时间：2023-05-30 09:46:23
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇高压电容，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
一、高压电容潜在的危险
1.运行过程中构架带电。高压电容的内部构造是四串五并的上下两层的接线以及三星形状的接线的电容器组通过绝缘安装于整个金属构架上，可以很直观的看到构架直接与电容器的带电部位相连，并通过绝缘的部位与地面绝缘相连，运行的构架中带电。对于这类的接线的电容器组【1 】，一般上层的电压的可达到5000v的电压，所以构架是一个潜在的危险，考虑到绝缘击穿致使电容器的外壳以及支持的构架带电等等的因素，仍需要将这种接线的方式加以控制。
2.高压电容的剩余电荷。当高压电容器高压的熔丝熔断以后，整个放电的电路无法进行沟通，剩余的电荷不能放掉，因此在进行高压的熔丝熔断以前，必须对电容器进行人工的放电，这样才能够保证，在整个熔丝熔断以后，剩余的电荷能够放干净。当高压电容放电压变为内部的断线的时候，应该放电压所在的一组电容器的回路应该被断开，这种情况比高压熔丝熔断更具危险，因为高压电的熔丝熔断可以看见，放电压内部的断线比较的隐蔽，并且剩余的电荷的量比较的大，这一组的电容器的电荷的总和。当电容器的内部出现开路的情况的时候，这时候电容器的放电的回路被断开，剩余的电荷放不完，即便是拆除整个电容器，拆下的电容器的内部还有一定的电荷，因此必须要采取安全的措施来防止触电的产生。
3.高压感应电。作为感性无功补偿的设备，能够就地的进行平衡无功，提高电压的合格率，因此，在高压的变电站中被广泛的采用，低压的电抗器的结构是一个空心的线圈，层层的缠绕叠加形成【2 】，在运行的过程中或产生很强的磁场，使得附近的设备产生非常强大的感应电，但是在高压的变电站中，电容器和低压的电抗器大多数是并排着布置的，低压的电抗器中，将会使得电容器产生特别强的感应电力。
4.环境和气候。高压电容采用的是电容的容量比较大，数量多，电容器组一般是由120只小的电容器组成，而且一般都是在户外安装，在户外电容器不但要经受严寒酷暑同时还要接受小动物的危害，这些则都会引起电容器的主要的故障，一旦电容器引起故障就不是单一存在的故障。
5.登高作业规范程度。大多数时候为了节省占地的面积，电容器一般采用的是上下的结构分层的方式，电容的构架的检修是非常的危险的，必须严格的按照电容器的登高的作业的规范来执行，否则就会产生一定的弊端【3 】。
环境气候 感应电 剩余电荷 构架带电
上层 48.5 76.1 112.7 99.2
中层 56.8 71.4 67.3 86.3
下层 91.2 89.8 88.6 76.7
二、高压电容潜在危险的控制技术
1.验电、接地线。当整个电容退出运行的时候，其中的单只的电容器仍然存在剩余的电荷，并且与地面之间有较高的电位差，另外电容器的高压熔丝熔断、放电压变内部的断线，电容器内部的开路都会造成剩余的电荷的不完全放干净，同时残余的电压很高，必须对整个电容器进行验电、放电和接地线。同时，当电容器退出运行的时候，其支持的构架仍然存在带电的可能性，因此还要对整个支架进行放电【4 】。
2.确定位置和数量。针对电容器的不同的接线方式，应该合理的确定接地线的装置和数量，在进行验电的时候，必须按照规定的操作的流程进行，必须佩带安全帽和绝缘的手套，还要使用合格的安全工具。验电和放电的操作，应该从电容器的里面到外面，由近处到远处，从下层到上层进行逐步的进行，放电的时候应该注意双手紧握接地线的手柄的末端，始终要保护好验电处与人体的安全的距离，有放电的声音的时候，要反复的进行放电，直到电气的声音完全停止。同时还要用操作的杆连接地线，应该注意防止地线的透空造成的人员的伤害和设备的损坏。出现故障的电容器可能出现接触不良等状况，采用的中性的线以及多个穿接线进行多次的放电。
3.电压压差保护。大多数的电容器放电的电压带有主次级，主要的供电的电器本身就具有保护的作用，对于这种类型的电容器，还要防止压变的第二次烦人导电，在电容器上还要进行工作前就应该取下是我压变的采集的熔丝，以此来确保电容器的所有的电源已经断开，必要的时候还要在高压一侧接挂地线。当低压电抗器运行的时候，有可能在靠近的电容器上出现比较大的感应电，比如发现电容器存在感应而放电不尽【5 】，就应该在附近低压电抗器上停止运行。
4.放电。电容器年检维修工作以前，必须对电容器逐个进行放电，对整个故障设备进行处理，还要更换电容器的熔丝，必须要对故障的设备进行彻底性的放电，对于整个背部的断线的未知性的电容器，应该采取带电作业的方式进行主要的处理。
验电
放电
接地线
结语：
高压电容器本身具有很多的良好的特质，但是同时也存在很多潜在的危险，本文对高压电容器存在的常见的潜在的风险进行了阐述，并提出了一系列的解决的办法。未来的高压电容器会发挥更大的作用，造福大众。■
参考文献
[1]路保送，高压电容潜在的危险，电容制造，2009（8）
[2]朱海松，电力电容器控制系统的设计与应用，电力发展，2010（1）
[3]李刚，林玲，高压电容存在危险的解决办法，生活与科技，2009（6）
【关键词】倍压电路 电容参数优化 PSIM仿真 输出电压
随着电力电子技术的发展以及半导体技术的革新，功率器件如IGBT、MOSFET的出F，将直流高压电源向高频化、小型化、智能化的方向推进。这一改进也使得直流高压电源的应用范围更为广泛，从航空、航天军事领域到农业、生活的方方面面。在不同的领域，不同的应用场合，直流高压电源对其输出电压的稳定性、纹波问题有着不同的要求，因此，在对直流高压电源其输出电压影响因素的研究有着重要的意义。本文针对基于科克罗夫特-瓦尔顿（C-W）倍压整流电路电容的参数优化，分析电容的参数选取对直流高压电源输出电压动态响应时间以及纹波影响。
1 PSIM仿真
如图1，为PSIM仿真软件下的四级（两个电容、两个二极管构成一级倍压电路，一级倍压电路的输出电压为输入电压的两倍）C-W倍压整流电路图，其输入电压Ui是通过高频交错的控制策略生成幅值为310V、频率为25kHz的方波电压源，通过四级C-W倍压电路整流，理论上其输出电压Uo应为8Ui。在满足输出电流Io低于10mA的前提下，将负载电阻Ro选为280kΩ。
2 电容参数优化
将倍压电路中的电容定义为升压电容（C1、C2、C3、C4）和输出电容（C1*、C2*、C3*、C4*）。首先给定一组升压电容以及输出电容值，选定为1e-7F，以此作为参照，其仿真输出电压如图2；将升压电容改变为1e-6F、输出电容保持参照值不变，对比图3可知输出电压响应速度变慢、纹波增大但其对稳压值影响不大；而保持升压电容不变，改变输出电容为1e-6F，其输出电压如图4所示响应时间受到影响更大、稳压值降低但其纹波影响不大。
3 结论
通过对比，我们可以初步得出以下结论，升压电容越大使输出电压的动态响应时间增大、纹波明显但不影响输出电压值；输出电容越大对输出电压的动态响应时间影响更显著同时降低了输出电压稳态值而对纹波影响不大。
（通讯作者：管瑞欣）
参考文献
[1]戚栋，王宁会.实用电源技术手册特种电源分册[M].沈阳：辽宁科学技术出版社，2005：72-79.
