一种高压电缆变频串联谐振耐压的调试方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种高压电缆变频谐振耐压调试。特别是涉及一种高压电缆变频串联 谐振耐压的调试方法。
【背景技术】
[0002] 交联聚乙烯电缆的直流耐压试验中，由于空间电荷效应，绝缘中的实际电场强度 可比电缆绝缘的工作电场强度高达数倍。交联聚乙烯绝缘电缆即使通过了直流试验不发生 击穿，也会引起绝缘的严重损伤。其次，由于施加的直流电压场强分布与运行的交流电压场 强分布不同。直流试验也不能真实模拟运行状态下电缆承受的过电压，并有效的发现电缆 及电缆接头本身和施工工艺上的缺陷。因此，使用非直流的方法对交联电缆进行耐压试验 就越来越受到人们的重视。
[0003] 近几年来高压交联电缆得以广泛应用且电缆的容量和长度不断攀升，以往的直流 耐压试验不能正确反映上述设备的实际绝缘性能，而做为最佳试验手段的普通工频试验设 备在大容量的情况下又显得极为笨重，不适合现场使用。因而实际在高压电缆耐压调试中 广泛使用变频串联谐振耐压试验成套装置。它的智能化和小型化，大大减轻了试验人员的 体力劳动而且提高了工作效率。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够快速、清晰，适合各种方式的高压电 缆变频串联谐振耐压的调试方法。
[0005] 本发明所采用的技术方案是：一种高压电缆变频串联谐振耐压的调试方法，包括 如下步骤：
[0006] 1)准备工作，包括:熟悉变频串联谐振耐压装置使用、资料准备齐全、系统接地良 好、高压电缆相序校验和高压电缆绝缘测试；
[0007] 2)被测试电缆电容值的确定；
[0008] 3)电抗器的选择，先由试验电压和电流值确定电抗器是否串并联组合，再由电抗 器电感和系统工作频率确定被测试电缆容量范围；
[0009] 4)电源容量的选择:根据计算出的被测试电缆的电流值来选择电源及励磁变压器 的电流容量；
[0010] 5)耐压试验；
[0011] 6)高压电缆绝缘测试，将测试结果与步骤1)中高压电缆绝缘测试结果进行对比， 差值在设定的范围之内。
[0012] 步骤2)所述被测试电缆电容值的确定，是根据电缆的型号、截面积和长度查阅国 家标准规范获得。
[0013] 所述被测试电缆电容值的确定，还要满足：
[0014] (1)确定被测试电缆规范标准的试验频率范围，满足20Hz < fmin < fmax < 300Hz。
[0015] (2)根据被测试电缆允许频率范围，确定被测试电缆电容允许范围值。
[0016] (3)若被测试电缆电容过大则采用电抗器并联的方式来满足增大电流的目的，若 试品电容过小则通过对被测试电缆进行电容补偿的方式来满足。特别注意:并联后电抗器 组的电压等级及补偿电容电压等级必须大于或等于被测试电缆电压。
[0017] 步骤3)所述的电抗器的选择包括：
[0018] (1)根据被测试电缆的电压选择电抗器的串联或者并联，当被测试电缆的电压值 超过电抗器的额定电压，则选择电抗器串联；当被测试电缆的电流值超过电抗器的额定电 流，则选择并联；
[0019] (2)根据被测试电缆电容的查表值Cx，
计算出所需的电抗 值L，从而确定电抗器的串联、并联及电抗器个数组合；
[0020] (3)被测试电缆电流计算：
，I = U/Xc、Xc=l/( wc)和ω =2对，
，计算出被测试电缆的电流值，其中f:频率，Xc:电抗值，ω :幅度角，jt :常数，根 据被测试电缆的电流进一步确定电抗器的选择及组合是否正确。
[0021] 步骤4)，所述的电源及励磁变压器的电流容量必须大于或者等于被测试电缆的电 流容量。
