電纜現(xiàn)場試驗采用變頻諧振耐壓試驗優(yōu)勢
經(jīng)過多年研究和探索,交流耐壓試驗已形成工頻耐壓試驗、變頻耐壓試驗、超低頻耐壓試驗和振蕩波耐壓試驗四個系列。
工頻耐壓試驗是指采用試驗電壓頻率為49~61Hz的交流電源進行耐壓試驗,根據(jù)設(shè)備原理又分為直接工頻和工頻串聯(lián)諧振(調(diào)感式串聯(lián)諧振)兩種主要方法。
變頻耐壓試驗是指利用能夠產(chǎn)生可變頻率20~300Hz的交流電壓裝置進行耐壓試驗,主要方法為變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗法。
超低頻耐壓試驗是指輸出頻率為0.01~0.1Hz的交流耐壓試驗。振蕩波耐壓試驗是指利用高壓直流電源經(jīng)諧振電抗器對試驗回路緩慢充電,然后再將試驗回路迅速接地,使電纜電容與諧振電抗器發(fā)生自由振蕩的耐壓試驗。在上述交流耐壓試驗方法中,工頻法與電纜實際運行環(huán)境無疑是最接近的,其等效系數(shù)為1,而振蕩波試驗的等效系數(shù)為1.27~1.58,超低頻試驗的等效系數(shù)為1.26~1.5,變頻諧振試驗的等效系數(shù)不到1.2。
那么工頻耐壓試驗是否就是最理想的呢?這還要比較試驗設(shè)備的品質(zhì)因數(shù)、單位容量等參數(shù)。品質(zhì)因數(shù)是指無功功率絕對值與有功功率之比,直接工頻、工頻串聯(lián)諧振和變頻諧振的品質(zhì)因數(shù)(Q)大約為5(最大)、30~60和40~120; 從試驗設(shè)備容量看, 直接工頻裝置為15~20kg/kVA,工頻串聯(lián)諧振裝置為3~10kg/kVA, 變頻諧振裝置為0.5~2kg/kVA。
例如8.7/10kV、300mm2的XLPE電纜,假設(shè)采用17.4kV的試驗電壓,試驗設(shè)備容量為51.29kVA/m,采用直接工頻試驗設(shè)備至少需要770kg/m,若用工頻串聯(lián)諧振試驗設(shè)備起碼也需要154kg/m,而變頻諧振試驗設(shè)備可能只需26kg/m。因此,電力電纜現(xiàn)場試驗采用變頻諧振耐壓試驗是最合適不過了。
變頻諧振試驗裝置以變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗為例,試驗裝置由變頻電源、勵磁變壓器、諧振電抗器、電容分壓器和補償電容幾部分組成。目前,變頻電源可自動調(diào)諧,當然也可以通過手動方式進行調(diào)諧。勵磁變壓器用于將變頻電源與試驗回路進行隔離,同時設(shè)法與被試電纜的功率與電壓匹配,一般有多個繞組抽頭以滿足不同電壓、容量的需求。電抗器有油式和干式之分,前者容量大;后者較輕便,但散熱差一些。電容分壓器用于測量被試電纜電壓。補償電容用于補償短距離、等效容量小的電纜容量,一般并聯(lián)于試驗回路中。