[2]胡秀芳.基于ARM高级定时器的高频交错SPWM实现方法[J].陕西电力，2015（04）：32-35.
[3]洪悦.30kV可调直流高压电源设计[D].大连：大连理工大学，2011.
通讯作者简介
管瑞欣（1991-），女，汉族，山西省运城市人。硕士研究生学历。主要研究方向为高压PWM直流电源。
关键词：高压电气；试验；对策
1 高压电气试验的理论概述
1.1 高压电气试验。电气试验一般是指电气设备绝缘预防性的试验，它作为保证电力系统正常稳定运行的有效手段，是电气设备绝缘监督的重要组成部分。高压电气试验是考核电气设备主绝缘或者是电气参数是否适应安全运行的一个重要手段，对整个电力系统的发展有着重要的作用。
1.2 高压电气试验的发展动向。近几年来，随着经济的快速发展和科学技术的进步，加之电气设备故障诊断的需要以及计算机技术、信号处理技术等的发展，高压电气试验中采用的新设备和新技术不断增多，新的试验方法也不断引进，国内外的最新技术得到了广泛的应用，从而促进了当前电力系统的稳定发展。首先，高压电气试验的新设备不断增多。随着科技的不断发展，当前的电气设备呈现出设备小巧轻便、抗干扰能力钱、自动化程度高等特点。其次，高压电气试验不断采用新的研究方法。例如，油中溶解气体色谱分析方法，它能够在一定程度上简化分析判断；变压器绕组变形方法，它能够增加诊断的灵敏度；GIS 局部放电的超声波检测频带试验,通过声波信号在GIS 设备外壳上检查设备内部局部放电故障。再次，高压电气试验的新技术不断应用。其中，0.1Hz 超低频试验电源的应用，进一步提高了试验仪器的抗干扰能力；红外技术的应用可以通过监测电气设备对设备故障进行更加准确的诊断。最后，高压电气试验诊断技术不断发展。目前应用最为广泛的是电力变压器故障专家诊断系统。
2 高压电气试验面临的问题
虽然高压电气试验得到了快速的发展，但是高压电气试验在试验过程往往会受到一些因素的影响，从而造成了试验结果和实际情况相脱节，严重时会造成不必要的损失。
2.1 高压电气试验设备和被试设备的接地问题。首先，高压电气被试设备接地不良。高压电器被试设备接地不良容易造成介质的严重损耗，这种问题一般情况发生在电容性的设备上，比如说电压互感器或者耦合电容器等。在变电站里，为了保证线路的正常运行，把电压互感器与线路直线连接。如果电气设备的接地开关或者连接线接触不良，就如同在电容器上串联了一个等量的电阻。比如说如果电容量为 C，电容器的介质损耗因数为 tgδ，等值串联电阻为 R，那么关系式为：tgδ=ωCR。但是如果当设备接地不良的情况出现后，电容器的电容量越大，它所产生的损耗就会越大，进而会造成被试设备介质损耗超标的情况。
其次，高压设备在使用 TV 和 TA 时，二次回路接地不良。在测试高电压的运行过程中，必须要使用，TV 和 TA。在一般情况下，TV和 TA 的交互应该遵循电磁感应定律，但是在他们实际的交互过程中，TV 和 TA 的二次绕组会出现接地不良的情况，这样一来，实际反映出来的数值对铭牌值而言出现了偏差。由于高压电气设备中的 TV 和 TA 的一次绕组和二次绕组与地面两者之间存在着分布电容，如果在二次绕组不接地的情况下，二次绕组上的感应电压往往会在表计和地面之间产生杂散电流，这样就会产生错误的指示值。
2.2 高压电气试验中引线所引起的问题。首先，高压电气设备中避雷器的引线问题。在一次高压变电所的检修试验中，一台220kV 主变中性点避雷器在试验过程中被检修人员将引线断开，但是引线的接头还保留在避雷器上边。最后出现的结果是：75％直流参考电压下的漏电量高达80uA；但是如果把把残留在避雷器上的引线拆下后重新测试，75％直流参考电压下的漏电量小于 20uA。由此可见，高压电气试验中避雷器引线产生的问题是非常巨大的，因此，在具体的高压电气试验实际运行过程中，我们必须把高压部位的引线全部拆除，从而能够更好地防止引线拆除不当引起的电流泄漏以及造成微安电表刻度的变差。
再次，绝缘带引起的问题。在高压电气试验运行过程中，绝缘带具有非常重要的作用。相关实验人员曾经做过一次实验：在测量电容性电压互感器的介质损耗因数的时候，最后测量的结果却不合格，数据出现了明显的偏差。为了找出数据偏差的原因，试验人员采取了各种各样的方法，最后终于得出了一个重要的结论：只有把固定在引线上的绝缘带去除后，所得到的数据才是合格的。如果不把绝缘带拆除，就说明给介质增加了几百兆欧的电阻，影响了高压电气试验的正常运行。
2.3 高压电气试验电压不用引起的问题。首先，电压对介质损耗因数测量数据的影响。相关试验人员在一次 550kV 直流中继站的耦合电容器预防性的试验中，为了避免仪器受到损伤，采取了降低试验电压的方法。后来发现一台电容器的测量结果不合格，为了找出电容器不合格的原因，试验人员采取了各种各样的方法，后来发现，随着试验电压的不断升高，介质损耗因数就越来越小。之所以出现这种现象，主要是由于多个元件串联的耦合电容器中存在连接线接触不稳定的情况，在低压的情况下，氧化层依然完好，出现较大的接触电阻，介质损耗就变大；如果试验电压不断增大，氧化层被融化，接触电阻就会变小，介质损耗就会变小。
其次，电压对测量直流电阻的影响。高压发电机在进行预测性试验的过程中，利用双臂电桥测量转子绕组的电流电阻，测量结果与以往的数据之间存在很大的差距。通过对测量方法的比较分析，相关试验人员发现转子绕组在运行过程中存在导线断裂的情况。如果导线断裂，就会在导线表面出现一层氧化膜，当利用双臂电桥对转子绕组进行测量时，根据电压的强度不同就会出现不同的结果。
再次，高压电气试验电压对测量直流漏电的影响。在高压电气设备导体表面所产生的电晕电流在导体的形状、导体之间的距离确定了之后，与电场强度的大小有着密切的关系。如果外施电压的数值很小时，电晕电流很小，此时对漏电电流的测量所产生的影响也比较小；如果高压试验电压数值变大时，电晕电流就会增大，这时对漏电电流的测量会产生很大的影响。
3 高压电气试验中主要对策
高压电气试验是考核电气设备主绝缘或者是电气参数是否适应安全运行的一个重要手段，对整个电力系统的发展有着重要的作用。高压电气设备的试验，是对设备的具体运行状况进行检查和鉴定的重要措施，是进一步了解高压设备绝缘状态以及运行性能的主要方法，针对以上高压电气试验中面临的一些问题和困境，我们要做到以下几点：
首先，搞清高压电气试验设备和被试设备的接地不良问题，我们要高度重视高压 TV和TA 的二次绕组，从测量的准确度和安全度两个方面着手，对其中的某一个端子的接地情况要确认无误。在进行交流耐压的试验过程中，要认真测量试验品的电容电流强度，通过电流的大小来判断高压电气试验电压运行是否正常。
【关键词】高压；电气设备；绝缘技术
一、引言
