對于采用帶并聯(lián)補(bǔ)償?shù)?a href="http://quickstore.cn/productinfo/detail_4_49_74.aspx">變頻串聯(lián)諧振試驗裝置接線方式對交聯(lián)聚乙烯電纜進(jìn)行現(xiàn)場交流耐壓試驗時，并聯(lián)補(bǔ)償?shù)碾娍蛊鲗χC振時的品質(zhì)因素的影響進(jìn)行了分析，并提出解決現(xiàn)場電纜交流耐壓試驗中合理選擇、配置有關(guān)的諧振試驗裝置的方法。

文章概述　　

　　隨著電力事業(yè)的發(fā)展，高壓交聯(lián)聚乙烯電纜（以下簡稱“交聯(lián)電纜”）的使用越來越多。由于技術(shù)及有關(guān)規(guī)程要求，交聯(lián)電纜在敷設(shè)安裝和發(fā)生故障時，必須在現(xiàn)場進(jìn)行交流耐壓試驗。由于試驗時被試品的試驗電壓很高，電流也比較大，對試驗電源的要求很高。
　　目前現(xiàn)場使用的試驗裝置主要有兩大類，即進(jìn)口（或仿進(jìn)口）的方波調(diào)制型和標(biāo)準(zhǔn)正弦波調(diào)頻調(diào)壓諧振型。兩種諧振試驗裝置采用回路諧振的原理來滿足試驗所需的電壓和電流要求。
　　在交聯(lián)電纜進(jìn)行交流耐壓試驗時，如電纜的試驗電壓比較高，但長度較短試品電容量不大，試品電流較小，試驗只需考慮對試驗電源裝置的輸出電壓要求，常常采用串聯(lián)諧振的方式進(jìn)行試驗。當(dāng)被試電纜的長度較長，試品電容量大，試品電流很大，單一的串聯(lián)諧振的方式不能滿足試驗要求，因此擬采用“串并聯(lián)諧振法”，即增加了并聯(lián)補(bǔ)償?shù)拇?lián)諧振方式，利用輕便的、較小容量的諧振試驗裝置，對數(shù)公里長的交聯(lián)電纜成功地進(jìn)行了交流耐壓試驗。
　　顯然，當(dāng)電纜長度增加，試驗所需的試驗電流增大時，只需進(jìn)一步增加電抗器的臺數(shù)，總能滿足試驗要求。實踐和理論分析表明，試驗回路中并聯(lián)補(bǔ)償?shù)碾娍蛊鞯臄?shù)量不能無限增加。
　　在對寶應(yīng)大道改造工程鋪設(shè)的2組4．2km的110 kV電纜進(jìn)行現(xiàn)場試驗。和對江蘇寶應(yīng)經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)國泰路110 kV電纜工程的2組1．5 km長的110 kV電纜做交流耐壓試驗。試驗中，嘗試了多種方式，發(fā)現(xiàn)當(dāng)試驗回路中并聯(lián)補(bǔ)償?shù)闹C振電抗器的數(shù)量增加時，試驗回路的品質(zhì)因數(shù)及對試驗電源容量的要求也發(fā)生變化。

現(xiàn)場試驗情況

        試驗設(shè)備參數(shù)
　　調(diào)頻電源：采用揚州拓普電氣科技有限公司生產(chǎn)的變頻串聯(lián)諧振試驗裝置。輸出為0～865 V標(biāo)準(zhǔn)正弦波，頻率調(diào)節(jié)范圍：30～300 Hz。
　　電抗器參數(shù)（單節(jié)）：額定電壓267 kV、額定電流4 A，50 Hz時的品質(zhì)因素為50。
    　從試驗數(shù)據(jù)（比較試品電容為0．6048μf和0．6627μf時）可以看出，在試品電容量相近，并聯(lián)回路電抗器的并聯(lián)臺數(shù)增加時，回路的品質(zhì)因數(shù)明顯下降，電容量小的試品試驗電流反而增加。

串并聯(lián)法的原理分析
　    等值電路圖（未計被試品的電阻）
　    計算分析
　　在等值電路圖中，電感為L，品質(zhì)因數(shù)為Q1；整個回路的品質(zhì)因數(shù)為Q，回路總的電阻為R′，并聯(lián)回路總的阻抗為Z。
　　在試驗時，電路處于諧振狀態(tài)，試驗變壓器僅需要提供整個試驗回路的有功損耗部分的功率。在Cx兩端未并電抗器并忽略Cx及試驗變壓器的有功損耗的條件下，試驗回路的品質(zhì)因數(shù)為Q＝ωL／R。如試驗裝置受到限制，為減小試驗電流，在Cx兩端并電抗器?？梢钥闯觯C振時電路中的電壓Uab和Ubc的幅值是相等的，所以試驗中試驗電壓不變時每臺電抗器的有功損耗相同，設(shè)與被試品并聯(lián)的電抗器為n只，各電抗器的參數(shù)相同，則試驗電路的總損耗增加到原來的n＋1倍。此時，如果Cx和電抗器的諧振頻率保持不變，則試驗回路的品質(zhì)因數(shù)為：
        但實際上，在大多數(shù)情況下，當(dāng)并聯(lián)的電抗器數(shù)n變化時，Cx的并聯(lián)電路中的等值參數(shù)Cx值將改變，電路的諧振頻率（調(diào)頻時）或串聯(lián)的電抗器的值將要改變，引起ωL值的變化，使電路的品質(zhì)因數(shù)改變。
　　當(dāng)電源裝置為調(diào)頻電源時，當(dāng)n增加時諧振頻率ω增加，ωL值增加使得Q增加。若考慮由于頻率的增加，電抗器的損耗會有所增加及n增加引起的整個電路的損耗增加，它使Q值降低。所以，整個電路的實際品質(zhì)因數(shù)總是小于Q1，大于Q1／（n＋1）。
　　當(dāng)電源裝置為調(diào)感電源時，n增加，電抗器L增加，ωL值增加，使得Q增加。n增加引起的整個電路的損耗增加，它使Q值降低，整個電路的實際品質(zhì)因數(shù)也是小于Q1，大于Q1／（n＋1）。

交聯(lián)電纜現(xiàn)場交流耐壓試驗應(yīng)注意的事項
   1、目前單節(jié)諧振電抗器在50 Hz下本體的Q值一般大于50。為了便于串并聯(lián)方法的靈活運用，單節(jié)電抗器Q值應(yīng)盡量大，也即盡量降低電抗器的損耗。
   2、根據(jù)被試電纜的長度和電容量，選擇適當(dāng)參數(shù) （電感量、額定電流、額定電壓）的諧振電抗器及數(shù)量。
   3、調(diào)頻電源的輸出電壓的調(diào)頻范圍一般為30～300 Hz。
   4、并聯(lián)法中諧振電抗器的節(jié)數(shù)越少越好。受試驗裝置的限制，并聯(lián)補(bǔ)償?shù)碾娍蛊鞯墓?jié)數(shù)n，應(yīng)滿足以下關(guān)系：Q1（n＋1）大于試驗電壓Uc／變壓器的勵磁電壓U。
   5、從設(shè)備的使用效率和經(jīng)濟(jì)性考慮，5 km長以內(nèi)110 kV電纜試驗（或電容量小于0．67μf的試 品），配置輸出功率為75 kW的調(diào)頻電源裝置即可；5km長以上的電纜試驗，使用更大輸出功率的調(diào)頻電源裝置。(未完待續(xù))