在工頻條件下,由于被試品電容量較大,或者試驗(yàn)電壓要求較高,對(duì)試驗(yàn)裝置的電源容量相應(yīng)的也有較高的要求,傳統(tǒng)的工頻耐壓裝置(交流耐壓試驗(yàn)變壓器)往往單件體積大,重量重,不便于現(xiàn)場(chǎng)搬運(yùn),而且不便于任意組合,靈活性較差。相比,變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置(體積與重量約為傳統(tǒng)油式試驗(yàn)變壓器的1/2~1/3)由變頻電源、勵(lì)磁變壓器、電抗器、分壓器組成.特點(diǎn):體積小,重量輕,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本低,接線便捷等。便攜式交流工頻耐壓儀(由干式試驗(yàn)變壓器、控制箱兩部分組成)體積小,重量輕;,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高;可方便在現(xiàn)場(chǎng)惡劣環(huán)境下使用。
近年來(lái)國(guó)內(nèi)外的試驗(yàn)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明:直流耐壓試驗(yàn)不能有效地發(fā)現(xiàn)交聯(lián)電纜中的絕緣缺陷,甚至造成電纜的絕緣隱患。德國(guó)Sechiswag公司在1978~1980年41個(gè)回路的10 kV電壓等級(jí)的XLPE電纜中,發(fā)生故障87次;瑞典的3 kV~24.5 kV電壓等級(jí)XLPE電纜投運(yùn)超出9 000 km,發(fā)生故障107次,國(guó)內(nèi)也曾多次發(fā)生電纜事故,相當(dāng)數(shù)量的電纜故障是由于經(jīng)常性的直流耐壓試驗(yàn)產(chǎn)生的負(fù)面效應(yīng)引起。因此,國(guó)內(nèi)外有關(guān)部門廣泛推薦采用交流耐壓取代傳統(tǒng)的直流耐壓。
由于電纜的電容量較大,采用傳統(tǒng)的工頻試驗(yàn)變壓器很笨重,龐大,且大電流的工作電源在現(xiàn)場(chǎng)不易取得。因此一般都采用串聯(lián)諧振交流耐壓試驗(yàn)設(shè)備。其輸入電源的容量能顯著降低,重量減輕,便于使用和運(yùn)輸。初期多采用調(diào)感式串聯(lián)諧振設(shè)備(50Hz),但存在自動(dòng)化程度差、噪音大等缺點(diǎn)。因此現(xiàn)在大都采用調(diào)頻式(30-300Hz)串聯(lián)諧振試驗(yàn)設(shè)備,可以得到更高的品質(zhì)數(shù)(Q值),并具有自動(dòng)調(diào)諧、多重保護(hù),以及低噪音、靈活的組合方式(單件重量大為下降)等優(yōu)點(diǎn)。就目前的國(guó)內(nèi)外的提法來(lái)看,我們總結(jié)可分成3類:第1類為較寬頻率范圍30-300Hz、20-300Hz、1-300Hz;第2類為工頻范圍,45-65Hz,45-55Hz;第3類為接近工頻,35-75Hz。
部件作用
組成部件:由變頻電源、勵(lì)磁變壓器、高壓電抗器和電容分壓器組成。
1.變頻電源:將220V/380V,50HZ的電源變?yōu)轭l率可調(diào)、電壓連續(xù)可調(diào),同時(shí)集操作、保護(hù)、控制、監(jiān)測(cè)功能于一體。
2.勵(lì)磁變壓器:將變頻電源輸出的電壓升壓,同時(shí)隔離高壓和低壓。
3.高壓電抗器:與容性試品發(fā)生串聯(lián)諧振。
4.分壓器:測(cè)量調(diào)節(jié)器上的高壓電壓值和低壓。
各種大型電力變壓器、電力電纜、汽輪及水輪發(fā)電機(jī)及其它容性設(shè)備的交流耐壓試驗(yàn)都嚴(yán)格按試驗(yàn)規(guī)程定期進(jìn)行。在工頻條件下,由于被試品電容量較大,或者試驗(yàn)電壓要求較高,對(duì)試驗(yàn)裝置的電源容量相應(yīng)的也有較高的要求,為了電纜安全可靠運(yùn)行,有關(guān)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電纜的各種試驗(yàn)做了明確的規(guī)定。主要試驗(yàn)項(xiàng)目包括:測(cè)量絕緣電阻、直流耐壓和泄漏電流。其中測(cè)量絕緣電阻主要是檢驗(yàn)電纜絕緣是否老化、受潮以及耐壓試驗(yàn)中暴露的絕緣缺陷。直流耐壓和泄漏電流試驗(yàn)是同步進(jìn)行的,其目的是發(fā)現(xiàn)絕緣中的缺陷。但是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外的試驗(yàn)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明:直流耐壓試驗(yàn)不能有效地發(fā)現(xiàn)交聯(lián)電纜中的絕緣缺陷,甚至造成電纜的絕緣隱患。國(guó)內(nèi)也曾多次發(fā)生電纜事故,相當(dāng)數(shù)量的電纜故障是由于經(jīng)常性的直流耐壓試驗(yàn)產(chǎn)生的負(fù)面效應(yīng)引起。因此,國(guó)內(nèi)外有關(guān)部門廣泛推薦采用交流耐壓取代傳統(tǒng)的直流耐壓。
變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置是運(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的電感L和試品電容C發(fā)生串聯(lián)諧振,諧振電壓即為試品上所加電壓。