绝缘技术，指的是利用电子技术、计算机技术、传感技术，通过对正在运行中的高压电气设备进行信号采集、传输、数据处理、逻辑判断，以此对电力设备在运行状态下，进行带电测试和实时监测、诊断。电力系统的供电其可靠性直接关系到人们的日常生活和生产的用电保障，高压电气设备的正常、安全运行是电力系统正常、安全运行的基础，也是重中之重。随着经济社会的发展，电力系统也紧跟时代的步伐发展起来，与此同时，绝缘技术也应运而生。下面本文就在对绝缘技术分析的基础上，对绝缘技术在高压电气设备中的应用进行探讨。
二、绝缘技术的原理和功能
1.监测对象和参数
高压电气设备绝缘技术是在高压电气设备运行的过程中，利用高压电气设备的工作电压监测绝缘的特征参数。所以，可以准确的反映高压电气设备绝缘的运行状况，进而对绝缘的情况作出精准的判断。绝缘技术根据变电站中不同的电气设备进行监测，监测内容包括：电容量、损耗值、母线电压、绝缘电阻、三相不平衡信号、泄漏电流等参数。随着绝缘技术的不断发展，其监测的电气量也在不断增加。
2.绝缘技术监测的功能
绝缘技术能够对带电设备的绝缘特性参数实时测量，也能够对数据进行分析和处理。
①监测避雷器运行时的阻性电流和容性电流的变化，了解其内部绝缘和阀片老化的情况。
②监测耦合电容器、CVT、套管、电流互感器等容性设备的介质损耗和泄漏电流，了解其内部绝缘老化、受潮、损坏缺陷。
③监测阻抗稳定，不会受到变电站电磁干扰的影响，在系统雷电和操作过电压的作用之下具有自保性，不发生软件损坏和性能变化现象。
④监测绝缘油的内部可燃性气体的变化情况，了解设备内部有没有放电、过热等缺陷。
三、绝缘设备的相关知识
其中对于绝缘设备的分析，则可以从以下几点：
1.避雷器
如今，变电站的避雷器已经没有串联间隙，高压电气设备运行时会泄漏一部分电流经过阀片，加快了阀片的老化速度，而高压电气设备阀片劣化的主要因素就是老化和受潮。监测高压电气设备电流泄漏能够有效地观测高压电气设备的绝缘情况，测量电流反映整体受潮严重，老化初期阻性电流增多，全部电流没有明显变化。高压电气设备正常运行时，通过避雷器的是容性电流，少部分为阻性电流，约占一至二成。阻性分量涵盖：瓷套内部和外部表面的泄漏，阀片泄漏和电阻分量，绝缘支撑泄漏。每当避雷器受潮、阀片的老化、绝缘部件受损、表面有污垢，容性电流没有明显变化，却增加了阻性电流。避雷器主要事故原因是增大阻性电流后，增加了损耗，导致热击穿。
2.耦合电容器、CVT、电流互感器
监测耦合电容器、CVT、电流互感器的介损角正切值是高灵敏度的项目，可发现高压电气设备的绝缘劣化、绝缘受潮、局部缺陷。绝缘受潮占设备的八成以上，因为设备的结构是电容分布均压的，绝缘系数高，绝缘受潮会导致绝缘介损增多，被击穿。
绝缘劣化的基本特征：
①绝缘介损值增加，产生热量导致热击穿，测量介损角可监测介损的变化情况。
②绝缘会有树枝状电、局部放电情况发生。局部放电的量大，在过电压、雷电、绝缘损坏的情况下发生，通过测量能够算出介损。
③绝缘特性能够随着温度的变化而变化。绝缘的大小、型式、状况决定了绝缘温度，相对特定的设计和等级，绝缘劣化使得温度增加，灵敏度和温度非线性增加。所以说，能够影响温度的环境温度、介损、负载等对老化绝缘值的影响明显。
具有电容绝缘的设备，进行介电特性的监测，会发现早期阶段的发展缺陷。发展缺陷的初期，测量介损正切值和增加率一致，具备高灵敏度；发展缺陷的后期，测量电流和电容的变化的情况相同，比较容易监测到发展缺陷。
四、高压电气设备对绝缘技术的应用分析
在工矿企业高压电气设备中采用绝缘技术，具有重要意义。为了确保电气设备的安全稳定运行，并有效预防设备遭到损坏，就需要对电气设备及供电系统进行严格的保护。此外，还要依据实际的情况，对工矿企业电气设备及供电运行的情况加以充分掌握，从而使得工矿企业生产活动的正常运行得到有效保证，以便能进一步提高工矿企业的生产效率。高压电气设备绝缘技术是一项综合科技，集计算机、通讯、高电压、测试为一体，数字信号传输、传感器、状态诊断是核心。高压电气设备绝缘技术的应用，是实现状态检修的必要手段。绝缘技术的应用有助于从原来的定期维修向状态维修过渡。利用绝缘技术进行状态维修可实现：
1.有效防止周期计划检修所引来的弊端，合理计划安排检修，节约维修成本，使得运行设备能保持正常运转，创造经济效益。
2.减少高压电气设备试验和维修的盲目，减少高压电气设备检修过程中引发故障的几率，延长了设备的使用期限，使得设备的维护更加的科学合理。
3.大幅度的减少开关操作和停电时间，提升电力系统的经济性、稳定性、安全性。
4.连续、正确的反映高压电气设备运行时电压的绝缘性能、故障排除，能及时监测到高压电气设备运行过程中的绝缘欠缺，防范突发性绝缘情况的发生，有效提高高压电气设备运行平稳，降低发生事故的几率，明显减少突发性事故。
5.绝缘技术可以弥补预防性试验，将绝缘技术与预防性试验相结合，依据绝缘技术的结果安排布置预试，提高大修周期，是全面推动状态维修的有效措施。
状态维修要掌握和熟知高压电气设备带电工况的绝缘参数，绝缘技术是获取高压电气设备的带电工况绝缘参数的办法。在高压电气设备运行的情况下，监测绝缘的状态参数，并对这些参数比较分析，以此来判定是否检修。其中对于高压电气设备的监督管理，也要求其外绝缘表面不能够出现严重的积污；其瓷套、法兰以及复合外套不能够出现裂纹、放电烧伤以及破损情况；要确保涂敷RTV涂料的瓷外套具有较好憎水性，其涂层不得出现缺损、龟裂以及起皮现象；同时还需要对高压支柱绝缘子定期进行探伤以及检查，以免其出现断裂；在寒冷地区，最好采用涂抹聚硫防水胶等在其电气设备水泥浇装部位。
五、结语
综上所示，高压电气设备绝缘技术能够及时发现和监测出设备内部的绝缘状态，对处理设备绝缘故障，保障电网平稳安全运行起到了至关重要的作用。绝缘技术是电力系统实行状态检修的基础和唯一的技术手段，应大力推广绝缘技术的使用，积累经验，推行高压电气设备状态检修。现如今的计算机、通讯、传感器的不断发展为高压电气设备绝缘技术的发展提供了保证，为研发超高压电力线路绝缘子和开展绝缘技术提供了有力支撑。
参考文献
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关键词：小型化高压变压器高压电源仿真
引言
高压电源已经被广泛地应用?医学、工业无损探伤、车站、海关检验等检测设备中，也广泛应用于诸如雷达发射机、电子航空图显示器等军事领域。传统的高压电源体积大、笨重，严重影响了所配套设备的发展。目前的高压电源多采用开关电源形式，大大降低了体积重量，增加了功率，提高了效率。特别是高压小功率开关电源，几乎都是开关电源结构。本文所讨论的高压小功率开关电源，是为X射线电视透视系统配套设计的。这种系统是对原始X射线设备的改进，它增加一个叫做图像增强器的设备。这种设备采用电极对电子进行加速和聚焦，因而需要与之相配套的小功率高压电源。
