1.串聯諧振試驗裝置在電纜試驗中的應用

城鄉電網中電纜的大量使用,其故障時有發生。為保證交聯電纜的安全運行 , 國家電網公司對電纜交接和預防性試驗做出了新的規定 ,用交流耐壓試驗替代原來的直流耐壓試驗,以避免直流試驗的累積效應對電纜造成損傷 。

大電網會議 (CIG RE)21.09 工作組的建 議導則提出高壓擠包絕緣電纜的現場試驗采用DAXZ串聯諧振試驗系統 , 頻率范圍為 30 ～ 300 H z 。 并在 1997年發表的題為 “高壓橡塑電纜系統敷設后的試驗”的總結報告中明確指出以下 3 條 。

a)由于直流電場強度按電阻率分布,而電阻率受溫度等影響較大,同時耐壓試驗過程中 , 終端頭的外部閃絡引起的行波可能造成絕緣損壞 。
b)直流耐壓試驗在很高電壓下,難以檢出相間的絕緣缺陷 。
c)直流電壓本身容易在電纜內部集起 空間電 荷 , 引起電纜附件沿絕緣閃絡 , 因波過程還會產生過電壓 , 這些現象迭加在一起 , 使局部電場增強 , 容易形成絕緣弱點 , 在試驗過程中可能導致絕緣擊 穿 , 并可能在運行中引起事故 。

很多電纜在交接試驗中按 GB50150-2006標準 進行直流耐壓試驗順利進行 , 但投運不久就發生絕緣擊穿事故 , 正常運行的電纜被直流耐壓試驗損壞的情況也時有發生。交流耐壓試驗因其電場分布符 合運行實際情況 , 故對電纜的試驗zui為有效 。通常 交流電力電纜的電容量較大 , 試驗電流也很大, 調感式設備的體積將非常巨大并 且電感調節也很困難,而調頻式裝置則靈活性更強 , 更易于實現 。因此,電纜現場交流耐壓試驗多利用變頻諧振試驗設備 。鼎升電力可根據客戶需求制造10KV、35KV、110KV、220KV、500KV電壓等級的串聯諧振試驗裝置。

2.串聯諧振試驗裝置在GIS設備中的應用

氣體絕緣開關設備在工廠整體組裝完成以后或分單元進行調整試驗 , 試驗合格后以分單元運輸的方式運往 現場安裝 。運輸 過程中的振動 、撞擊等可能 導致 GIS 元件或組裝件內堅固件松動或移位 ;安裝過程 中 , 在聯結 、密封等工藝處理方面可能失誤 , 導致 電極表面刮傷或安裝錯位引起電極表面缺陷 ;安裝 現場可能從空氣中 進入懸浮塵埃 、 導電微粒 雜質 等 , 這些在安 裝現場通過常規 試驗將難以檢 查出 來 , 對 GIS 的安全運行將是很大 的威脅 。 由于試驗設備和條件所限 , 早期的 GIS 產品多數未 進行 嚴格的現場耐壓試驗  。事故統計表明沒有進行現場耐壓試驗的 GIS 大都發生了事故 。因此 , GIS 必須 進行現場耐壓試驗 。

GIS 的現場耐壓主要包括交流電壓、 振蕩操作 沖擊電壓和振蕩雷電沖擊電壓等 3 種試驗方法 。其 中交流耐壓試驗是 GIS 現場耐壓試驗zui常見的方法 ,  它能夠有效地檢查異常的電場結構 (如電極損 壞)。目前 ,   由于試驗設備和條件所限 ,   現場一般 只做交流耐壓試驗 。 IEC517 和GB7674 認定對 SF6 氣體絕緣試驗電壓頻率在10 ～ 300 H z 范圍內與工頻電壓試驗基本等效。國內外大多采用調頻式串聯 諧振耐壓試驗裝置進行 GIS 現場交流耐壓試驗 。

3.串聯諧振試驗裝置在發電機(電動機)交流耐壓試驗中的應用

發電機定子繞組對地或相間電容量大 ,  如300MW水輪發電機定子繞組對地電容量高達1.7 ～ 2.5μF ,工頻耐壓時電容電流達到25 ～35 A , 試驗設備容量數千 kVA , 采用常規試驗設備時,設備笨重。更為嚴重的是用常規大容量試驗設備時,發電機定子繞組絕緣被擊穿時的故障點短 路電流大 , 會燒損鐵芯 , 將造成很大的經濟損失 。 根據國家標準 G B/ T 16927.2 -1997  《高電壓試驗技術》  *部分 6.2.1.1 電壓波形的規定“ 試 驗電壓一般應是頻率為45 ～ 65H z的交流電壓 ,通常稱為工頻試驗電壓。”為了滿足發電機交流耐壓 試驗電壓頻率為工頻的要求 , 發電機串聯諧振裝置通常是調感式的 , 通過調節鐵芯氣隙改變電感從而達到工頻諧振的目的 。

諧振裝置具有組合方式靈活 , 對試品的破壞小，同時串聯諧振試驗裝置的體積 、 重量和所需要的 電源容量遠低于采用傳統的試驗變壓器 , 大大減輕 了現場試驗的工作量。因此 , 串聯諧振試 驗裝置將在電力設備交流耐壓試驗工作中獲得越來越廣泛的應用 。