1概述  
隨著我國的電力事業(yè)的迅速發(fā)展,，尤其是在城網(wǎng)改造中，用交聯(lián)聚乙烯電纜(以下簡稱：“交聯(lián)電纜”)代替架空線路已成為一種趨勢,，高電壓的電力交聯(lián)電纜使用的數(shù)量越來越多,。為了檢驗和保證交聯(lián)電纜的安裝質(zhì)量，在送電投運前,，對交聯(lián)電纜進(jìn)行現(xiàn)場交流耐壓試驗十分必要,。過去由于受試驗設(shè)備的限制，在現(xiàn)場對交聯(lián)電纜進(jìn)行交流耐壓試驗比較困難,，一般采用直流耐壓試驗來代替,。存在兩個缺點：  
1)直流電壓對交聯(lián)聚乙烯絕緣，有積累效應(yīng),，即“記憶性”,。一旦電纜有了由于直流試驗而引起的“記憶性”,，它就需要很長時間來釋放盡殘留在電纜中直流電荷,。而當(dāng)該電纜投入運行時,，直流電荷便會疊加在交流電壓峰值上,，產(chǎn)生“和電壓”，遠(yuǎn)超過電纜的額定電壓,，使絕緣加速老化，縮短使用壽命,。  
2)直流電壓分布與實際運行的交流電壓不同，直流電場分布受電阻率影響,，而交流下電場分布與電阻率和介電系數(shù)都有關(guān)。因此直流耐壓試驗并不能象交流耐壓一樣可以準(zhǔn)確地反映電纜的機械損傷等明顯缺陷,，直流試驗合格的電纜，投入運行后,，在正常工作電壓作用下，也會發(fā)生絕緣故障,。由此可見，對于交聯(lián)電纜采用傳統(tǒng)的直流耐壓試驗是不可取的,，應(yīng)予淘汰。近年來,，國內(nèi)外許多專家都建議現(xiàn)場對交聯(lián)電纜進(jìn)行交流耐壓試驗來代替直流電壓試驗。由于電力電纜對地電容量很大,，在現(xiàn)場采用50Hz工頻進(jìn)行交流耐壓試驗條件難以具備，但采用調(diào)頻電源進(jìn)行交流耐壓試驗,，條件是基本具備的。根據(jù)GB11017-89[1]及IEC840,，現(xiàn)場絕緣耐壓試驗中使用的交流電壓頻率，可采用30—300Hz,。  
2交流耐壓試驗的幾種方法  
2·1串聯(lián)諧振  
如果被試品的試驗電壓較高，而電容量較小，一般可采用串聯(lián)諧振方法,。  
當(dāng)試驗回路中ω0L=1ω0C(C包括CX,、C1、C2)時,，試驗回路產(chǎn)生串聯(lián)諧振，此時能在試品上產(chǎn)生較高的試驗電壓(試驗電壓高低與回路品質(zhì)因數(shù)有關(guān)),，如果電容C較大，試驗回路電流也較大,，通過電抗器的電流也較大，這時試驗設(shè)備一般難以滿足現(xiàn)場試驗需要,；通常該試驗接線僅適用于被試品電容量較小而試驗電壓較高，試驗變壓器能滿足試驗容量要求而不能滿足試驗電壓要求的情況,。  
對于電力電纜來說，被試設(shè)備的電容量C是固定的,，要使試驗回路產(chǎn)生諧振就要改變試驗回路的電感L或頻率ω，即：ω0=1LC或L=1ω02C,。  
采用改變電感的方法來滿足串聯(lián)諧振需采用可調(diào)電抗器，但限于運輸和在現(xiàn)場搬動,，電抗器的體積和重量不能做得很大，因此可調(diào)電抗器的調(diào)節(jié)范圍是有限的,。所以在現(xiàn)場試驗時采用調(diào)感的方法往往由于電抗器的范圍有限而不能滿足試驗要求,。  
另一種方法是采用調(diào)頻的方法，即當(dāng)電抗器和電容固定時通過改變試驗電源頻率來使ω0L=1ω0C來達(dá)到所需的電壓,，但這時需要一套調(diào)頻電源裝置。  
2·2并聯(lián)諧振  
如果被試品的試驗電壓較低而試品容量較大時，一般可采用并聯(lián)諧振方法,。  
當(dāng)試驗回路中ω0L=1ω0C(C包括CX、C1,、C2)時，試驗回路產(chǎn)生并聯(lián)諧振,，此時試品電壓等于電抗器電壓也等于升壓變壓器高壓側(cè)電壓。由于電抗器的補償作用,，變壓器理論上僅提供回路阻性電流，可以大大降低對試驗變壓器的容量要求,。因此該試驗回路適用于試品電容量大，而電壓較低的情況,。低電壓的電抗器一般容易制作，試驗時可采用幾個低電壓電抗器并聯(lián)的方法或利用可調(diào)電抗器改變電感的方法來滿足并聯(lián)諧振要求,。如果有一套調(diào)頻電源裝置的話，也可采用改變試驗電源頻率的方法,，使回路滿足試驗要求,。  