1方案选择
小功率高压电源最常用的例子是电视机的阳极高压发生器，它将几十伏的直流电源，通过功率变换和高压变压器升压，再整流滤波，变为高压输出；另一个应用实例是负离子发生器，常采用晶闸管调压方式。以上两种调压方式都需要一台单独可调的辅助电源，即高、低压组合方式。这样便加大了电源的体积和复杂程度。加之，由于电路结构形式的不同，它们的输出电压范围的调节很有限，需要大范围调节时，只能通过改变供电电压来实现。而X射线增强器的主路电压调节范围近10kV，上述电路形式很难满足要求。本文采用的半桥谐振式开关电源，成功地解决了以上问题。
2技术指标
输入电压220（1±10％）V，（50±0.5）Hz；或宽范围输入电压180～250V。
输出电压／电流
阳极（正）电压/电流
标称值＋25kV/1mA，
电压范围＋23kV～＋32kV；
标称值＋7.35kV/200μA，
电压范围＋6.0kV～＋7.8kV；
标称值＋0.985kV/200μA；
电压范围＋0.8kV～＋1.1kV；
阴极（负）电压/电流
标称值－0.75kV/500μA；
电压范围－0.5kV～－1kV。
以上4路电压连动输出。
稳定度1％。
工作温度范围0℃～＋40℃。
存贮温度范围－40℃～＋55℃。
外形尺寸160mm×135mm×43mm。
图像增强器的电极在加工时不可避免存在有毛刺，在高电压下尖端放电击穿打火。要把毛刺烧掉，需要有较大的电流。这样，一方面要求电源输出功率设计得更要大些，另一方面应有完善的保护措施。
3系统框图及工作原理
25kV小型化高压电源的系统框图如图1所示。
输入的市电经净化滤波后整流成300V左右的直流电压加到半桥电路的MOS管上。控制电路由最常用SG3525芯片组成。控制电路通过高压部件反馈绕组检测输出电压的变化量，产生激励脉冲去驱动功率MOS场效应管，实现稳压输出。
4技术难点及解决办法
4.1体积与绝缘
这种电源是专为X射线增强器配套的，它被安装在X射线增强器底座下一个狭小的空间，因而要求体积小。体积的减小与电路形式的选择，电路的性能及绝缘，散热等问题有直接关系。本电路将功率变换、控制电路等部分和高压部分分开屏蔽放置，并选择高强度的绝缘介质填充高压部分，很好地解决了这个问题。
4.2高频高压变压器
高频高压变压器是高压电源的核心部件。在低压（功率）变压器中，可以不考虑波形的畸变和工作频带的问题，因而可以忽略分布电容的影响。在高频高压变压器中，由于匝数增多,特别是次级匝数增多,当变压器工作频率比较高和电压变化率比较大时，必须考虑分布电容和漏感问题。这时，变压器模型如图2所示。L1为漏感，Cp和Cs分别为初级和次级的分布电容。变压器漏感L1和次级分布电容构成了串联谐振电路。当变压器次级开路或负载较轻时变压器可看成电感,因而与次级分布电容Cs构成并联谐振电路，其等效电路如图3所示。发生谐振时，电容两端的电压会高出工作电压，也就是说变压器内部的电压会高于输出电压。这无形中增大了对变压器的耐压要求。因而在变压器的绕制过程中，要尽量减少分布电容和漏感。假设各层电容相等，绕组共有m层，则分布电容Cs=C（C为次级绕组固有电容，N2为次级绕组匝数）。当次级匝数一定时，次级等效到初级的分布电容与次级的层数有关，层数越多分布电容越小。每一层上的匝数越少，分布电容越小。为了减小分布电容，采取分段分组绕制方式，并增加层数，减小每层匝数。变压器采用马蹄形铁氧体磁芯，其绕制示意如图4所示。
实践证明，分段分组绕制法还较好地解决了高压变压器的绝缘问题。
4.3输入电压范围的调制
工作在高频高压条件下的小功率电源，输入电压范围的调节会出现困难。不但调整率很差，而且在输入电压超过一定值时，电源无输出，或输出电压不稳定。原因是高压小功率电源的占空比很小，工作时的导通脉宽很窄（呈窄脉冲工作状态）。当输入电压升高时，输出能量不变，脉冲宽度变窄，幅度加长。输入电压升高到一定限度，控制电路呈失控状态，无法实现有效的闭环控制，导致整个电路关闭。为解决这个问题，经过分析试验，设计了一个输入电压调节电路，如图5所示。
它实际上是一个输入电压预稳压电路，输入电压经过它，成为基本稳定的电压，再加到主电路（开关电路）上。
经过调试，试验和长期装机应用，证明了该电路的稳定与可靠。表1是设置输入电压调节电路与没有设置时的实测数据。为简化起见，这里只给出输出主电路（25kV）参数。明显看出，加了该电路后，输入电压调整率大大提高，输入电压调节范围也增至250V。
表1输入电压变化对输出电压的影响
输入电压/V
有输入电压调节的输出电压/kV
无输入电压调节的输出电压/kV
180
26.2
22
198
26.4
26.1
220
27
28.5
242
27.5
无输出
250
27.7
无输出
由于上电时，输入端瞬间冲击电流很大，对输入电压调节电路造成危害。为此，还专门设计了输入缓冲电路。
另外，高压电源变压器的变比n大，变压器次级反馈到初级变化率较小，带来的问题是稳压效果不理想。这样,还设计了输出电压预稳压电路。因篇幅有限，实际电路从略。
5开关电路的仿真实验
开关级电路原理图如图6所示。这里开关级的负载是高频高压变压器，它的输入特性与负载的特性有关。在高压小功率应用中，由于输出电流小，负载电阻大，次级整流二极管的导通角很小。为便于建立仿真模型。可忽略负载电阻的影响。
由于应用了仿真技术，大大简化了实验过程，降低了设计周期。用PSPICE仿真程序对图6电路分为轻载10μA和重载1mA两种情况进行仿真，结果见图7(a)和图8(a)。在以后进行的电路实验中，实测的电流波形见图7(b)和图8(b)与仿真的波形基本相符。另外，从仿真波形还可看到轻载时的浪涌电流峰值较大，与重载时几乎相等。变压器空载损耗增加，导致变压器发热，这是需要进一步解决的问题。
6结语
关键词：高压电气 试验问题 对策
中图分类号：F407.6文献标识码： A
前言
近几年来，随着经济的快速发展和科学技术的进步，加之电气设备故障诊断的需要以及计算机技术、信号处理技术等的发展，高压电气试验中采用的新设备和新技术不断增多，新的试验方法也不断引进，各种最新技术得到了广泛的应用，从而促进了当前电力系统的稳定发展。
1、高压电气试验发展现状的分析
随着科技的快速发展，高压电气试验的设备的更新的逐渐增加，到目前为止，高压电气的设备逐渐的向小巧轻便、自动化的程度高以及抗干扰的能力强等的方向发展。另外，高压电气的试验也随着科技的发展而不断的采用新的研究的方法。比如，在油中的进行的对气体色谱溶解分析的方法，它可以在一定的程度上对分析判断进行简化；对于变压器的绕组进行变形的方法，它可以对于诊断的灵敏度有很高的增加；对于GIS局部的放电的超声波进行的检测频带的试验, 在利用声波的信号对于GIS设备的外壳上，从而对于设备的内部的局部放电故障进行的检查。此外，对于高压电气进行试验的相关的新技术也有不断的应用。在这些新技术里面，0.1Hz的超低频的试验电源是应用非常好的一项新科技，他对于试验仪器的抗干扰能力起着进一步提高的作用；对于红外技术的应用也可以通过对电气设备作用于设备的故障的检测做出了更加准确的判断。在对高压电气的试验以及诊断的技术不断发展的现状下，目前电力变压器的故障专家诊断系统是应用最为广泛的一项系统。
