电力电缆采用变频谐振耐压试验的优势分析

  电力电缆采用变频谐振耐压试验的背景与优势分析，与架空线路相比，电缆线路具有敷设隐蔽、受气候干扰小、少维护、对城市市容影响小等优势，在城市电网中的应用越来越普遍，而且电缆化率也成为衡量城市电网技术水平的重要标志。随着油浸纸绝缘电力电缆逐步退出历史舞台，代之以安装简便、没有漏油困扰的橡塑绝缘电力电缆， 其中交联聚乙烯(XLPE) 电力电缆更因为电气机械性能好、传输容量大、施工安装灵活而成为主流电缆。

  为了保证线路安全运行，电力电缆投入运行前必须进行交接验收试验，以避免机械损伤、安装工艺缺陷等问题引起运行故障损失;在电力电缆运行期间，也要定期进行预防性试验，以便及时发现故障隐患和潜伏性缺陷。在这些试验中，按照被试绝缘的危险程度分为非破坏性试验和破坏性试验两大类，前者因为施加的电压低于额定电压，不会损伤电缆的绝缘性能而被称为非破坏性试验，主要试验项目包括绝缘电阻测量、泄漏电流测量、介质损耗因数测量等;后者要在高于工作电压条件下进行试验，可能引起绝缘损伤和破坏，故称之为破坏性试验，主要试验项目是直流耐压试验和交流耐压试验（采用变频谐振耐压试验装置）。虽然非破坏性试验能发现许多绝缘缺陷，但因为试验电压较低，某些局部缺陷还是不能够被检出，所以必须通过破坏性试验来进一步暴露这些缺陷。

  直流耐压试验设备体积小、重量轻、操作简单、便于现场实施，同时早期的油浸纸绝缘电力电缆的绝缘结构为油和纸的组合，采用直流耐压试验不会因累积电荷而造成绝缘损伤，所以曾经很长一段时间作为现场的主要试验项目。

  但是直流耐压试验不合适用于XLPE电缆，因为它的绝缘结构是固体介质，这与油浸纸电缆绝缘结构迥异，在直流电场作用下容易储存和聚集空间电荷而形成“记忆效应”，需要很长时间才能完全释放出累积的电荷，而交接试验和预防性试验后都不大可能等待这么久再投运，这样很容易出现累积的电荷叠加在工频交流电压峰值上而击穿电缆：另一方面XLPE电缆中的“水树枝”(指水分浸入绝缘结构并在电场作用形成的树枝状物)在直流电压作用下会迅速转化为“电树枝”(指绝缘结构内部形成的树枝状放电通道)，从而加速绝缘老化和引起电缆击穿故障。

  交流耐压试验环境更接近实际运行环境，而且电场分布也与直流电压不同，交流电场由介电参数控制，直流电场由电阻率控制，这些特点决定了交流耐压试验是鉴定XLPE电缆更有效、更安全的方法。

  经过多年研究和探索，交流耐压试验已形成工频耐压试验、变频耐压试验、超低频耐压试验和振荡波耐压试验四个系列。工频耐压试验是指采用试验电压频率为49~61Hz的交流电源进行耐压试验，根据设备原理又分为直接工频和工频串联谐振(调感式串联谐振)两种主要方法。变频耐压试验是指利用能够产生可变频率20~300Hz的交流电压装置进行耐压试验，主要方法为变频谐振耐压试验装置试验法。