華意電力是一家專(zhuān)業(yè)研發(fā)生產(chǎn)串聯(lián)諧振的廠(chǎng)家，本公司生產(chǎn)的串聯(lián)諧振在行業(yè)內都廣受好評，以打造最具權威的“串聯(lián)諧振“高壓設備供應商而努力。

  電力電纜采用變頻諧振耐壓試驗的背景與優(yōu)勢分析

  與架空線(xiàn)路相比，電纜線(xiàn)路具有敷設隱蔽、受氣候干擾小、少維護、對城市市容影響小等優(yōu)勢，在城市電網(wǎng)中的應用越來(lái)越普遍，而且電纜化率也成為衡量城市電網(wǎng)技術(shù)水平的重要標志。隨著(zhù)油浸紙絕緣電力電纜逐步退出歷史舞臺，代之以安裝簡(jiǎn)便、沒(méi)有漏油困擾的橡塑絕緣電力電纜，其中交聯(lián)聚乙烯（XLPE）電力電纜更因為電氣機械性能好、傳輸容量大、施工安裝靈活而成為主流電纜。

  為了保證線(xiàn)路安全運行，電力電纜投入運行前必須進(jìn)行交接驗收試驗，以避免機械損傷、安裝工藝缺陷等問(wèn)題引起運行故障損失 ；在電力電纜運行期間，也要定期進(jìn)行預防性試驗，以便及時(shí)發(fā)現故障隱患和潛伏性缺陷。在這些試驗中，按照被試絕緣的危險程度分為非破壞性試驗和破壞性試驗兩大類(lèi)，前者因為施加的電壓低于額定電壓，不會(huì )損傷電纜的絕緣性能而被稱(chēng)為非破壞性試驗，主要試驗項目包括絕緣電阻測量、泄漏電流測量、介質(zhì)損耗因數測量等 ；后者要在高于工作電壓條件下進(jìn)行試驗，可能引起絕緣損傷和破壞，故稱(chēng)之為破壞性試驗，主要試驗項目是直流耐壓試驗和交流耐壓試驗。雖然非破壞性試驗能發(fā)現許多絕緣缺陷，但因為試驗電壓較低，某些局部缺陷還是不能夠被檢出，所以必須通過(guò)破壞性試驗來(lái)進(jìn)一步暴露這些缺陷。直流耐壓試驗設備體積小、重量輕、操作簡(jiǎn)單、便于現場(chǎng)實(shí)施，同時(shí)早期的油浸紙絕緣電力電纜的絕緣結構為油和紙的組合，采用直流耐壓試驗不會(huì )因累積電荷而造成絕緣損傷，所以曾經(jīng)很長(cháng)一段時(shí)間作為現場(chǎng)的主要試驗項目。但是直流耐壓試驗不合適用于 XLPE 電纜，因為它的絕緣結構是固體介質(zhì)，這與油浸紙電纜絕緣結構迥異，在直流電場(chǎng)作用下容易儲存和聚集空間電荷而形成“記憶效應”，需要很長(cháng)時(shí)間才能完全釋放出累積的電荷，而交接試驗和預防性試驗后都不大可能等待這么久再投運，這樣很容易出現累積的電荷疊加在工頻交流電壓峰值上而擊穿電纜；另一方面 XLPE 電纜中的“水樹(shù)枝” （指水分浸入絕緣結構并在電場(chǎng)作用形成的樹(shù)枝狀物）在直流電壓作用下會(huì )迅速轉化為“電樹(shù)枝” （指絕緣結構內部形成的樹(shù)枝狀放電通道），從而加速絕緣老化和引起電纜擊穿故障。交流耐壓試驗環(huán)境更接近實(shí)際運行環(huán)境，而且電場(chǎng)分布也與直流電壓不同，交流電場(chǎng)由介電參數控制，直流電場(chǎng)由電阻率控制，這些特點(diǎn)決定了交流耐壓試驗是鑒定XLPE 電纜更有效、更安全的方法。

