)議的，目前采用振蕩試驗(yàn)的方法不是很多。對(duì)于越來(lái)越廣泛的交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜而言，已經(jīng)不能再用傳統(tǒng)的直流電壓對(duì)它進(jìn)行試驗(yàn)了。用工頻電壓試驗(yàn)時(shí)，雖沒(méi)有直流電壓試驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題，不過(guò)由于需要很大的試驗(yàn)容量而使現(xiàn)場(chǎng)交流試驗(yàn)十分困難，而且工頻交流耐壓試驗(yàn)所選取的試驗(yàn)電壓偏低，在短時(shí)間內(nèi)難以發(fā)現(xiàn)店里的制造缺陷和施工時(shí)的缺陷。另外，并聯(lián)變頻諧振電壓試驗(yàn)盡管試驗(yàn)的容量可以用并聯(lián)諧振和無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)姆椒p小，不過(guò)體積大、價(jià)格高，很難在中低壓電纜耐壓試驗(yàn)中推廣。0.1Hz超低頻交流耐壓試驗(yàn)由于其試驗(yàn)頻率和工頻相差甚遠(yuǎn)，存在等效性的問(wèn)題，振蕩波耐壓試驗(yàn)系統(tǒng)是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外應(yīng)用效果較為良好地一種用于XLPE電力電纜的檢測(cè)技術(shù)。研究表明，振蕩波試驗(yàn)電壓與交流電壓都具有較好的等效性，且與交流電壓、超低頻電壓相比較，作用時(shí)間短、操作方便，同時(shí)還可以發(fā)現(xiàn)XLPE店里電纜試驗(yàn)中的各種缺陷，不會(huì)對(duì)電纜造成損傷，而且系統(tǒng)具有輕便、靈活、易于實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，適合做現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。目前，IEEE及部分國(guó)家已經(jīng)制定了振蕩波電壓測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行店里電纜耐壓試驗(yàn)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)【38】。參數(shù)的選擇電感參數(shù)振蕩波交流耐壓試驗(yàn)系統(tǒng)的振蕩頻率由系統(tǒng)中的電感L1和電容（，,組成）決定，即。系統(tǒng)中試品的容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于分壓器所引入的電容量。因此，在系統(tǒng)試驗(yàn)容量一定的條件下，系統(tǒng)中電感的大小直接影響到系統(tǒng)的振蕩頻率。根據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)建議的電纜耐壓試驗(yàn)中測(cè)試頻率的范圍為50Hz～1kHz，并根據(jù)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)使用的方便程度，采用左右，由此計(jì)算得。分壓器參數(shù)圖4-1分壓器原理圖圖中為分壓器高壓臂的高阻抗，為低壓臂的低阻抗。測(cè)量電壓時(shí)，大部分電壓降落在上，上僅分到一部分電壓，該低壓值乘以一個(gè)系數(shù)（稱為刻度系數(shù)）即可獲得被測(cè)的高壓值。這個(gè)系數(shù)常稱為分壓比。分壓比：（3）阻尼參數(shù)在整個(gè)振蕩電路中，的大小決定著振蕩波的衰減速度。在確定其阻值的大小之前，首先對(duì)電阻的選擇進(jìn)行理論分析：電阻在諧振回路中的作用是吸收能量，加速振蕩衰減的速度。當(dāng)電阻增大時(shí)，衰減速度加快，迅速歸零【39】。當(dāng)電阻減小時(shí)，衰減速度降低，振蕩時(shí)間延長(zhǎng)。振蕩波的原理振蕩波電壓試驗(yàn)方法的基本思路是利用電纜等值電容與電感線圈的串聯(lián)諧振原理，使振蕩電壓在多次極性變換過(guò)程中電纜缺陷處會(huì)激發(fā)出局部放電信號(hào)，通過(guò)高頻耦合器測(cè)量該信號(hào)從而達(dá)到檢測(cè)的目的。