商文劍

摘 ?要：變頻串聯(lián)諧振試驗是利用電抗器的電感和被檢測物體的電容實現(xiàn)電容諧振，從而在被檢測物體上獲取比較大的電流和電壓，變頻串聯(lián)諧振技術(shù)是當前電纜高壓試驗比較流行的一種方法，文章重點介紹了電纜高壓試驗中變頻串聯(lián)諧振技術(shù)的應用，從而為同類研究提供參考。

關(guān)鍵詞：電纜;高壓試驗;變頻串聯(lián)諧振技術(shù)

中圖分類號：TM247 ? ? 文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1006-8937（2015）06-0042-02

近年來，人們的生活水平越來越高，對電力資源的需求量也越來越大，為滿足供電需求，高壓交聯(lián)電纜在電力系統(tǒng)得到廣泛的應用，為確保高壓電纜能安全穩(wěn)定的運行，電纜敷設完成后，必須對其進行現(xiàn)場竣工交接試驗，下面就電纜高壓試驗中變頻串聯(lián)諧振技術(shù)的應用進行分析。

1 ?電纜現(xiàn)場交接試驗

1.1 ?試驗項目和設備接線

在進行電纜芯線對外護套絕緣電阻測量時，測量人員要根據(jù)實際情況，選用適當量程的兆歐表對電纜的絕緣電阻進行測量，從而判斷電纜的絕緣電阻值是否滿足相關(guān)要求。

在進行電纜芯線對護套及地交流耐壓試驗時，測量人員要根據(jù)GB 50160—2006《電氣安裝工程電氣設備交接試驗標準》的相關(guān)規(guī)定進行操作，其試驗電壓要控制在2U060 min，電纜交流耐壓試驗接線圖如圖1所示。

其中：VF表示變頻電源，T表示調(diào)壓器，B表示中間變壓器，L表示高壓電抗器，C1、C2表示分壓器電容，Cx表示試驗電纜，V表示電壓表。

1.2 ?試驗準備工作

在正式進行試驗前，試驗人員必須做好試驗準備工作，只有這樣才能保證試驗工作安全的開展。當電纜安裝完成后，首先要保證電纜外護套絕緣正常，并且保證電纜至少有一個安全接地點;如果電纜終端安裝有GIS間隔避雷器，在進行試驗前，試驗人員要將其拆離，然后補充SF6氣體，當電纜高壓試驗完成后，在恢復GIS間隔避雷器的接入;在試驗前，試驗人員要保證電纜戶外終端塔上架空線和電纜頭之間的連線處于斷開狀態(tài)，從而為試驗安全提供保障;同時電流互感器二次繞組側(cè)必須短路接地;當GIS電纜終端側(cè)需要加壓時，試驗人員必須將GIS出線套管和主變的連線拆除，并且確保GIS電纜終端側(cè)的隔離開關(guān)、斷路器、接地刀閘都滿足電纜高壓試驗的需求。

1.3 ?電纜高壓試驗

在進行電纜高壓試驗時，試驗人員首先要將試驗設備安裝在相應的電纜終端位置，然后將試驗設備調(diào)試好，同時試驗人員還要在試驗場地周圍設置相應的圍欄，并設置相應的警示牌，提醒行人注意“高壓危險”。在電纜高壓試驗過程中，試驗人員首先要對電纜的絕緣電阻進行檢測，確保其符合相關(guān)規(guī)定;然后將試驗引線接在電纜終端接頭的一相，對試驗回路的所有接線、儀表進行檢查;將試驗電源閉合，根據(jù)實際情況，對變頻電源的頻率進行調(diào)整，并將試驗回路調(diào)至諧振，確保調(diào)壓器處于初始位置;將輸出電壓逐漸調(diào)節(jié)到試驗電壓，并維持60 min，隨后快速將試驗電壓降到零，并將試驗電源斷開，在接地線掛在高壓端。在試驗過程中，如果發(fā)生擊穿、閃絡等異?，F(xiàn)象，要及時停止試驗，并對電纜進行認真的檢查，確認電纜是否能繼續(xù)進行耐壓試驗，只有保證電纜檢查處理后符合耐壓試驗，才能為電纜后期的安全運行提供保障。

2 ?串聯(lián)諧振高壓試驗設備技術(shù)