2、高压电气试验存在的问题
虽然现在的高压电气的试验在科学技术的发展和推动下也有了很快的发展，但是对于高压电气的试验在进行试验过程中通常也会受到一部分因素对其造成影响，最终导致试验的结果和实际情况二者之间相脱节，在严重的时侯还可能会造成一些不必要的损失。
2.1高压电气试验设备以及被试设备在接地方面的问题
对于高压电气设备以及被试设备在接地方面的问题主要是从两个方面进行分析：一、高压电气被试设备的接地不良问题。高压电器被试设备的接地不良很容易就会造成介质等的严重的损耗，这类问题通常情况下会在电容性的设备上发生，例如：在电压的互感器或者是耦合的电容器等设备上面发生。在变电站里，为了能够对于线路的正常运行有很好的保证，把电压的互感器和线路的直线进行连接。如果是电气的设备的接地开关或者是电气设备的连接线接触产生不良的现象，就像是在电容器上面串联了等量的电阻。二、对于高压的设备在对TV和TA进行使用的时侯，经常会出现二次回路的接地不良的现象。在对于高电压的运行进行测试的过程中，就一定要使用TV以及TA。在通常的情况下，TV以及TA二者之间的交互要遵循电磁的感应定律，在这二者的实际进行交互的过程中，TV以及TA进行的二次绕组就会出现接地不良的现象，在这样的情况下，实际反映出来的数值相对于铭牌值来说会出现一定的偏差。
2.2高压电气试验中引线方面导致的问题
对于高压电气试验中对于引线方面出现的问题也是从两个方面来进行分析的。一、对于高压电气的设备中避雷器引线中的问题。在进行一次的高压的变电所进行的检修试验过程中，如果220kV的主变中性点的避雷器被检修的人员把引线进行了硬性的断开，但是还把引线的接头仍然放在避雷器的上面。最后会显示这样的结果：在75％的直流参考电压下，漏电量会高达80uA；但是，把残留在避雷器上的引线也进行拆下之后再重新对其进行测试的情况下，就会显示在75％的直流参考电压的漏电量就会低于20uA。因此可以得出这样的结论，在对于高压电气进行试验的过程中，避雷器的引线可能会产生的问题是十分巨大的，所以，在进行具体的高压电气的试验的实际运行的过程中，一定要把整理过的高压部位相关的引线全部进行拆除，以达到能够更好的对于由于引线的拆除不当而引起的电流泄漏和造成微安的电表的刻度的变差进行很好的防止。二、高压电气的绝缘带带来的相关问题。在对于高压电气试验进行运行的过程中，绝缘带起着十分重要的作用。在一次实验里面：在对于电容性的电压互感器的相关介质的损耗因数进行测量的时候，最后测量的结果却显示为不合格，这证明数据出现了显著的偏差。为了能够找出产生数据偏差现象的原因，相关的试验人员对其进行了多种方法进行试验，最终得出了一个关键的结论，总结如下：只有在把固定在引线上的绝缘带去掉之后，才能够得到合格的数据。如果没有对于绝缘带进行拆除，就相当于给介质的电阻增加了几百兆欧，这就会对于高压电气试验的正常运行产生很大的影响。
图2某设备绝缘泄露电流曲线
3 高压电气试验终结时的安全管理措施
高压电气试验全部结束后，工作负责人必须认真检查现场，确认现场无遗留物、工具、接地线扥物品；已拆动的所有引线按照拆除前的相位、顺序连接完好、牢固；为了调试需要面临时推出或改动的保护已正确恢复；工作班全体人员撤离试验现场；工作负责人办理工作终结手续，并将在试验过程中发现的设备问题及处理情况向设备管理单位进行汇报。
4 结束语
由于高压试验的特殊性及危险性，要求试验人员必须具备良好的技能水平和安全意识，二者缺一不可。广大试验人员要加强对试验技术及规程的学习，提高安全意识，严格执行电力安全工作规程，杜绝一切的违规违章操作，才能减少发生人身及设备安全事故的机率，创造出安全生产的良好局面。
参考文献：
[1] 廖银娟.《高压电气试验设备现状分析及技术的改进》——[技术与市场]，广西桂能科技发展有限公司，广西南宁，530007，2011，18（10）.
关键词： 在线检测； 介质损耗测量； 电容式电压互感器； 非接触式测量装置
中图分类号： TN98?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2017）14?0183?04
Abstract： The normal operation of CVT affects the stability of the whole power system directly. A CVT dielectric loss measuring system based on self?excitation with non?contact mode is presented in this paper. CVT′s voltage and current waveforms are sampled synchronously by non?contact measuring platform. The wireless WiFi module is used to transmit the measured electrical parameters to the PC side. The harmonic analysis method is adopted to process the voltage and current signals on LabVIEW software platform， and the dielectric loss parameter （tanδ） is obtained by calculation. The test result shows that this method can effectively detect the dielectric loss and capacitance values of each capacitor in the CVT， display the voltage and current parameters， and can be used to measure the long?term insulating state of CVT. It can isolate the high voltage in the actual dielectric loss measurement， and has high safety and reliability.