試驗(yàn)人員分別應(yīng)用交、直流電壓，VLF及振蕩波電壓（OSW）耐壓試驗(yàn)的XLPE電纜，OSW試驗(yàn)回路如圖4-1【40】，OSW源的頻率設(shè)計(jì)為5～6kHz。圖4-2OSW試驗(yàn)回路OWTS振蕩波電壓實(shí)驗(yàn)接線圖下圖4-3【41】所示，整個(gè)試驗(yàn)回路分為兩個(gè)部分：一是直流電流回路；二是電纜與電感充放電過(guò)程，即振蕩過(guò)程。這兩個(gè)回路之間通過(guò)快速關(guān)斷開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換。圖4-3振蕩波電壓法檢測(cè)系統(tǒng)示意圖4.2.1局部放電定位原理目前，國(guó)內(nèi)外大多將局放測(cè)量作為判斷XLPE電力電纜絕緣狀況的根據(jù)之一，應(yīng)用方法主要有差分法、電容傳感器法、方向耦合傳感器法、電流傳感器法等。振蕩過(guò)程中，利用行波法對(duì)局放信號(hào)進(jìn)行定位，測(cè)試一條長(zhǎng)度為的電纜，假設(shè)在局里測(cè)試端處發(fā)生局部放電，脈沖沿電纜向兩個(gè)相反方向傳播，其中一個(gè)脈沖經(jīng)過(guò)時(shí)間到達(dá)測(cè)試端；另一個(gè)脈沖向測(cè)試對(duì)端傳播，在電纜末端發(fā)生反射，之后再向測(cè)試端傳播，經(jīng)過(guò)時(shí)間到達(dá)測(cè)試端，如圖4-4【37】所示，根據(jù)兩個(gè)脈沖到達(dá)測(cè)試端的時(shí)間差，可以計(jì)算局部放電發(fā)生的位置，即：式中衛(wèi)電纜中的波速。圖4-4脈沖放射法原理示意圖脈沖反射法在10kV電纜找故障中被廣泛采用，所以這種方法很容易被操作人員掌握，在現(xiàn)場(chǎng)推廣中容易使用，準(zhǔn)確尋找入射波和放射波式提高局部放電定位準(zhǔn)確性的關(guān)鍵。一般原則是入射波幅值大于放射波，入射波上升沿更加陡而反射波脈沖更寬。振蕩波發(fā)生裝置是基于L—C諧振原理設(shè)計(jì)的，通常有2種產(chǎn)生回路，見(jiàn)圖4-5【42】v其中C1：充電電容C2：電纜等效電容L：電感線圈圖4-5振蕩波電壓測(cè)試回路原理第一種測(cè)試回路中的C1與C2并聯(lián)充電再對(duì)電感線圈放電，被測(cè)電纜上的最高電壓U與充電電壓U0相等。其電源頻率。第二種測(cè)試回路中交流高壓經(jīng)整流管D整流后充電C1，再經(jīng)過(guò)點(diǎn)火球隙對(duì)C2、L并聯(lián)回路放電，。此時(shí)，故C1應(yīng)足夠大，使電纜上電壓足夠高【43】。振蕩波試驗(yàn)的特點(diǎn)將充以直流電壓的被試電纜通過(guò)球隙對(duì)一個(gè)電抗器放電在電纜上產(chǎn)生一個(gè)幅值隨時(shí)間逐漸衰減的振蕩電壓如下圖所示用示波器來(lái)檢測(cè)故障選擇適當(dāng)?shù)念l率阻尼常數(shù)和試驗(yàn)電壓水平使它與50Hz相比能較好地檢出各種常見(jiàn)缺陷。圖4-6振蕩波耐壓試驗(yàn)電路（1）振蕩波電壓與交流電壓的絕緣試驗(yàn)等效性較好，前者作用時(shí)間短，操作方便，即使耐壓試驗(yàn)時(shí)所加電壓超過(guò)電纜的額定電壓一定的幅值，也不會(huì)再電纜中引發(fā)新的缺陷。應(yīng)用振蕩波電壓檢測(cè)電力電纜中的氣隙缺陷及施工中留下的缺陷很有效，在檢測(cè)電纜中的電樹(shù)枝時(shí)，電樹(shù)枝起始電壓與電纜擊穿電壓有一定差距。因此應(yīng)用振蕩波電壓進(jìn)行電力電纜竣工或維修后的交接試驗(yàn)是較為理想的試驗(yàn)方法。（2）振蕩波電壓與50Hz交流電壓下的局部放電定位結(jié)果一致，說(shuō)明了振蕩波電壓和交流電壓的等效性。振蕩波電壓下XLPE電纜局部放電起始電壓與振蕩波電壓頻率無(wú)關(guān)，而局放量隨振蕩波電壓頻率的降低而增加，通過(guò)合理選擇振蕩波頻率，可以檢測(cè)XLPE電纜的局放【44】。