以變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗為例，試驗裝置由變頻電源、勵磁變壓器、諧振電抗器、電容分壓器和補償電容幾部分組成。目前，變頻電源可自動(dòng)調諧，當然也可以通過(guò)手動(dòng)方式進(jìn)行調諧。勵磁變壓器用于將變頻電源與試驗回路進(jìn)行隔離，同時(shí)設法與被試電纜的功率與電壓匹配，一般有多個(gè)繞組抽頭以滿(mǎn)足不同電壓、容量的需求。電抗器有油式和干式之分，前者容量大 ；后者較輕便，但散熱差一些。電容分壓器用于測量被試電纜電壓。補償電容用于補償短距離、等效容量小的電纜容量，一般并聯(lián)于試驗回路中。

  目前，在我國城市電網(wǎng)電纜線(xiàn)路中交聯(lián)聚乙烯電纜的使用比例已經(jīng)超過(guò) 90%。由于電力電纜線(xiàn)路造價(jià)高、停電損失大，因此選擇有效的試驗方法就顯得尤為重要了。變頻諧振試驗方法近年來(lái)逐漸引起注意，隨著(zhù)人們重視程度的加深，該方法必然有著(zhù)廣闊的應用前景。

  作為工頻耐壓試驗的最佳等效方法之一的變頻諧振試驗方法主要用于對大電容值的容性電力設備的現場(chǎng)交流耐壓試驗，這類(lèi)電力設備包括交聯(lián)聚乙烯中低壓/高壓/超高壓電力電纜(XLPE)、全封閉高壓組合電器(GIS)、發(fā)電機定子、大型變壓器、架空電力線(xiàn)路、電力電容器等。

  以上電力設備其交接或預防性試驗都要求進(jìn)行工頻耐壓試驗，但由于試品電容量大，使得試驗設備功率巨大，體積龐大，現場(chǎng)試驗非常困難?？商娲恼{感式工頻并聯(lián)諧振試驗裝置也由于設備笨重復雜，以前也僅主要用于對發(fā)電機定子的耐壓試驗。對電纜的直流高壓試驗，也隨著(zhù)電纜的普及而被主管部門(mén)禁止或不推薦。而代之以輕便、簡(jiǎn)單的串聯(lián)變頻諧振方式進(jìn)行容性試品的交流耐壓試驗成為流行趨勢，并迅速被各個(gè)行業(yè)所接受。 

  當然這一切的實(shí)現得益于單片機技術(shù)、大功率電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，否則是沒(méi)有技術(shù)上的可行性的。 

  現就電纜串聯(lián)諧振試驗的幾種主要方法做一對比說(shuō)明。明顯可以看出被國內、外有關(guān)標準化機構和專(zhuān)家推薦的串聯(lián)變頻諧振試驗的優(yōu)越性。

  關(guān)于串聯(lián)變頻諧振的理論基礎 

  諧振定義：電路輸入端電壓U與電流I同相，稱(chēng)為諧振

  在電阻、電感及電容所組成的串聯(lián)電路內，當容抗XC 與感抗XL 相等時(shí)，即XC＝XL，電路中的電壓U 與電流I 的相位相同，電路呈現純電阻性，這種現象叫串聯(lián)諧振。當電路發(fā)生串聯(lián)諧振時(shí)，電路的阻抗Z=√R2+XC-XL2=R，電路中總阻抗最小，電流將達到最大值。 

  發(fā)生諧振時(shí)，由 于感抗和容抗相等，所 以電感和電容兩端的電壓有效值相等，即：UL=UC。又由于其相位相反，因此這兩個(gè)電壓是相互抵消的。在電容或電感的電壓有效值為：UL=UC＝XLI0=ω0LIO=ω0LU/R。式中ω0L/R 稱(chēng)為諧振電路的品質(zhì)因數，它代表電壓比。即UC/U 或UL/U。 

  品質(zhì)因數是衡量諧振電路特性的一個(gè)重要參數。如電路中電抗越大，電阻越小，則品質(zhì)因數越高。因此電容或電感上的電壓值將比外加電壓大的多。一般電感、電容諧振電路的品質(zhì)因數可達幾十甚至幾百。所以串聯(lián)諧振又叫電壓諧振。在電力系統中，串聯(lián)諧振將會(huì )產(chǎn)生高出電網(wǎng)額定電壓數倍的過(guò)電壓，對電力設備的安全造成很大危害。