Keywords： on?line detection； dielectric loss measurement； CVT； non?contact measuring device
0 引 言
随着我国进入“十三五”进程，电力工业也将打破垄断，向着市场化转变[1?2]，这已成为不可逆转的大趋势。市场化的转变必将驱使电力行业进行技术进步和革新。用于高压电能计量、继电保护、载波通信的电容式电压互感器（Capacitor Voltage Transformers，CVT），在测量精度、互感器成本、体积等方面具有电磁式电压互感器不可比拟的优势[3]，也在逐渐取代电磁式电压互感器（PT）。如今在35～500 kV的变电站的线路侧和母线上，CVT都有着广泛的应用[4]。为了保CCVT能够安全、稳定、可靠运行，开展对CVT此类重要的输变电设备的绝缘在线监测与故障诊断，对于全面实现状态维修具有十分重要的现实意义[5?6]。
介质损耗因素tan δ是衡量电容型高压电气设备绝缘特性的主要参数，可反映出被测电气设备的绝缘问题[7]，例如设备中的气隙放电、劣化变质等[8]。本文提出了基于自激法的非接触式CVT介损测量方法，并设计出了一种CVT介损测量系统。这种装置将无线通信技术、计算机技术以及电能量测量技术和非接触式CVT介损测量技术结合在一起，采用C8051F120单片机为核心，通过非接触式测量CVT分压电容的电压电流波形，获得有效的介损计算参数，最终实现实时介损测量。该系统实现了非接触式CVT介损测量，系统的实施既避免了高压侧拆接线的危险，又可以大量节约人力、物力，有效降低工作时间，实现快速、高效实时CVT介损测量。
1 CVT结构和测量原理
1.1 CVT结构
如图1所示，CVT是由电磁单元部分和分压器单元部分组成[9]。其中分压器部分由高压电容C1（由C11，C12和C13分节电容串联而成）和低压电容C2串联而成。T为电磁部分的中间变压器，它和阻尼电阻Z、补偿电抗器L又构成电容分压器[10?11]。
电力人员在对CVT进行预实定检时，按照《实验规程》[12] ，将对CVT的高压电容C1和低压电容C2的电容值及其介损参数tan δ进行测量。
1.2 自激法测量CVT介损
当设备中的绝缘介质在交流电压下，其总电流由阻性电流分量和电容电流分量两个分量组成[13]，绝缘介质会出现一些能量的损耗，介损角正切因数（tan δ），简称为介损，它可以反映出设备的损耗。tan δ仅仅取决于材料的特性，与其他的因素没有关系。传统的介损测量方法是利用电桥平衡的原理通过正接线或反接线实现[14]，如图1中C11，C12的测量。
采用自激法是以CVT的中间变压器作为试验变压器，从二次侧施加电压对其进行激磁，在一次侧感应出高压作为电源来测量高压端的C1和低压端的C2的电容及介损[15]。以TYD220?0.01w3型CVT为例，其原理结构图如图2所示。
当测高压电容C1的电容值及其介损值时，标准电容Cn与低压端电容C2串接成电桥的的桥臂，串联后其大小可用等效电容表示：
在计算低压端电容C2的大小及其介损时，可采取上述方法，其等效电容可表示为：
由于串联后的等值电容，与Cn存在误差，其大小表示为：
通过式（1）和式（2）可分别求得，后，代入式（3）求得，判断其大小是否在工程允许的误差范围内[16]。
2 非接触式CVT介损测量平台
设计的非接触式CVT介损测量平台包括对分压电容C1，C2以及高压端子处的数据采集系统、数据处理、数据无线传输系统和基于LabVIEW软件的PC端。数据采集系统采用非接触式高压电流电压检测技术主要完成对分压电容相关数据的采集处理；数据处理系统主要对数据采集系统采集到的相关数据进行计算分析与处理，并实时地将数据发送至信号处理终端；数据无线传输系统将数据处理系统发出的电压电流信号及相应运行状况发送至PC端，经过LabVIEW软件计算分析，得出最终的介损参数值和CVT各部分电容值，其非接触式检测平台如图3所示。
2.1 数据采集与处理系统
如图4所示为数据采集及处理部分，电压数据测量采用的是D?dot电压传感器，其不仅实现了与高压侧的电气隔离测量，保证了人身安全，而且其测量精度较高，体积也较小，满足现如今智能电网的发展趋势和要求[17]。非接触电流测量将利用磁平衡式（闭环）电流传感器，进行信号采集，避免拆卸CVT的分压电容装置，对信号的采集将采用霍尔元件。采用1 mA直流电流检测技术是电力监控系统经常要对控制电路的电流进行测量，由于被测电路的电流是直流且为毫安数量级，甚至小于1 mA，所以对噪声抑制和抗干扰性能要求高[18]。传统的直检式霍尔电流传感器无法达到如此低的测量范围和响应速度，因此不予采用。磁平衡式（闭环）电流传感器则可以精确测量直流小电流（毫安级）或直流差流（漏电流）信号，实现隔离测量[19]。
数据处理系统主要由单片机C8051F020组成，它是整套系统的核心。主要负责分析和处理数据采集系统采集到的数据，并通过它实现远程数据通信[20]。它的输入端接数据采集系统的输出端，其输出端与远程通信系统连接。当需要进行介损测量时，启动数据处理系统，分析得出结果，将CVT所测得电压电流的各种信息一同发送至控终端，由无线WiFi系统自动将信号传输至PC端，使得工作人员实时了解CVT的运行状态。
2.2 无线传输系统
将采用WiFi无线通信单元来实现测量硬件电路与PC端软件程序之间的数据传输。测量硬件电路会将电压电流传感器输出的测量信号就地数字化，将数据通过无线WiFi网络传输至PC端电脑程序，完成通信。通过这种无线WiFi传输，不仅可以使得电力工作人员在安全距离外对电压电流进行测量和监控，隔离高压，而且可以利用无线网络和通信协议，建立范围更广的传感器检测网络，实现多个目标的同时测量。
本设计中的WiFi无线通信单元使用南京联创科技研制的WiFi数据传输模块WF?U?09T，其传输距离最大为50 m。该模块使用UART串口的数据接口，其波特率最高可至115 200 b/s，因此单片机可以直接通过UART串口将测量数据高速传输至WiFi模块中等待无线发送。并且，其内部集成了对ARP，UDP以及TCP/IP等诸多协议和WiFi驱动的支持，可以无障碍地实现与任意无线设备之间的数据通信[21]。
2.3 PC端程序设计
用LabVIEW软件作为基础对PC端进行了程序设计。基于LabVIEW的系统软件优点明显，其人机交互界面非常实用、方便，并且可塑性强，虚拟仪器结合了图形化编程方式的高性能与灵活性；用于试验系统将会非常便利。由硬件测量电路采集到的电压电流数据经无线WiFi模块发送至PC端口，然后由LabVIEW软件编写的UDP数据接收模块进行数据的接收，再⑹据输送至相应模块的分析、处理和计算；最后，采集数据的波形及相应的分析数据的结果将在可视化的界面上显示。通过LabVIEW开发软件设计的PC端程序的流程如图5所示。
程序的流程为：首先通过人机界面系统对UDP通信端、A/D采用频率和采样时间进行初始化设置，人机界面还可实现时域波形显示、相位角、基波频率显示、有效值显示等；在初始化设置完毕后，PC端对测量电路发出相关指令，进行工作；当检测到的电压电流信号通过单片机处理单元，模拟信号就变为离散的数字信号。离散的数字信号将按照UDP协议格式通过WiFi模块传送到PC端，把数字信号进行数/模转换后还原成被测电压波形，将波形进行处理后，利用波形显示模块进行显示，并且通过PC端计算出被测信号波形、频率、相位角等信息；最后通过PC端的寄存器对波形和数据进行储存。