利用振蕩波電壓進(jìn)行XLPE電纜耐壓試驗(yàn)時(shí)結(jié)合局放檢測(cè)，可以更加有效發(fā)現(xiàn)電纜缺陷，而且系統(tǒng)具有輕便、靈活、易于實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，比較適合于現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。振蕩波耐壓試驗(yàn)方法是1990年國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議第21-09工作組推薦的適用于高壓聚合物絕緣電力電纜敷設(shè)后試驗(yàn)的新方法也適用于定期預(yù)防性試驗(yàn)此方法似乎對(duì)110kV及以上的電纜較為適用因?yàn)槊肯嚯娎|試驗(yàn)放電次數(shù)為50次費(fèi)時(shí)較長(zhǎng)(三相電纜約費(fèi)時(shí)1.5h)連續(xù)放電響聲較大對(duì)為數(shù)較多的310kV或35kV中壓電纜此試驗(yàn)方法較為繁瑣不夠簡(jiǎn)便此方法近年來(lái)在荷蘭和其他國(guó)家對(duì)150kV及以上的電力電纜進(jìn)行敷設(shè)后試驗(yàn)【45】。此外在定期預(yù)防性試驗(yàn)時(shí)測(cè)量電纜護(hù)層的絕緣電阻也是一個(gè)有效的輔助試驗(yàn)項(xiàng)目有些電力系統(tǒng)在這方面積累了一些好的經(jīng)驗(yàn)由于護(hù)層易受到機(jī)械鏟傷破裂進(jìn)水并進(jìn)一步發(fā)展為主絕緣擊穿故障。振蕩波電壓在絕緣厚、電壓高的XLPE電纜上有使用前景，但目前還需積累經(jīng)驗(yàn)，才能找到對(duì)比根據(jù)。振蕩波試驗(yàn)的發(fā)展振蕩波電壓法檢測(cè)系統(tǒng)，即稱為Oscillatingwaveformtestsystem(OTS),或DampingACVoltage(DAC)，是近幾年國(guó)內(nèi)外供電單位嘗試使用并替代交流耐壓方法的一種新興試驗(yàn)技術(shù)。Oscillatingwaveformtechnology(OWT)出現(xiàn)至今約二十年的時(shí)間。具體來(lái)說(shuō)，上世紀(jì)九十年代初至九十年代末期為實(shí)驗(yàn)室摸索階段，2000年至2007年之間為通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試點(diǎn)而不斷完善的時(shí)期。近幾年，由于快速關(guān)斷開(kāi)關(guān)等技術(shù)得到了解決，美國(guó)、荷蘭、日本、新加坡及中國(guó)北京、濟(jì)南、上海等地的電力部門(mén)才開(kāi)始引入這種方法，也先后證明了這種方法在檢測(cè)電力電纜尤其是中壓電纜系統(tǒng)絕緣狀態(tài)具有效性。其中，荷蘭達(dá)夫科技大學(xué)的E.Gulski,F.J.Wester,J.J.Smit等是研究振蕩波實(shí)驗(yàn)技術(shù)的代表者【46】。本章小結(jié)這種試驗(yàn)方法是采用直流電源給電纜充電，然后通過(guò)一個(gè)出發(fā)球間隙給一組串聯(lián)電阻和電感輸入幾kHz的正弦波，從而得到一個(gè)阻尼振蕩電壓。不過(guò)這種方法在用于長(zhǎng)電纜的使用中是有問(wèn)題的，雖然振蕩電壓的方法比直流耐壓試驗(yàn)是有效的，但是效果沒(méi)有工頻試驗(yàn)的效果好，在理論上和實(shí)際操作中存在爭(zhēng)議，所以目前采用這種試驗(yàn)方法的不多。結(jié)論1、鑒于國(guó)內(nèi)外多年的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和竣工試驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)，直流高壓試驗(yàn)已經(jīng)不適用于XLPE等絕緣電力電纜及其附件的試驗(yàn)。因此，對(duì)于XLPE絕緣電力電纜的試驗(yàn)應(yīng)采用交流電壓進(jìn)行試驗(yàn)，從而取代直流耐壓試驗(yàn)。