电力电缆工频电压试验设备的选择与应用.pdf
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1、2 0 1 0年第 3期 No 3 2 Ol 0 电 线 电 缆 El e c t r i c W i r e Cab l e 2 0 1 0年 6月 J u n , 2 01 0 电力电缆工频电压试验设备 的选择与应用 朱世 荣 , 张光武 ( 1 福建南平 市中心检验所 , 福建 南平 3 5 3 0 0 0 ; 2 浙江省质量技术监督检测研究院 , 浙江 杭州 3 1 0 0 1 3 ) 摘要 : 通过分析 电力电缆电压试验 的负载特性 以及 变压 器式和 串联谐振 两种 工频 电压试验 设备 的工作原理 和特点 , 对工频 电压试验设备 的选择提 出建议 。 关键词 : 电力 电缆 ;
2、工频 电压试验 ; 设备 ; 选择 中图分 类号 : T M 2 0 6 ; T M 2 4 7 1 文献标识码 : A 文章编 号: 1 6 7 2 6 9 0 1 ( 2 0 1 0 ) 0 3 - 0 0 4 2 -03 Se l e c t i o n an d Ap pl i c a t i o n o f t he App ar a t us f o r t h e Co mme r c i a l Fr e q ue nc y Vo l t a g e Te s t fo r Powe r Ca bl e s ZHU S h i - r o n g,e t a l ( F u j
3、 i a n N a n p i n g C e n t r a l I n s p e c t i o n I n s t i t u t e , N a n p i n g 3 5 3 0 0 0, C h i n a ) Ab s t r a c t :By a n a l y z i n g t h e l o a d c h a r a c t e r i s t i c s o f t he v o l t a g e t e s t o n po we r c a b l e s a n d t he wo r ki n g p r i n c i p l e a nd c ha
4、 r - a c t e r i s t i c s o f t h e t r an s f o r me r t y p e a n d s e r i e s r e s o na n c e t y p e t e s t a pp a r a t u s f o r c o mme r c i a l fre q ue nc y v o l t a g e t e s t ,t he a ut h o r pu t f o r wa r d s ome s u g g e s t i o n s a b o u t t h e s e l e c t i o n o f t h e
5、a p p a r a t us for t h e c o mme r c i a le q ue nc y v o l t a g e t e s t for p o we r c a b l e s Ke y wo r ds:p o we r c a b l e;c o mme r c i a le q ue nc y v o l t a g e t e s t ;a p pa r a t u s ;s e l e c t i o n 。 颛 县 H H 工 频 电 压 试 验 设 备 是 电 力 电 缆 局 部 放 电 试 验 和 u L _ J L _ J u L - J L T J
6、 L 交流电压试验的高压主设备, 在 G B 1 2 7 0 6 -2 0 0 8标 准中, 局部放电试验和交流 电压试验作为成品电 缆 的重要 检 验项 目, 其 最 高试 验 电压 为 1 0 4 k V, 因 此 , 试验 设备 技术 要 求高 , 制 造 工 艺复 杂 , 其 价 格 十 分昂贵。 目前, 常用的工频电压试验设备有变压器 式和串联谐振两种 , 由于两种变压方式各有其技术 特点 , 因此, 应根据 自身试 品需要 , 选择不 同的试验 设 备 。 1 工频 电压试验设备结构和工作原 理 1 1 设 备 结构 变 压器 式 工 频 电压 试 验设 备 常 见结 构 见 图
7、1 , 其 中, 试验高压由试验变压器升压实现 , 调压设备调 节试验 电压 的大小 。 串联谐 振 工 频 电压 试 验设 备 常 见 结构 见 图 2 , 其中, 试验高压由励 磁变压器和串联谐振两级升压 实现 。 收稿 日期 : 2 0 0 9 1 2 - 2 2 作者简 介: 朱世荣( 1 9 6 5一) , 男 , 工程师 , 副所长 作者地 址: 福建南平 市文体路 2 0 3号 3 5 3 0 0 0 卜 图 1 变压器式工频 电压试验设备结构框图 鲨 H H 悝 兰 制仪器 r 一 图 2串联谐振工频 电压试验设备结构框图 以上两 种升 压方 式 均 可 根据 试 验 需 要
8、, 通 过 测 量和控制仪器的工作状态选择进行局部放 电试验或 交流电压试验 , 工作频率为工频 5 0 Hz 。 1 2工作原 理 电缆在局部放电试验和交流电压试验时为容性 负载 , 因此以下工作原理 以容性负载分析。 ( 1 )变压器式工作原理。采用一次线圈与二次 线圈间电磁感应或同线圈带抽头 自感来变换 电压, 电路模型见图 3 。其电压、 电流、 容量的计算式为 : U kU, , =k U ( R +j t o C )= U t o e S。= kU。 l c 2 0 1 0年第 3 期 No 3 2 01 0 电 线 电 缆 El e c t r i c Wi r e Ca bl
9、e 2 0l O年 6月 J u n, 2 01 0 S = U J 式 中 , u 为试 验 电压 ( 即输 出电 压 ) ; U 为试 验 变 压 器的输人 电压; 为一次线圈与二次线圈 的匝数 比 ( 即变 压器 的变 比) ; 为输 出 电流 ; 为 高压 回路保 护电阻值 ; 为角频率 , =2 f ,f= 5 0 H z ; C 为被测 试样 电容 量 ; s , 为输 入容 量 ; s 为输 出容 量 。 l奎 I 3变 压 器 式 电路 模 型 ( 2 )串联谐振工作原理。串联谐振又称电压谐 振 , 它是 R L C串联 电路 , 其 电路模型见图4 。当调节 电抗器电感与回路
10、容抗相等时, 电路将产生谐振 , 此 时 : : l C, 式 中 , 为电抗 器 电感 。 在谐 振状 态下 : , c=U R Uc= I c C : l mL = U sm L R f= Q U。 S = U l c S =U 。 , =Q I c= q s 式中, 冗 为回路有功损耗的等效电阻 , 其阻值很小 ; Q为谐振 回路的品质因数 , Q= R 。 由 S :q s 。 可知 , 输出容量为输入容量的 Q倍 , 从而实现较小电源输入容量获得较大的试验容量。 上 cx 图 4串联谐振 电路模型 2 电缆 无功功率的计算 从资料中查阅所得的交联聚乙烯绝缘电力电缆 ( 以下简 称交联
11、 电缆 ) 电容标 准值 , 见 表 1 。 G B T 3 0 4 8 2 0 0 7标 准 规 定 , 电缆 的 型式 试 验应按产品标准规定取短段 电缆试样 , 例行试验应 在制造长度的电缆产品上进行 。电缆 电容量 c 随 电缆规格和长度的增大而增大, 规格和长度不同, 电 缆的无功功率差别也很大。 例 1 , 额定 电压 2 6 3 5 k V, 6 3 0 m m 的交 联 电 缆 , 当长度为 2 k m, 试验电压为 2 5 其无功功率 为 : =2 5 U o , = ( 2 5 U 0 ) C : ( 2 52 6 ) 。2 3 1 4 5 0 0 25 3 3 2 = 6
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