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18. 10 振荡波测试

18. 10. 1 概 述

振荡波测试也被称为阻尼交流 ( DAC) 测试[5] , 是国际大电网会议 ( CIGRE)

“ 安装后替代试验” 工作组认为能够基本上满足下列准则的一项试验:

在不产生新的缺陷或引起老化的情况下, 对在役电缆系统绝缘缺陷进行无损检测的能力。

对测试结果的一致性及不同频率下 (50Hz 或 60Hz) 测试结果的一致性。

测试方法的复杂度。

测试设备的成本及经济上的可行性。

振荡波测试的目的是在不给电缆系统造成可能威胁寿命的新绝缘缺陷的前提下, 对在役电缆缺陷做出诊断。

虽然振荡波测试目前在电缆测试中还没有很广泛的影响, 却也已经在箱式变电站试验中得到采用, 并且推荐用于气体绝缘电缆的测试。

18. 10. 2 测试方法概述

测试电路通常由直流电源和电容 C1 、 电缆电容 C2 构成, 电源给两个电容充电。 达到测试电压后, 电容通过低电感的空气线圈放电, 从而产生一个数千赫兹的谐振电压。 根据 C2 的大小来选择 C1 和 L, 最终获得频率为1 ~ 10kHz。

18. 10. 3 优 点

振荡波测试方法是基于固有的交流机理。

直流测试的主要缺点 ( 电场分布不均, 空间电荷) 都不会出现。

本方法易于实现。

成本相对低廉。

18. 10. 4 缺 点

振荡波测试的效果虽然比直流测试要好, 却不及交流 (60Hz) 测试。

在中压电缆系统中, 因数 f*OSW / 60Hz 电压近似于 1, 意味着测试效果近似等同于 60Hz 时的测试。

在高压电缆系统中, 因数 f*OSW / 60Hz 明显较高 ( 1. 2 ~ 1. 9 ), 也就是说振荡波测试效果不及 60Hz 时的测试。

在高压和中压电缆系统中因数 f*OSW / 60Hz 较低 ( 0. 2 ~ 0. 8 ), 可看出振荡波测试与直流电压测试相比的优势所在。

由于电缆电容取决于电缆长度, 而不同电缆单位长度电容不同, 谐振电压频率也不同。 频率的不同使被测特性也不尽相同。 ( 注: f*OSW / 60Hz 是指在标准电气缺陷时, 使用 OSW 测试的击穿电压和采用 60Hz 测试的击穿电压的比值。)

18. 10. 5 测试设备

通过直流电源给电缆充电, 通过球隙放电到合适的感应线圈中, 就可以获得所需频率的电压。 电压可用下列公式表示:

振荡波测试_1652706803901

αt LC

Vt) = V1 ecos2πft (18- 7)

振荡波测试_1652706803896

式中, V1 为发电机提供的充电电压; α 为衰减率; C = C1 + C2 ; f = 1 / LC

也有一些其他不同结构测试回路给出替代性解决方案。

18. 10. 6 试验过程

目前为止的许多测试都是试验性的。 采用刀切、 接头位置错误及绝缘中切洞等人为方式制造缺陷, 进行包括振荡波测试在内的不同试验。

测试的目的是为了获得可以比较的基准击穿电压。 通常的测试过程如下:

开始时给电缆是施加一次到两次运行电压水平的直流电压。

把电压升至 20 ~ 30kV。

在每个电压水平时打 50 个脉冲。

脉冲之间的时间间隔为 2 ~ 3min。

过程持续到发生击穿。

作为例子, 在荷兰的关于高压挤包绝缘电缆试验规范书中提到, 振荡波测试是作为敷设后的耐压试验。 测试过程如下:

用直流电源, 低速对电缆充电。

达到 3Vo 电压水平后切断直流电源, 然后迅速重合闸。

电缆回路通过电抗线圈放电, 产生谐振电压。

上述过程持续 50 次。

振荡波测试在荷兰是作为高压挤包绝缘电缆系统的安装后测试试验。

18. 10. 7 进一步研究工作

由于振荡波测试的有效性没有达到期望, 所以可以通过将其与局部放电测试组合进行, 试验结果作为额外诊断信息。 理论上自动局部放电测试系统可以对局部放电产生的相位信息、 时间信息、 幅值信息等局部放电数据进行分析记录。 对比 50Hz / 60Hz 交流电源产生的局部放电谱图, 可看出每个振荡波测试中, 随着电压幅值减小, 局部放电数据结果不尽相同。 对中压电缆而言, 这种测试系统看起来也是可行的[12]

甚低频测试介电谱
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