1、問題的提出

現(xiàn)在在世界和國內(nèi)已有越來越多的XLPE交聯(lián)聚乙烯絕緣的電力電纜代替原有的充油油紙絕緣的電力電纜。但在交聯(lián)電纜投運(yùn)前的實(shí)驗(yàn)手法上因?yàn)楸辉嚾萘看蠛蛯?shí)驗(yàn)設(shè)備的原因，很長時刻以來，仍沿用運(yùn)用直流耐壓的實(shí)驗(yàn)辦法。近年來世界、國內(nèi)的許多研討機(jī)構(gòu)的研討成果標(biāo)明直流實(shí)驗(yàn)對XLPE交聯(lián)聚乙烯電纜有不同程度的危害。有的研討觀念以為XLPE結(jié)構(gòu)具有存儲堆集單極性剩余電荷的才能，當(dāng)在直流實(shí)驗(yàn)后，如不能有用的釋放掉直流剩余電荷，投運(yùn)后在直流剩余電荷加上溝通電壓峰值將或許致使電纜產(chǎn)生擊穿。國內(nèi)一些研討機(jī)構(gòu)以為，交聯(lián)聚乙烯電纜的直流耐壓實(shí)驗(yàn)中，因?yàn)榭臻g電荷效應(yīng)，絕緣中的實(shí)踐電場強(qiáng)度可比電纜絕緣的作業(yè)電場強(qiáng)度高達(dá)11倍。交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜即便通過了直流實(shí)驗(yàn)不產(chǎn)生擊穿，也會引起絕緣的嚴(yán)峻損害。其次，因?yàn)槭┘拥闹绷麟妷簣鰪?qiáng)散布與運(yùn)轉(zhuǎn)的溝通電壓場強(qiáng)散布不同。直流實(shí)驗(yàn)也不能實(shí)在模仿運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下電纜承受的過電壓，并有用的發(fā)現(xiàn)電纜及電纜接頭自身和施工工藝上的缺點(diǎn)。因而，運(yùn)用非直流的辦法對交聯(lián)電纜進(jìn)行耐壓實(shí)驗(yàn)就越來越遭到人們的注重。現(xiàn)在，在中低壓電纜上國外已運(yùn)用超低頻電源（VLF）進(jìn)行耐壓實(shí)驗(yàn)。但因?yàn)榇祟怴LF的電壓等級偏低，尚不能用于110kV及以上的高壓電纜實(shí)驗(yàn)。在國內(nèi)，關(guān)于低壓電纜,這種辦法也運(yùn)用過，但因?yàn)閷?shí)驗(yàn)設(shè)備的原因，沒能得到大面積的推行。而近些年因?yàn)槌恰⑥r(nóng)網(wǎng)建造改造的進(jìn)行， XLPE交聯(lián)電纜越來越多，僅僅靠直流耐壓實(shí)驗(yàn)后就將電纜投入運(yùn)轉(zhuǎn)，而在運(yùn)轉(zhuǎn)電壓下產(chǎn)生電纜或電纜頭擊穿的案例也時有產(chǎn)生。所以，咱們都在探究新的實(shí)驗(yàn)辦法。

2、實(shí)驗(yàn)頻率

因?yàn)殡娎|的電容量較大，選用傳統(tǒng)的工頻實(shí)驗(yàn)變壓器很粗笨，巨大，且大電流的作業(yè)電源在現(xiàn)場不易獲得。因而一般都選用串聯(lián)諧振溝通耐壓實(shí)驗(yàn)'>溝通耐壓實(shí)驗(yàn)設(shè)備。其輸入電源的容量能顯著下降，分量減輕，便于運(yùn)用和運(yùn)送。初期多選用調(diào)感式串聯(lián)諧振設(shè)備（50Hz），但存在自動化程度差、噪音大等缺點(diǎn)。因而現(xiàn)在大都選用調(diào)頻式（30-300Hz）串聯(lián)諧振實(shí)驗(yàn)設(shè)備，能夠得到更高的品質(zhì)數(shù)（Q值），并具有自動調(diào)諧、多重維護(hù)，以及低噪音、靈敏的組合辦法（單件分量大為下降）等長處。歸納國內(nèi)外有關(guān)技術(shù)材料，挑選適宜的實(shí)驗(yàn)頻率規(guī)模是個比較重要的問題。在這方面，有一些不同的觀念和提法。就現(xiàn)在的國內(nèi)外的提法來看，咱們總結(jié)可分紅3類：第1類為較寬頻率規(guī)模30-300Hz、20-300Hz、1-300Hz；第2類為工頻規(guī)模，45-65Hz，45-55Hz；第3類為挨近工頻，35-75Hz。