采用交流耐壓試驗(yàn)，根據(jù)電纜實(shí)際電容的大小，選擇0.1Hz超低頻耐壓試驗(yàn)的方法或變頻諧振試驗(yàn)和振蕩波電壓試驗(yàn)等試驗(yàn)方法，可以很好的對(duì)電纜實(shí)際的運(yùn)行情況進(jìn)行模擬，從而可以有效地檢測(cè)出電纜的絕緣缺陷，以保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。2、工頻電壓試驗(yàn)?zāi)軌蛉姘l(fā)現(xiàn)XLPE電纜缺陷和運(yùn)行故障隱患，可應(yīng)用于XLPE電力電纜試驗(yàn)和預(yù)防性試驗(yàn)，特別是110kV及以上電壓的XLPE絕緣電力電纜竣工試驗(yàn)和預(yù)防性試驗(yàn)，如何減小工頻電壓發(fā)生器的體積和重量需做深入地研究。3、5～6kHz振蕩波電壓試驗(yàn)?zāi)軌蛟谳^低的電壓下有效地發(fā)現(xiàn)XLPE絕緣電力電纜制造質(zhì)量缺陷和施工質(zhì)量缺陷，所以XLPE絕緣電力電纜更適用于現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的試驗(yàn)方法。4、0.1Hz超低頻電壓試驗(yàn)?zāi)軌蛟谳^低壓下有效地發(fā)現(xiàn)XLPE絕緣電力電纜受潮和存在樹(shù)枝的運(yùn)行缺陷，可以作為配電系統(tǒng)XLPE絕緣電力電纜預(yù)防性試驗(yàn)方法。我國(guó)現(xiàn)有的XLPE電纜交接和預(yù)防性試驗(yàn)方法存在很多問(wèn)題，必須盡快尋找更加先進(jìn)的替代試驗(yàn)方法和設(shè)備。對(duì)于我國(guó)35kV及以下的XLPE電纜，歐洲國(guó)家普遍采用的超低頻試驗(yàn)方法值得借鑒和推廣，而且無(wú)論從試驗(yàn)設(shè)備、試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)等各方面來(lái)講，這種方法在歐洲已經(jīng)是一種成熟的技術(shù)。對(duì)于110kV及以上的XLPE電纜，變頻諧振試驗(yàn)是目前最好的試驗(yàn)方法，經(jīng)過(guò)國(guó)際大電網(wǎng)委員會(huì)的大力推薦，這種試驗(yàn)方法已經(jīng)列入了國(guó)際電工委員會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)草案IEC62067。我國(guó)超低頻試驗(yàn)和變頻諧振試驗(yàn)技術(shù)的研究和應(yīng)用已經(jīng)達(dá)到了一定的水平，目前國(guó)內(nèi)初步具備了超低頻試驗(yàn)和變頻諧振試驗(yàn)設(shè)備的研制能力，而且通過(guò)許多電力單位和大用戶的大膽探索，已經(jīng)積累了比較多的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，這些都為在我國(guó)進(jìn)一步推廣這兩種試驗(yàn)技術(shù)打下了基礎(chǔ)。致謝本文論文是在王永紅老師的細(xì)心指導(dǎo)下完成的，非常感謝王老師在我大學(xué)最后階段給我的指導(dǎo)，從最初的定題，到資料收集，到寫(xiě)作、修改，到論文定稿，作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有考慮不周全的地方，王老師都給了我耐心的指導(dǎo)和無(wú)私的幫助，在此我表示衷心的感謝。王老師平日工作繁忙，不過(guò)也在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間給我很大的幫助。同時(shí)我還要感謝在我的學(xué)習(xí)期間給我鼓勵(lì)和關(guān)心的各位老師和同學(xué)。畢業(yè)論文的設(shè)計(jì)是一次對(duì)大學(xué)過(guò)程中系統(tǒng)學(xué)習(xí)的過(guò)程，畢業(yè)論文的完成，同時(shí)也意味著新的學(xué)習(xí)生活的開(kāi)始。在校的四年學(xué)習(xí)生涯中老師教會(huì)了我們勤奮學(xué)習(xí)，誠(chéng)實(shí)做人，踏實(shí)做事，以寬容的心面對(duì)生活。