[0022]步骤5)所述的耐压试验，包括：
[0023] (1)搭建试验系统；
[0024] (2)缓慢改变试验系统频率，同时监测电压，当电压值达到最大时，即为谐振点；
[0025] (3)保持谐振点的频率，调节电压值，直到满足被测试电缆电压，维持相应耐压标 准时间。
[0026] 所述的试验系统，包括:输入端连接外部电源的变频调压电源，初级线圈连接所述 变频调压电源的输出端的激励变压器，与所述激励变压器输出正极相连的电抗器，一端连 接在所述电抗器的输出端，另一端连接所述激励变压器输出负极的电容分压器和被测试电 缆，所述电容分压器的信号采集端连接所述变频调压电源的信号反馈接口。
[0027] 本发明的一种高压电缆变频串联谐振耐压的调试方法，快速、清晰，适合各种方式 的高压电缆变频谐振耐压调试，同时利用本发明的方法可以快速地找到谐振点，节省人力 物力。本发明也适合变压器、电机等谐振耐压调试。
【附图说明】
[0028] 图1是变频串联谐振耐压装置的原理图；
[0029] 图2是图1中串联谐回路等值回路的电路原理图；
[0030] 图3a是电抗器串联连接示意图；
[0031]图3b是电抗器并联连接示意图；
[0032] 图4是电缆测试试验系统的电路原理图。
【具体实施方式】
[0033] 下面结合实施例和附图对本发明的一种高压电缆变频串联谐振耐压的调试方法 做出详细说明。
[0034] 变频串联谐振耐压装置的主要设备有:变频电源、励磁变压器、谐振电抗器、分压 器和过电压保护器(或者避雷器），其工作原理图如图1所示。
[0035] 变频串联谐振耐压工作机制是利用LC震荡电路原理，串联谐振回路等值回路电路 如图2所示。其中：
[0036] U:为励磁变压器高压绕组串并联后的输出电压，受变频电源控制可以连续变化。 [0037] R:为串联谐振回路的等值电阻，包括励磁变压器等效到高压侧的内阻、高压电抗 器内阻、试品内阻以及试验电晕损耗等值电阻等。
[0038] L:为串联回路的的等值电感，即励磁变压器等效到高压侧的漏电感、谐振电抗器 电感之和。
[0039] C:为串并联谐振回路的负载电容与分压器电容之和。
[0040] 通过变频电源提供供电电源，试验电压由励磁变压器经过初步升压后，使高电压 加在电抗器L和被测试电缆Cx上，通过改变变频电源的输出频率，使回路处于串联谐振状 态;保持该频率不变，调节变频电源的输出电压，使被测试电缆上的电压达到所需值。
[0041] 本发明的一种高压电缆变频串联谐振耐压的调试方法，包括如下步骤：
[0042] 1)准备工作，包括：
[0043] (1)熟悉变频串联谐振耐压装置使用，参与调试人员必须熟悉掌握变频串联谐振 耐压装置的正确使用，经培训后方能操作。
[0044] (2)资料准备齐全，明确被测试电缆的规范要求及耐压装置技术说明书
[0045] (3)系统接地良好，由于耐压调试属于高压危险作业，因此对系统接地要求严格， 接地系统必须良好。
[0046] (4)高压电缆相序校验，对高压电缆的黄绿红等进线校验，电缆的两端相色必须确 保一致。
[0047] (5)高压电缆绝缘测试，在对高压电缆进行变频串联谐振耐压前必须对电缆进行 绝缘测试，测试时使用2500V高压摇表，并记录测试值。
[0048] 2)被测试电缆电容值的确定:被测试电缆电容值的计算很重要，必须估算其大致 的范围，越精确越好，被测试电缆电容的计算是选择电源容量、励磁变压器、电抗器组合、补 偿电容器等等的依据。被测试电缆电容值Cx的确定是根据电缆的型号、截面积和长度查阅 国家标准规范(如附表1)获得。
[0049] 附表1