（1）第1類較寬頻率規(guī)模

世界大電網(wǎng)會議第21、09作業(yè)組發(fā)布的《實(shí)驗(yàn)導(dǎo)則》，主張頻率規(guī)模為30-300Hz。但實(shí)踐上更低一些頻率也具有較好地等效性。IEC60840和IEC62067規(guī)范草案（2001年和2000年）就規(guī)矩可選用20-300Hz。

國外有些廠家規(guī)劃串聯(lián)諧用電抗器，在特別情況下也有選用最低頻率為25Hz或20Hz的。當(dāng)然頻率愈低，被試電纜的長度（電容量）可增大。可是電抗器鐵心因而擴(kuò)大，使分量添加。單個材料顯現(xiàn), 1-300Hz的溝通實(shí)驗(yàn)也具有與工頻溝通實(shí)驗(yàn)的等效性，這闡明實(shí)踐運(yùn)用中頻率下限有或許獲得更低，例如小于20Hz乃至到0.1Hz也是可行的。進(jìn)一步標(biāo)明在這樣的頻率規(guī)模內(nèi)，絕緣內(nèi)部各介質(zhì)的電壓散布及介質(zhì)特性仍根本相同。

作業(yè)頻率超越300Hz是否恰當(dāng)？有材料報道說，隨頻率增高，串諧電抗器及勵磁變壓器的損耗下降，可是要考慮被試品電容介質(zhì)的極化發(fā)熱問題，因而頻率高于300Hz是不可取的。

（2）第2類為工頻規(guī)模

世界上工業(yè)頻率首要指50Hz和60Hz兩種，故IEC規(guī)范規(guī)矩對高壓絕緣的工業(yè)實(shí)驗(yàn)頻率規(guī)模為45-65Hz，在我國額外工頻為50Hz。GB/T16927.1-1997規(guī)矩工頻實(shí)驗(yàn)頻率規(guī)模為45-55Hz。

以為工頻電力電纜的實(shí)驗(yàn)電壓也有必要是工頻，這是趨于比較保存的觀念。針對此問題應(yīng)該側(cè)重闡明交代和預(yù)防性實(shí)驗(yàn)的意圖在于發(fā)現(xiàn)絕緣缺點(diǎn)的才能來定的。在不同的頻率下只需絕緣內(nèi)部介質(zhì)電壓散布相同，又有根本相同的檢出絕緣毛病的才能，就能到達(dá)實(shí)驗(yàn)的意圖。因而即便選用比工頻規(guī)模更寬的頻率也是能夠承受的。在90年代中期為了挑選恰當(dāng)?shù)臏贤蛪簩?shí)驗(yàn)'>溝通耐壓實(shí)驗(yàn)的頻率規(guī)模，做了許多、細(xì)心的根底研討作業(yè)。得出頻率在30-300Hz規(guī)模內(nèi)，橡塑電纜內(nèi)部幾種典型絕緣缺點(diǎn)的擊穿特性沒有顯著不同。這應(yīng)該是可信的，也得到遍及選用。剖析構(gòu)成這種在不同頻率下杰出的擊穿特性，首要原因是優(yōu)秀的同軸絕緣結(jié)構(gòu)，單一的絕緣介質(zhì)，原料相對純真、電場散布合理、規(guī)矩。因而，在不同頻率下結(jié)構(gòu)內(nèi)部電壓散布相同，構(gòu)成寬頻率規(guī)模實(shí)驗(yàn)的條件。油紙絕緣電纜一向選用頻率等于零的直流電壓進(jìn)行耐壓實(shí)驗(yàn)，其實(shí)踐效果很好，數(shù)十年來未遭到懷疑。