2.1 ?串聯(lián)諧振的產(chǎn)生

R.L.C串聯(lián)回路圖如圖2所示。

在R.L.C串聯(lián)電路中，在正弦電壓U作用下，復阻抗：

z=R+j（？棕L-■）=R+jX，

其中：X是角頻率ω的函數(shù)，X=XLXC，X會隨著ω的增大逐漸變大，其變化函數(shù)圖如圖3所示。

當ω>ω0時，X>0，電路為感性;當ω<ω0時，X<零，電容為容性;當ω和ω0相同時，電路阻抗Z（ω0）=R，為純阻性，此時電路的電流和電壓相同，而電路的工作狀態(tài)被稱為串聯(lián)諧振。電路本身的參數(shù)L、C決定了串聯(lián)電路的諧振頻率，這些影響因素與外界環(huán)境沒有關(guān)系，因此，也稱為電路的固有頻率。如果電源的頻率固定，可以調(diào)節(jié)電路參數(shù)L、C，從而確保電源頻率和電路固有頻率的相同，進而發(fā)生諧振。

2.2 ?串聯(lián)諧振電源的優(yōu)點

串聯(lián)諧振電源是利用諧振電抗器和被測電纜電容之間的調(diào)頻，產(chǎn)生諧振從而產(chǎn)生大的電流和電壓，因此，在整個試驗過程中，串聯(lián)諧振電源只需要提供系統(tǒng)有功消耗的能量，能極大的節(jié)省電能消耗。在串聯(lián)諧振電源中，不需要重量、體積大的大功率調(diào)壓裝置以及試驗變壓器，大大地減少了試驗設備占用的面積。串聯(lián)諧振電源是諧振式濾波電路，能防止輸出電壓發(fā)生波形畸變的現(xiàn)象，避免了諧波峰值擊穿試驗電纜的現(xiàn)象。

在串聯(lián)諧振狀態(tài)下，如果試驗電纜的絕緣線被擊穿，就會改變回路的電容值，從而導致電路脫諧，回路的電流就會迅速的下降，但在并聯(lián)諧振狀態(tài)下，發(fā)生以上現(xiàn)象時，電流會迅速上升幾十倍，極大地增加了安全事故的發(fā)生幾率，因此，串聯(lián)諧振能有效地防止短路電流燒傷故障點的現(xiàn)象。

當試驗電纜發(fā)生擊穿現(xiàn)象時，由于失去了諧振條件，高電壓也會消失，而電弧也會瞬時熄滅，在恢復電壓過程中，需要花費比較長的時間恢復電壓，而在再次達到閃絡電壓前，電源就會斷開，因此，串聯(lián)諧振電源恢復電壓的過程是能量積累的一個過程，并且在這個過程中不會恢復過電壓。

2.3 ?試驗頻率

由于電纜的電容量比較大，如果采用傳統(tǒng)的工頻試驗變壓器進行試驗，存在試驗變壓器體積大、工作電源大電流現(xiàn)場獲取難等問題，因此，一般情況下都會采用串聯(lián)諧振交流耐壓設備進行試驗，串聯(lián)諧振試驗設備具有輸入電源容量小、重量輕、體系小、運輸方便等特點。目前，在試驗過程中經(jīng)常會選用30～300 Hz調(diào)頻式串聯(lián)諧振試驗設備，這種設備具有多重保護、自動調(diào)諧、噪音低、靈活多變等優(yōu)點。

在串聯(lián)諧振試驗過程中，試驗頻率范圍是需要重點考慮的一個問題，目前，試驗頻率可以分為寬頻率、工頻率、接近工頻率三種情況，其中寬頻率包括1～300 Hz、20～300 Hz、30～300 Hz等幾種情況;工頻率包括45～55 Hz、45～65 Hz等幾種情況;接近工頻率為35～75 Hz。

3 ?結(jié) ?語

為滿足城市的快速發(fā)展，越來越多的架空輸電線路改變成電纜線路，目前交聯(lián)聚乙烯電纜在城市輸電工程中已經(jīng)有了十分廣泛的應用。在進行電纜施工過程中，為確保電纜的施工質(zhì)量符合相關(guān)規(guī)定，經(jīng)常會用交流耐壓試驗對其施工質(zhì)量進行檢測，將變頻串聯(lián)諧振技術(shù)應用電纜高壓試驗中，能有效地提高試驗的科學性。

參考文獻：

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[2] 趙金明，段肖華.變頻串聯(lián)諧振技術(shù)在高壓電纜交接試驗中的應用[J].電網(wǎng)與清潔能源，2012，（4）.