3 介损试验
对系统进行了设计与研究之后，在实验室搭建了非接触式测量平台，根据实验室的条件进行了试验测试。在低压端施加电压，调整变压器的变比，使得在电容式电压互感器的高压端的试验电压为2 000 V左右。经过多次测试，CVT三相电容器的介损值和电容值如表1所示。
从表1可知，三相之间变化不大，C2电容值明显高于其余电容值，且介损值可以作为评判其绝缘状态的有效参数。
通过检测平台测量到的C2电压电流波形如图6所示，在可视化界面可以准确获得电压电流的各部分参数，便于进一步计算。
4 结 论
本文提出了基于自激法的非接触式CVT介损测量方法，并对非接触式CVT介损测量系统软硬件进行了设计和研究，最后搭建了非接触式CVT介损测量试验平台，对该系统进行了测试性实验。实验表明，非接触式CVT介损测量系统可对CVT的电压电流信号进行实时数字化采集，并通过无线WiFi通信将数据传输至PC端进行分析处理。由此，电力工作人员可及时了解电容式电压互感器的绝缘状态，对其进行评估，通过介损值判断其工作状态是否良好，从而保证电力检测时精度高、性能稳定，同时隔离高压可以实现更安全可靠的测量。
参考文献
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小功率高压电源最常用的例子是电视机的阳极高压发生器，它将几十伏的直流电源，通过功率变换和高压变压器升压，再整流滤波，变为高压输出；另一个应用实例是负离子发生器，常采用晶闸管调压方式。以上两种调压方式都需要一台单独可调的辅助电源，即高、低压组合方式。这样便加大了电源的体积和复杂程度。加之，由于电路结构形式的不同，它们的输出电压范围的调节很有限，需要大范围调节时，只能通过改变供电电压来实现。而X射线增强器的主路电压调节范围近10kV，上述电路形式很难满足要求。本文采用的半桥谐振式开关电源，成功地解决了以上问题。
2技术指标
输入电压220（1±10％）V，（50±0.5）Hz；或宽范围输入电压180～250V。
输出电压／电流
阳极（正）电压/电流
标称值＋25kV/1mA，
电压范围＋23kV～＋32kV；
标称值＋7.35kV/200μA，
电压范围＋6.0kV～＋7.8kV；
标称值＋0.985kV/200μA；
电压范围＋0.8kV～＋1.1kV；
阴极（负）电压/电流
标称值－0.75kV/500μA；
电压范围－0.5kV～－1kV。
以上4路电压连动输出。
稳定度1％。
工作温度范围0℃～＋40℃。
存贮温度范围－40℃～＋55℃。
外形尺寸160mm×135mm×43mm。
图像增强器的电极在加工时不可避免存在有毛刺，在高电压下尖端放电击穿打火。要把毛刺烧掉，需要有较大的电流。这样，一方面要求电源输出功率设计得更要大些，另一方面应有完善的保护措施。
3系统框图及工作原理
25kV小型化高压电源的系统框图如图1所示。
输入的市电经净化滤波后整流成300V左右的直流电压加到半桥电路的MOS管上。控制电路由最常用SG3525芯片组成。控制电路通过高压部件反馈绕组检测输出电压的变化量，产生激励脉冲去驱动功率MOS场效应管，实现稳压输出。
4技术难点及解决办法
4.1体积与绝缘
这种电源是专为X射线增强器配套的，它被安装在X射线增强器底座下一个狭小的空间，因而要求体积小。体积的减小与电路形式的选择，电路的性能及绝缘，散热等问题有直接关系。本电路将功率变换、控制电路等部分和高压部分分开屏蔽放置，并选择高强度的绝缘介质填充高压部分，很好地解决了这个问题。
4.2高频高压变压器
高频高压变压器是高压电源的核心部件。在低压（功率）变压器中，可以不考虑波形的畸变和工作频带的问题，因而可以忽略分布电容的影响。在高频高压变压器中，由于匝数增多,特别是次级匝数增多,当变压器工作频率比较高和电压变化率比较大时，必须考虑分布电容和漏感问题。这时，变压器模型如图2所示。L1为漏感，Cp和Cs分别为初级和次级的分布电容。变压器漏感L1和次级分布电容构成了串联谐振电路。当变压器次级开路或负载较轻时变压器可看成电感,因而与次级分布电容Cs构成并联谐振电路，其等效电路如图3所示。发生谐振时，电容两端的电压会高出工作电压，也就是说变压器内部的电压会高于输出电压。这无形中增大了对变压器的耐压要求。因而在变压器的绕制过程中，要尽量减少分布电容和漏感。假设各层电容相等，绕组共有m层，则分布电容Cs=C（C为次级绕组固有电容，N2为次级绕组匝数）。当次级匝数一定时，次级等效到初级的分布电容与次级的层数有关，层数越多分布电容越小。每一层上的匝数越少，分布电容越小。为了减小分布电容，采取分段分组绕制方式，并增加层数，减小每层匝数。变压器采用马蹄形铁氧体磁芯，其绕制示意如图4所示。
实践证明，分段分组绕制法还较好地解决了高压变压器的绝缘问题。
4.3输入电压范围的调制
工作在高频高压条件下的小功率电源，输入电压范围的调节会出现困难。不但调整率很差，而且在输入电压超过一定值时，电源无输出，或输出电压不稳定。原因是高压小功率电源的占空比很小，工作时的导通脉宽很窄（呈窄脉冲工作状态）。当输入电压升高时，输出能量不变，脉冲宽度变窄，幅度加长。输入电压升高到一定限度，控制电路呈失控状态，无法实现有效的闭环控制，导致整个电路关闭。为解决这个问题，经过分析试验，设计了一个输入电压调节电路，如图5所示。
它实际上是一个输入电压预稳压电路，输入电压经过它，成为基本稳定的电压，再加到主电路（开关电路）上。
经过调试，试验和长期装机应用，证明了该电路的稳定与可靠。表1是设置输入电压调节电路与没有设置时的实测数据。为简化起见，这里只给出输出主电路（25kV）参数。明显看出，加了该电路后，输入电压调整率大大提高，输入电压调节范围也增至250V。
无输出
由于上电时，输入端瞬间冲击电流很大，对输入电压调节电路造成危害。为此，还专门设计了输入缓冲电路。
另外，高压电源变压器的变比n大，变压器次级反馈到初级变化率较小，带来的问题是稳压效果不理想。这样,还设计了输出电压预稳压电路。因篇幅有限，实际电路从略。
5开关电路的仿真实验
开关级电路原理图如图6所示。这里开关级的负载是高频高压变压器，它的输入特性与负载的特性有关。在高压小功率应用中，由于输出电流小，负载电阻大，次级整流二极管的导通角很小。为便于建立仿真模型。可忽略负载电阻的影响。
由于应用了仿真技术，大大简化了实验过程，降低了设计周期。用PSPICE仿真程序对图6电路分为轻载10μA和重载1mA两种情况进行仿真，结果见图7(a)和图8(a)。在以后进行的电路实验中，实测的电流波形见图7(b)和图8(b)与仿真的波形基本相符。另外，从仿真波形还可看到轻载时的浪涌电流峰值较大，与重载时几乎相等。变压器空载损耗增加，导致变压器发热，这是需要进一步解决的问题。
6结语
【关键词】变频谐振交流耐压
This article describes the basic principles of variable frequency resonant test system and benefits, and in accordance with existing test equipment and application examples, summed up the experience of the frequency test system in the high voltage cable in the AC voltage test.
