電力電纜變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)方案
方案適用于6kV~220kV 交聯(lián)聚乙烯（XLPE）絕緣電力電纜的交接試驗(yàn)、預(yù)防性試驗(yàn)及故障修復(fù)后驗(yàn)證試驗(yàn)，采用變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)方法，依據(jù)GB 50150-2016《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》、DL/T 474.4-2018《現(xiàn)場絕緣試驗(yàn)實(shí)施導(dǎo)則 — 交流耐壓試驗(yàn)》及DL/T 596-2021《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》制定，旨在檢測電纜主絕緣氣隙、受潮、老化及接頭制作缺陷，保障電纜絕緣性能符合運(yùn)行要求。
一、試驗(yàn)原理
基于串聯(lián)諧振電路原理，調(diào)節(jié)變頻電源輸出頻率，使試驗(yàn)回路中電抗器的感抗與被試電纜的容抗相等，回路達(dá)到諧振狀態(tài)。此時(shí)回路總阻抗最小、電流最大，電纜兩端可獲得數(shù)倍于勵(lì)磁電壓的高電壓，且輸出電壓波形接近正弦波（畸變率≤1%）。試品擊穿時(shí)諧振條件被破壞，電壓自動(dòng)下降，可有效防止事故擴(kuò)大，同時(shí)試驗(yàn)電源容量需求遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)工頻耐壓試驗(yàn)。
二、試驗(yàn)準(zhǔn)備
（一）試驗(yàn)對象參數(shù)確認(rèn)
提前核查被試電纜基礎(chǔ)信息，包括型號(hào)規(guī)格、額定電壓（U0/U）、長度、敷設(shè)方式、運(yùn)行年限及本次試驗(yàn)類型（交接 / 預(yù)試），記錄電纜終端、中間接頭數(shù)量及制作工藝，交叉互聯(lián)電纜需標(biāo)注互聯(lián)箱位置。
（二）試驗(yàn)設(shè)備選配與檢查
核心設(shè)備：變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置（含變頻電源、勵(lì)磁變壓器、串聯(lián)電抗器、高壓電容分壓器），設(shè)備額定電壓、容量需匹配被試電纜，品質(zhì)因數(shù)（Q 值）≥30，頻率調(diào)節(jié)范圍 20~300Hz。
輔助設(shè)備：2500V/5000V 兆歐表、專用放電棒、接地極、溫濕度計(jì)、紅外熱像儀、局部放電檢測儀（可選）。
設(shè)備檢查：確認(rèn)所有設(shè)備外觀無破損、接線端子牢固，兆歐表校準(zhǔn)合格，諧振裝置保護(hù)功能（過壓、過流、閃絡(luò)、溫升保護(hù)）正常，電抗器絕緣電阻≥1000MΩ。
（三）現(xiàn)場準(zhǔn)備與安全布置
斷開被試電纜兩端與電網(wǎng)、配電設(shè)備的連接，將非試驗(yàn)相可靠接地，電纜終端頭清潔干燥，無污穢、裂紋及凝露。 劃定試驗(yàn)區(qū)域，設(shè)置硬質(zhì)圍欄，懸掛 “高壓危險(xiǎn)，禁止入內(nèi)” 警示標(biāo)識(shí)，試驗(yàn)區(qū)域與帶電體安全距離≥3 米（10kV）/5 米（35kV）/8 米（110kV 及以上）。
布置獨(dú)立接地極，確保試驗(yàn)設(shè)備外殼、電容分壓器、電纜屏蔽層一點(diǎn)接地，接地電阻≤4Ω；試驗(yàn)現(xiàn)場配備絕緣手套、絕緣靴等安全防護(hù)用品，安排專人監(jiān)護(hù)，電纜兩端設(shè)置值守人員。