我一直銘記我是理工的學(xué)子，在今后的工作中把理工的傳統(tǒng)發(fā)揚(yáng)光大。我們現(xiàn)在作為準(zhǔn)備步入社會(huì)的青年，我們會(huì)遇到很多的困難和挑戰(zhàn)，但我不會(huì)忘記老師的教誨，大學(xué)生活是難忘的。最后，我真誠(chéng)地期望每一個(gè)已經(jīng)在或者出現(xiàn)在我認(rèn)識(shí)不同階段幫助過(guò)我的師長(zhǎng)、親友和朋友們，能夠始終擁有美好幸福的生活狀態(tài)、以及一顆熱忱于探索未知和真理的心，同時(shí)也是對(duì)自己未來(lái)生活的希冀。參考文獻(xiàn)羅俊華，楊黎明，史濟(jì)康，朱海鋼.電力電纜及試驗(yàn)技術(shù)回顧.高電壓技術(shù)，2004,30（136）：81～82.BoyegoK，HyvonenP，MarttiAro，etal.Selectivityofdampedac(DAC)andVLFvoltagesinafter-layingtestsofextrudedMVcablesystems.IEEETransonD&EI，2003，5(10)：874～882.BolarinOyegoke,PetriHyvonen,MarttiAro.etc.Selectivityofdampedac(DAC)andVLFvoltagesinafter-layingtestsofextrudedMVcablesystems,2003,9(8):874～882.彭潛，陳俊武，吳云飛.用0.1Hz超低頻方法進(jìn)行XLPE/PE電纜耐壓試驗(yàn).電力電纜技術(shù)，2004,9（12）：58～59.張家安，汪祥兵，張輝.0.1Hz超低頻耐壓試驗(yàn)方法的探討和研究.湖北電力，2007,31（6）：14～15.李志斌，周春海.調(diào)頻串聯(lián)諧振裝置在XLP絕緣電纜試驗(yàn)中的應(yīng)用.黑龍江電力，2006,8（28）：303～305.劉劍，張思魁.變頻諧振技術(shù)與XLPE電纜試驗(yàn).電子科學(xué)，2009（3）：38.陳炯，邱東曉，石理碧.振蕩波交流耐壓試驗(yàn)系統(tǒng)的研究.劉文先0.1Hz超低頻（SLF）耐壓試驗(yàn)，山西電力，2007，4（138）：68～72.葛榮剛，王芹.0.1Hz試驗(yàn)技術(shù)在天津地區(qū)中壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜的應(yīng)用.86～91.UweSchichler，HosseinBorsi，ErnstGockenbach.On-siteCableTestingwithaResonantTestSetandanAdditionalPartialDischargeMeasurement.Conferencerecordofthe1996IEEEInternationalsymposiumonelectricalonelectricalinsulation,Montreal,Quebec,Canada,1996,(7):16～19.隋文波，孫墨增，王作君.XLPE/PE電纜的0.1Hz超低頻tan測(cè)量.高電壓技術(shù)，2001,7（104）：34～35.DissadoLA.Understandingelectricaltreesinsolid：fromexperimenttotheory.IEEETransactionsonDielectricsandElectricalInsulation，2002，9（4）：483～490.曹佳濱.應(yīng)用交流電對(duì)交聯(lián)聚乙烯電纜進(jìn)行的耐壓試驗(yàn)，2008,3:34～40.柳淑艷，楊帆.0.1Hz超低頻正弦波耐壓試驗(yàn)技術(shù)及應(yīng)用.2005年全國(guó)石油化學(xué)工業(yè)動(dòng)力技術(shù)（設(shè)備）交流研討會(huì)文集，76～81.史志俠.