電纜耐壓試驗是評估電纜絕緣強度、發現潛在缺陷的關鍵手段。針對不同類型的電纜,需采用與之適配的耐壓方法及設備,以保障試驗有效性與電纜本體安全。
主要試驗設備類型及其核心構成
根據試驗施加電壓的類型,電纜耐壓試驗系統可分為以下四類,各類系統的適用場景、核心設備及構成存在明確差異。
1. 直流耐壓試驗設備
該類設備對應的試驗方法,主要適用于油紙絕緣電纜。此方法不適用于交聯聚乙烯電纜,若將其應用于交聯聚乙烯電纜,易造成絕緣內部電荷積聚,引發 “記憶效應”,甚至直接損傷電纜絕緣結構。
核心設備:直流高壓發生器。該設備通過對工頻電壓進行整流、濾波處理,生成純凈的直流高壓。
主要構成:包含控制箱、升壓變壓器、高壓硅堆整流組件、濾波電容器、限流電阻等部件。其中控制箱承擔調壓、控制及保護的核心功能。
2. 超低頻耐壓試驗設備
該類設備主要用于 35kV 及以下中低壓交聯聚乙烯電纜的絕緣耐壓試驗,具備體積小、重量輕的特點,便于現場操作與搬運。
核心設備:VLF 超低頻高壓發生器。該設備可產生頻率為 0.1Hz 或更低的高壓正弦波或余弦方波。
主要構成:由控制單元、升壓單元、高壓分壓器組成。升壓單元通常與控制單元一體化設計,高壓分壓器則用于精準測量試驗過程中的施加電壓。
3. 串聯諧振耐壓試驗設備
基于該設備的試驗方法,是當前高壓、超高壓交聯聚乙烯電纜交流耐壓試驗的主流及標準方法。其核心原理為利用電抗器與被試電纜的電容形成諧振回路,借助小容量電源激勵,即可在被試品上獲得滿足試驗要求的工頻或近工頻高壓。
核心設備:變頻串聯諧振試驗系統。
主要構成
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變頻電源:將工頻電源轉換為頻率可調的電源,用于精準尋找諧振回路的諧振點。
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勵磁變壓器:為整個諧振回路提供穩定能量輸入。
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諧振電抗器:作為核心電感元件,可通過串并聯方式調整電感量,與被試電纜電容實現諧振匹配。
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電容分壓器:一方面用于精確測量施加在電纜上的高壓,另一方面可作為諧振電容的組成部分參與諧振。
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控制與保護單元:集成試驗過程的控制、數據測量及安全保護功能。
4. 振蕩波耐壓試驗設備
這是一種新興的電纜耐壓測試方法,尤其適用于 10-35kV 中壓配網電纜。該方法不僅能夠完成電纜耐壓測試,還可同步開展局部放電檢測與定位工作,功能集成度高。
核心設備:DAC 振蕩波測試系統。
主要構成:包含直流充電單元、高壓電子開關、諧振電感、局部放電檢測單元、分析控制軟件。其中局部放電檢測單元由高頻 CT、檢測阻抗等部件組成,用于捕捉并識別局部放電信號。