交流耐壓試驗(yàn)是鑒定電氣設(shè)備絕緣強(qiáng)度的最嚴(yán)格、最有效和最直接的試驗(yàn)方法，它對(duì)判斷電氣設(shè)備能否繼續(xù)投入運(yùn)行具有決定性的意義，也是保證設(shè)備絕緣水平，避免發(fā)生絕緣事故的重要手段。根據(jù)國(guó)內(nèi)外交流耐壓試驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)，IEC和CIGRE推薦了XLPE電力電纜進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：
交流耐壓試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)
試驗(yàn)電壓與k值
1）調(diào)感型串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)方法
調(diào)感式串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)方法是在50Hz工頻電壓的基礎(chǔ)上，通過調(diào)節(jié)可調(diào)電抗器使電路呈純阻性產(chǎn)生諧振的原理進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。多節(jié)電抗器可以并聯(lián)也可以串聯(lián)使用，滿足不同電壓和電流等級(jí)下諧振的需求。但是調(diào)感式串聯(lián)諧振耐壓方法具有很大的局限性，雖然理論上電抗器可以實(shí)現(xiàn)容量和體積的無限制放大，但是目前的工藝并不能滿足這一點(diǎn)，所以調(diào)感式串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)不能夠完成現(xiàn)有公里級(jí)別的XLPE電纜的耐壓試驗(yàn)要求。
2）固定電感并聯(lián)工頻諧振變壓器試驗(yàn)方法
這種方法采用可調(diào)電感的工頻諧振變壓器配合固定電抗器進(jìn)行諧振耐壓試驗(yàn)，也屬于固感式串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)。典型接線圖如下圖所示：
固定電感并聯(lián)工頻諧振變壓器接線圖
3）調(diào)頻式串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)方法
調(diào)頻式串聯(lián)諧振方法是利用RLC串聯(lián)諧振電路發(fā)生諧振的時(shí)候可以在試品電纜上產(chǎn)生高于輸入電壓Q倍電壓的原理來進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)的。調(diào)頻式串聯(lián)諧振裝置原理圖如圖所示。
調(diào)頻式串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置示意圖
根據(jù)RLC串聯(lián)諧振的原理，當(dāng)RLC串聯(lián)電路發(fā)生諧振的時(shí)候，整個(gè)電路呈現(xiàn)純阻性的狀態(tài)，并且阻值到達(dá)最小值，此時(shí)電路的容性阻抗和感性阻抗相等，電源提供的有功功率全部消耗在回路電阻上，試品電纜中的電場(chǎng)能量與高壓電抗器中的電磁場(chǎng)能量互相補(bǔ)充。諧振回路中的無功功率全部由高壓電抗器提供。此時(shí)，高壓電抗器上的電壓降和試品電纜上的電壓降數(shù)值大小相等，相位相反。所以當(dāng)回路中的電抗器和試品電纜確定以后，只需要調(diào)節(jié)回路中的電源頻率就可以很容易的產(chǎn)生諧振。
RLC串聯(lián)回路原理圖
電阻、高壓電抗器、電纜上的電壓分別為：
其中Q稱為串聯(lián)諧振電路的品質(zhì)因數(shù)，其數(shù)值等于諧振時(shí)感抗或者容抗與電阻的比值：
由上述分析可知，當(dāng)RLC串聯(lián)電路發(fā)生諧振時(shí)，電路消耗的有功功率僅僅為回路總電阻上的功耗，所以試驗(yàn)裝置電源僅需要提供很小的電壓就可以在試品電纜上得到Q倍于輸入電壓的電壓值，Q值可達(dá)20-80?？梢詷O大的降低試驗(yàn)電源的容量，便于工業(yè)領(lǐng)域的實(shí)現(xiàn)。
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