確認(rèn)試驗(yàn)環(huán)境符合要求：溫度 - 10℃~40℃，相對濕度≤80%，避免在雨、霧、雪及大風(fēng)天氣進(jìn)行試驗(yàn)，海邊、高濕度環(huán)境需用硅膠毯包裹電纜終端頭。
（四）預(yù)試驗(yàn)檢測
使用兆歐表測量被試電纜各相絕緣電阻，10kV 電纜≥1000MΩ、35kV 及以上電纜≥10000MΩ，絕緣電阻無明顯偏低則進(jìn)入正式試驗(yàn)，否則排查絕緣缺陷。
三、試驗(yàn)設(shè)備參數(shù)配置
| 電纜電壓等級(jí) | 試驗(yàn)類型 | 核心試驗(yàn)參數(shù) | 電抗器配置參考 | 諧振頻率范圍 |
| 10kV（8.7/10kV） | 交接試驗(yàn) | 2.5U0=21.75kV，持續(xù) 60min；預(yù)試 3.5U0=30.5kV，持續(xù) 5min | 2 臺(tái) 10kV/1.5A 并聯(lián) | 100~200Hz |
| 35kV（26/35kV） | 預(yù)試 / 交接 | 1.7U0=44.2kV，持續(xù) 30/60min | 4 臺(tái) 26kV/1A 串聯(lián) | 40~80Hz |
| 110kV（64/110kV） | 交接試驗(yàn) | 1.7U0=108.8kV，持續(xù) 60min | 6 臺(tái) 50kV/1A 并聯(lián) | 20~50Hz |
四、試驗(yàn)操作流程
（一）試驗(yàn)回路接線
按變頻電源→勵(lì)磁變壓器→串聯(lián)電抗器→被試電纜→高壓電容分壓器→接地極的順序串聯(lián)連接主回路，將電容分壓器電壓信號(hào)接入變頻電源，確保所有接線端子緊固、無松動(dòng)，接線完成后由雙人交叉核對，杜絕錯(cuò)接、漏接。
（二）諧振調(diào)諧
開啟變頻電源，設(shè)置頻率掃描范圍 20~300Hz，輸出電壓調(diào)至試驗(yàn)電壓的 10%~30%，緩慢調(diào)節(jié)頻率。 觀察回路電流、電壓變化，當(dāng)電流最小、電纜兩端電壓最大時(shí)，回路達(dá)到諧振狀態(tài)，鎖定諧振頻率，記錄此時(shí)的頻率、電流值；
若無法找到諧振點(diǎn)，檢查電抗器組合方式或電纜是否開路。 調(diào)諧完成后，檢查電壓波形畸變率≤1%，局部放電檢測儀（若使用）基線穩(wěn)定，無雜散干擾。
（三）升壓與耐壓試驗(yàn)
按照1~2kV/s的速率緩慢升壓，全程監(jiān)測試驗(yàn)電壓、電流、諧振頻率及設(shè)備溫升，嚴(yán)禁快速升壓或越級(jí)升壓。 升壓至試驗(yàn)電壓后，保持規(guī)定耐壓時(shí)長，期間持續(xù)觀察：
①電壓、電流是否穩(wěn)定，無突升突降；
②電纜及接頭無放電、異響、焦糊味；
③電抗器表面溫升＜30℃，溫度≤70℃；
④局部放電量≤5pC（交接試驗(yàn)）/≤10pC（預(yù)試）。 耐壓過程中若出現(xiàn)異常，立即按下 “急?！?按鈕，停止升壓并降壓至零，嚴(yán)禁帶壓處理故障。
（四）降壓與放電
耐壓時(shí)長達(dá)到后，以均勻速率緩慢降壓至試驗(yàn)電壓的 10% 以下，嚴(yán)禁直接斷電降壓。 關(guān)閉變頻電源，使用專用放電棒對被試電纜、電抗器、電容分壓器進(jìn)行多次充分放電，放電時(shí)間不少于 5 分鐘，確認(rèn)無殘余電荷后，方可接觸試驗(yàn)設(shè)備及電纜。
（五）復(fù)檢測試
放電完成后，再次使用兆歐表測量電纜絕緣電阻，與試驗(yàn)前對比無明顯下降（下降幅度≤5%），則完成單相反試驗(yàn)，依次對其余兩相重復(fù)上述操作。
五、試驗(yàn)結(jié)果判定
（一）合格判定標(biāo)準(zhǔn)
耐壓過程中，電纜無擊穿、閃絡(luò)現(xiàn)象，電壓、電流穩(wěn)定，無異常波動(dòng)。 試驗(yàn)前后電纜絕緣電阻無明顯下降，局部放電量符合規(guī)定要求。 設(shè)備無故障報(bào)警，電抗器、勵(lì)磁變壓器無過熱、異響等異常。