2·3串-并聯(lián)法  
當(dāng)試驗電壓較高,、被試品電容量較大時,，采用上述兩種方法都難以滿足試驗要求，主要是試驗設(shè)備難以滿足要求：一是合適的高電壓大容量的電抗器一般單位都不具備,；二是不同長度的電纜電容量不相同，需要的電抗器也不一樣,，即使是可調(diào)電抗器也往往由于可調(diào)范圍有限而難以滿足試驗要求。因此僅靠配備合適的電抗器來滿足試驗要求就比較困難,，所以國內(nèi)外進(jìn)行長電纜交流耐壓試驗一般均采用串,、并聯(lián)調(diào)頻諧振方式,。  
在試驗回路中串入電抗器產(chǎn)生串聯(lián)諧振來提高被試品試驗電壓，在被試品兩端并聯(lián)電抗器使被試品電容電流大部份由電抗器來補償,，從而使通過串聯(lián)電路中電抗器的電流大為減少，從而降低試驗對電抗器,、試驗變壓器的要求。采用調(diào)頻電源裝置來改變試驗頻率使ω0L=1ω0C,，使試驗回路產(chǎn)生諧振。這樣試驗設(shè)備就比較容易滿足試驗要求,。  
3柳東I、II回電力電纜交流耐壓試驗  
云南電力試驗研究所對昆明供電局柳東I,、II回110kV交聯(lián)電力電纜進(jìn)行交流耐壓試驗，采用的是調(diào)頻方法及串-并聯(lián)諧振接線方式(見圖3所示),；其兩條電纜長度均為2·1km，每km的電容量為0·12μF,，每一相電纜總電容量大約為0·27uF，采用的補償電抗器為4個并聯(lián),，每個電抗器的電感量為200H左右，串聯(lián)電抗器電感也為200H左右,，在電抗器1串4并的串并聯(lián)諧振接線情況下，通過變頻電源盡量使試驗頻率接近于50Hz,，計算的試驗頻率大約為48·45Hz，計算被試品電力電纜的電容電流大約為9·04A,，4個電抗器補償電感電流為7·23A，每個補償電抗器通過的電流不到2A,，而串聯(lián)回路中的電抗器電流僅為1·81A，這樣每個電抗器只需要耐壓150kV電流大于2A,；升壓變壓器的變比為K=18000V/400V=45，輸出電壓為18kV,，電流也只需要2A就能滿足試驗要求。  
注:在電纜芯導(dǎo)體和金屬屏蔽層間施加試驗電壓110kV,，持續(xù)5min，試驗結(jié)果全部通過,。  
4調(diào)頻電源裝置的主要技術(shù)參數(shù)：  
4·1調(diào)頻電源柜  
額定輸入電壓：三相380V交流  
單相輸出電壓：0~365V，標(biāo)準(zhǔn)正弦波  
額定輸出電流：0~800A  
頻率調(diào)節(jié)范圍：30~300Hz  
重量：800kg  
4·2中間升壓變壓器  
額定容量：80kVA  
高低壓變比：18000V/400V  
4·3諧振電抗器(單節(jié)的額定參數(shù))  
額定電感量：200H  
額定電流：4A  
額定電壓250kV  
50Hz時的品質(zhì)因素Q：50  
重量：1000kg  
5結(jié)束語  
1)從試驗中可以看出,，“串-并聯(lián)諧振法”實質(zhì)上仍然是串聯(lián)諧振。這次試驗主要還是利用L-C諧振原理·與傳統(tǒng)的串聯(lián)諧振不同之處在于,，電抗器L不是簡單地與被試品電力電纜電容Cx構(gòu)成串聯(lián)諧振，而是與電抗器L1-L4和被試電纜電容Cx的并聯(lián)回路產(chǎn)生串聯(lián)諧振,，諧振電壓為Uc。并聯(lián)電抗器L1-L4主要起補償作用,。  
2)由于有了L1-L4的補償作用，使得流過勵磁變壓器高壓側(cè)及串聯(lián)電抗器L上的電流I減小,，電抗器L的體積和重量將大大減輕以及勵磁變壓器容量也將大大減少，相對提高了調(diào)頻諧振裝置的帶負(fù)載能力,。使得原本很難進(jìn)行的試驗項目，相對變得容易,。