電力電纜的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)與診斷，電線電纜，2001,12（6）：33～36.F.Guastavino,L.Centurioni,E.Torllo.etc.Anewtesttocharacteriselowvoltagecablessubjectedtothermalandmechanicalstresses.Electricalengineeringdepartment-universityofgenova-Italy.2002AnnualReportConferenceonElectricalInsulationandDielectricPhenomena,2002IEEE:873～877.張平康，韓伯鋒.XLPE電纜的試驗(yàn)方法，高電壓技術(shù)，2004,4（30）：94～95.王永紅，何麗娟.用超低頻方法進(jìn)行XLPE/PE電纜試驗(yàn).黑龍江電力技術(shù)，1999，21（5）：20～22.BoyegoK，HyvonenP，MarttiAro，etal.Selectivityofdampedac(DAC)andVLFvoltagesinafter-layingtestsofextrudedMVcablesystems.IEEETransonD&EI，2003，5(10)：874～882.嚴(yán)順.高壓XLPE電纜的現(xiàn)場(chǎng)耐壓試驗(yàn)，常州供電公司2003年青年科技論壇，2003,：32～35.歐景如，梁曉亮.交聯(lián)聚乙烯電力電纜交流耐壓試驗(yàn)討論，吉林省電機(jī)工程學(xué)會(huì)論文集，2005:68～73.SukjinChoi,SangjinLee,KidecokSim.etc.DCcriticalcurrenttestmethodfor22.9kV/50MVAsuperconductingpowercableconsideringtheuncertainty.2010,3(20):1272～1275.曹佳濱.交聯(lián)聚乙烯電纜現(xiàn)場(chǎng)耐壓試驗(yàn)的特點(diǎn)分析.絕緣材料，2008,41（3）：63～65.劉瑋，肖勇.220kV交聯(lián)超長(zhǎng)電纜現(xiàn)場(chǎng)交流耐壓試驗(yàn)，高電壓技術(shù)，2008,4（34）：831～832StrnrvasNN.EffectofDCTestingonACBreakdownStrengthofXLPEInsulatedCablesSubjectedtoLaboratoryAcceleratedAging.IEEETransactionsonPowerDelivery，1990，5（4）：1643～1651.G.S.Eager,Jr.D.A.Silver.550kVand765kVhighpressureoilfulledpipecablesystem.IEEETransactionsonPowerApparatueandSystem.1976,4(2):478～488.吳云飛.XLPE電纜主絕緣狀態(tài)檢測(cè)方法的研究——對(duì)XLPE電力電纜施加工頻交流電壓時(shí)阻性電流的檢測(cè)研究——交流電壓疊加法在主絕緣在線檢測(cè)中的應(yīng)用.華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文.WeiXinlao,WangYonghong,ChenQingguo.etc.AnewtypeofVLFhighvoltagegeneratorusedforOn-SiteTestsofPowerCables..Harbin,Heilongjiang,P.R.China,1997,5（3）：1113～1115.陳平，馬文月，屠德民.國(guó)內(nèi)外0.1Hz超低頻高壓發(fā)生器.高電壓技術(shù)，2001,27（104）：48～59.魏新勞，王永紅.10kV級(jí)XLPE/PE電力電纜0.1Hz超低頻電壓試驗(yàn).北京：中國(guó)城市供電學(xué)術(shù)年會(huì)論文集，2002，11（1）：352～353.李新，康振軍.220kV高壓電纜線路施工經(jīng)驗(yàn)分析，河北電力技術(shù)，2006,3（25）：48～51.王軍.諧振技術(shù)在XLPE電纜試驗(yàn)中的應(yīng)用，西北電力技術(shù)，2006,（1）：55～59.楊連殿，朱俊棟，孫福，黃國(guó)強(qiáng)，楊蘭均，張喬根.振蕩波電壓在XLPE電力電纜檢測(cè)中的應(yīng)用，2006,3（32）：27