（二）不合格判定及處理
耐壓過程中出現(xiàn)電壓驟降、電流突增，或電纜有明顯放電、擊穿聲，判定為絕緣擊穿，需記錄擊穿時(shí)的電壓值，采用分段試驗(yàn)法排查故障點(diǎn)（中間接頭 / 終端頭 / 電纜本體）。
局部放電量超標(biāo)或絕緣電阻顯著下降，判定為絕緣劣化，需對電纜進(jìn)行干燥、修復(fù)或更換缺陷部位，處理完成后重新試驗(yàn)。 試驗(yàn)中設(shè)備溫升超標(biāo)或保護(hù)報(bào)警，立即停機(jī)冷卻，排查設(shè)備故障或試驗(yàn)回路問題，待恢復(fù)正常后繼續(xù)試驗(yàn)。
六、特殊場景處理
交叉互聯(lián)電纜：試驗(yàn)前解開互聯(lián)箱，逐段試驗(yàn)時(shí)將非試驗(yàn)段臨時(shí)接地，避免感應(yīng)電壓（未接地段感應(yīng)電壓可達(dá) 5kV 及以上），試驗(yàn)完成后恢復(fù)互聯(lián)箱接線。
老舊電纜（運(yùn)行≥8 年）：適當(dāng)降低試驗(yàn)電壓（按 2.5U0 執(zhí)行），防止絕緣劣化加速，可先進(jìn)行 0.1Hz 超低頻耐壓試驗(yàn)預(yù)檢，再開展串聯(lián)諧振試驗(yàn)。
跨海 / 長距離電纜：提前用 LCR 電橋分段復(fù)測電纜電容，考慮電容容升效應(yīng)，調(diào)整電抗器組合數(shù)量；海邊試驗(yàn)做好鹽霧防護(hù)，使用紅外熱像儀確認(rèn)終端頭無凝露。
GIS終端電纜：試驗(yàn)時(shí)加裝均壓環(huán)，降低電暈干擾，確保局部放電檢測精度，GIS 終端與電纜連接部位做好密封防護(hù)。
多中間接頭電纜：耐壓過程中重點(diǎn)監(jiān)測接頭部位，若出現(xiàn)局部放電量突增，立即排查接頭制作缺陷（如防水帶老化、應(yīng)力錐未推入）。
七、安全注意事項(xiàng)
試驗(yàn)全程嚴(yán)格執(zhí)行 “一人操作、一人監(jiān)護(hù)” 制度，所有試驗(yàn)人員需穿戴絕緣防護(hù)用品，嚴(yán)禁在試驗(yàn)區(qū)域內(nèi)隨意走動(dòng)，非試驗(yàn)人員禁止入內(nèi)。
試驗(yàn)設(shè)備接線、拆線必須在斷電、放電完成后進(jìn)行，嚴(yán)禁帶壓接線、拆線；接地裝置必須可靠，嚴(yán)禁虛接、漏接。 變頻控制器連續(xù)運(yùn)行超30分鐘，停機(jī)后不要立即關(guān)電源，保持風(fēng)扇運(yùn)行散熱；設(shè)備出現(xiàn)過壓、過流保護(hù)后，需斷開控制回路電源，排查問題后重新啟動(dòng)。
試驗(yàn)現(xiàn)場嚴(yán)禁吸煙、動(dòng)火，配備干粉滅火器；雷雨天氣立即停止試驗(yàn)，切斷所有電源，將試驗(yàn)設(shè)備可靠接地。
試驗(yàn)完成后，拆除所有臨時(shí)接線，恢復(fù)電纜原有接地及連接方式，清理試驗(yàn)現(xiàn)場，確保電纜具備投運(yùn)條件。
八、試驗(yàn)記錄與報(bào)告
試驗(yàn)過程中及時(shí)、準(zhǔn)確記錄所有數(shù)據(jù)，包括電纜基礎(chǔ)信息、試驗(yàn)環(huán)境（溫濕度、天氣）、設(shè)備配置參數(shù)、諧振頻率、試驗(yàn)電壓、耐壓時(shí)長、絕緣電阻值、局部放電量、設(shè)備溫升及異?，F(xiàn)象（如有）。
試驗(yàn)完成后編制試驗(yàn)報(bào)告，報(bào)告包含試驗(yàn)依據(jù)、試驗(yàn)設(shè)備、操作流程、試驗(yàn)數(shù)據(jù)、結(jié)果判定及處理建議，附試驗(yàn)波形圖、局部放電圖譜（可選），試驗(yàn)記錄及報(bào)告需簽字確認(rèn)，存檔備查。