（3）第3類為挨近工頻頻率，35-75Hz

國外曾對正常XLPE（交聯(lián)聚乙烯）絕緣電纜樣品，在不同頻率下進(jìn)行擊穿實(shí)驗(yàn)。結(jié)果標(biāo)明在頻率為35-75Hz時擊穿電壓均落在可置信度95%之內(nèi)。因而有觀念擁護(hù)實(shí)驗(yàn)電壓頻率最好選在35-75Hz,也較為接近運(yùn)轉(zhuǎn)電壓頻率50Hz。值得注意的是，上述測驗(yàn)結(jié)果是對正常絕緣做的擊穿實(shí)驗(yàn)。而交代和預(yù)防性實(shí)驗(yàn)所選用的實(shí)驗(yàn)電壓值是偏低的，它只能擊穿有缺點(diǎn)的絕緣缺點(diǎn)（機(jī)械損害、水樹枝、終端頭或接頭盒應(yīng)力鐵錐施工或用料過錯，等等），徹底不足以擊穿電纜本體的正常絕緣。可見兩種實(shí)驗(yàn)的意圖和作業(yè)機(jī)理均不相同。好像沒有必要將正常絕緣35-75Hz的擊穿特性“延伸”運(yùn)用到檢測絕緣缺點(diǎn)方面。

3、規(guī)范問題

因?yàn)樵O(shè)備容量和體積等問題，現(xiàn)在國家尚無高壓電力電纜敷設(shè)后在現(xiàn)場進(jìn)行溝通耐壓實(shí)驗(yàn)'>溝通耐壓實(shí)驗(yàn)的相應(yīng)規(guī)范。但對直流耐壓實(shí)驗(yàn)的規(guī)范,因?yàn)榍懊嫠鲈蛉藗円伯a(chǎn)生了一些疑問。CIGRI世界大電網(wǎng)作業(yè)會議21作業(yè)組的《高壓擠包絕緣電纜竣工檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)主張導(dǎo)則》中對現(xiàn)在選用的直流耐壓實(shí)驗(yàn)辦法提出疑議，并引薦運(yùn)用工頻及近似工頻（30-300Hz）的溝通實(shí)驗(yàn)辦法。IEC 60840規(guī)范中在45-150kV敷設(shè)后電纜實(shí)驗(yàn)規(guī)范中除原直流實(shí)驗(yàn)規(guī)范外，添加了1.7U0 5分鐘或1U0 24小時的溝通實(shí)驗(yàn)規(guī)范。而在220kV等級中IEC 62067/CD草案中則取消了電纜敷設(shè)后實(shí)驗(yàn)中直流實(shí)驗(yàn)的規(guī)范，只要溝通實(shí)驗(yàn)的要求，即 20-300Hz 1.4U0 60分鐘。為了更有用的對施工后的交聯(lián)電纜進(jìn)行交代實(shí)驗(yàn),華北電力集團(tuán)公司在《電力設(shè)備交代和預(yù)防性實(shí)驗(yàn)規(guī)程》修訂內(nèi)容中在電纜主絕緣耐壓實(shí)驗(yàn)一項(xiàng)中添加了電纜的溝通耐壓實(shí)驗(yàn)'>溝通耐壓實(shí)驗(yàn)規(guī)范。之后，國內(nèi)許多當(dāng)?shù)匾蚕鄳?yīng)的出臺了當(dāng)?shù)匦詫?shí)驗(yàn)規(guī)范，其實(shí)驗(yàn)頻率大多都在30-300Hz，中低壓電纜實(shí)驗(yàn)電壓為1.6-2.0倍的相電壓，高壓電纜實(shí)驗(yàn)電壓一般都在1.4-1.7倍的相電壓，詳細(xì)依據(jù)各個當(dāng)?shù)芈杂胁煌憬]中低壓電纜實(shí)驗(yàn)頻率為45-65 Hz，高壓電纜實(shí)驗(yàn)頻率為35-75 Hz。