Variable frequencyresonance AC voltage withstand
中图分类号：TN830.2文献标识码： A 文章编号：
1引言
随着电力事业的快速发展，特别是近几年来“城市电网改造”，交联聚乙烯高压电缆在城市已经成熟推广使用，高压电缆现场竣工验收试验的目的是检查电缆的敷设、附件的安装是否正确及电缆在运输、搬运、存放、敷设和回填的过程中，是否有受到意外损害。但是电缆的运行电压等级不断升高且电缆电容大，容量迅速扩大。对于交联电缆大容量试品的交流耐压试验，普通工频试验设备在大容量的情况不适合现场使用。而变频谐振系统试验装置，就能解决以较小的电源容量试验较大电容并且获得较高试验电压，是当前高压电缆交流耐压试验的主流方法，在国内外已经得到广泛的应用。
2变频谐振试验系统原理
目前已研制出谐振成套试验装置。根据调节方式的不同，谐振装置分为工频串联谐振装置（带可调电抗器、或带固定电抗器和调谐用电容器组，工作频率50Hz）和变频串联谐振装置（带固定电抗器，工作频率一般为30～300Hz）两大类。
广东电网公司江门供电局试验研究所使用的VFSR-W型无局放变频谐振试验系统是运用串联谐振原理，采用几个固定电抗器组合使用（包括电抗器串联、并联、串并联等）、通过调频方式，使回路达到谐振状态，最后再调变频电源电压、励磁变压器升压，试品最终达到我们理想的试验电压。如图1所示
图1耐压试验原理接线图
VF:变频电源T:励磁变压器 L:试验电抗器 Cx: 试品
C1、C2:分压器 其中C1为分压器高压臂、C2为分压器低压臂
交流电源送入变频电源，经整流转换为幅值恒定的直流电压,直流电压经变频电源逆变器调制变为频率脉宽 (或称占空比)可调的方波，整个控制过程由计算机完成。方波电压经滤波环节等处理后由变频电源的变频输出口输出，输出电压经电缆送励磁变压器T的低压侧，经励磁变压器T升压后送由高压电抗器L、负载CX和分压器（C1、C2）构成的串联谐振回路，谐振频率由电抗器电感及负载CX和分压器的电容共同决定。通过调节变频电源输出频率使串联谐振回路发生串联谐振，在回路谐振的条件下再调节变频电源输出电压使试品电压到达试验值。由于回路的谐振，变频电源较小的输出电压就可在试品CX上产生较高的试验电压。等值电路如下图2:
图2串联谐振回路等值电路图
其中：U为励磁变压器高压绕组的输出电压，受变频电源控制可以由0到Umax （Umax为励磁变压器高压绕组串并联后的额定输出电压）连续变化，频率30～300Hz连续变化；
R为串联谐振回路的等值电阻；
L为串联谐振回路的等值电感；
C为串联谐振回路总的等效电容；
。
根据电工原理可知：励磁变高压侧系统高压电流:
试品电容上电压：
调节变频电源的输出频率，当满足 =时，即 ，这时系统发生谐振，励磁变高压侧电流最大值: ，
此时试品电容上电压：，其中。
励磁变压器输出容量：
试品试验容量：
从以上公式可知：试品电容上电压为励磁变压器输出电压的Q倍，试品试验容量为励磁变压器输出容量的Q倍（Q：系统品质因数，通常远大于R，故Q值很大，达30～150）。
3变频谐振试验系统的优点
（1）试品试验容量为励磁变压器输出容量的Q倍（Q：系统品质因数，通常远大于R，故Q值很大，达30～150）。也就说试验电源容量为试品试验容量的1/Q，大大减少试验电源的容量。
（2）适合现场试验。多节电抗器的串、并联和混合串并联使用，以及变频电源的电子调压功能，可以使系统满足不同电压等级的要求。
（3）安全可靠性高。采用一点接地、进线保护、低通滤波器、放电保护不仅可以在稳态下使放电或击穿电流小，而且使暂态（瞬时）电流的破坏减小，从而保证设备和人身的安全。保护功能有：试品过压保护、试品放电保护、变频电源输出过流保护、变频电源IGBT保护等，当出现试品过压、试品放电、变频电源输出过流等情况，系统立即封锁试验电压输出，切断主回路电源，确保试验人员、试品及试验系统安全。
（4）变频串联谐振是谐振式电流滤波电路，能改善电源波形畸变，获得较好的正弦电压波形，有效防止谐波峰值对被试品的误击穿。变频串联谐振工作在谐振状态，当被试品的绝缘点被击穿时，电流立即脱谐，回路电流迅速下降为正常试验电流的数十分之一。发生闪络击穿时，因失去谐振条件，除短路电流立即下降外，高电压也立即消失，电弧即可熄灭。其恢复电压的再建立过程很长，很容易在再次达到闪络电压断开电源，所以适用于高电压、大容量的电力设备的绝缘耐压试验。
（5）体积小、重量轻，适（5）合于现场使用。
（6）操作简单方便。先在低的电压下调到谐振点，然后再升高电压幅值达到试验所需电压，且能保持谐振点，操作安全可靠。品质因数高，电源输出为正弦波,串联谐振时波形失真度极小，耐压效果好。
4. 电力电缆交流耐压试验举例
2011年7月，为检验江门新会供电局北区变电站110kV电缆新建线路，竣工后，能否投入运行，对其作交流耐压试验。
（1）试品主要参数。型号：YJLW03-Z-64/110- 500mm2；额定电压：64/110kV；电缆长度：5.2m，电容量：0.169uF/km。
（2）电缆芯线和金属屏蔽层组成一个电容，电缆耐压试验相当于对这个电容负载进行耐压试验。试验原理图如下：
图3电缆试验原理图
（3）参数估算，设备配置。
试验电压：根据 GB 50150-2006 《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》进行，Ux = 2Uo = 2×64 = 128kV，试验时间1h。
电缆电容量：Cx = 0.169×5.2 = 0.8788uF。
满足试验电压128kV需要配置现在电抗器（750kVA/125kV，95H）两台、1500kVA/160kV，84H）两台、变频电源VF-3/P-300一台、励磁变YDW-300/10一台、分压电容250kV/0.004一台，具体参数如下：
电抗器接线方式：串入电抗器（YDTK-1500/160一台）产生串联谐振来提高被试品试验电压,在被试品两端并联电抗器（YDTK-750/125两台和YDTK-1500/160一台）使被试品电容电流大部份由电抗器来补偿,从而使通过串联电路中电抗器的电流大为减少,从而降低试验对电抗器、试验变压器的要求。
试验频率：=1/6.28√22.29×（0.8788+0.004）×10-6 = 35.90 Hz
试品电流：x=6.28×35.90×0.8788×128000=28.86A；
I并联95=128000/（6.28×35.90×95）=5.97 A
I并联84=128000/（6.28×35.90×84）=6.75 A
I串联84=28.86-5.97-5.97-6.75=10.17 A（注意，略大额定电流9.3A，工程允许）
=35.90×80/50=57.44（80为50Hz频率下单节电抗器容量1500kVA系统Q值）
50Hz频率下系统Q值表
电源容量S=U×I/Q=128×28.86/57.44=64.31kVA
（4）试验结果
试品通过交流耐压，实际谐振频率为35.5Hz，试品上的电压Cx是电源输入电压U的Q倍。
5应用中的注意事项
（1）电缆交流耐压试验是破坏性试验。在试验之前必须对电缆先进行绝缘电阻等项目的试验，若试验结果正常方能进行交流耐压试验，若发现设备的绝缘情况不良（如受潮和局部缺陷等），通常应先进行处理后再做耐压试验，避免造成不应有的绝缘击穿，电缆交流耐压试验后还要进行绝缘电阻等项目的试验。
（2）变频谐振系统在实际使用时，试验回路调谐必须在很低的励磁电压下进行，调节变频电源输出频率，使试品端的电压达到最大，这时，回路达到谐振状态，再按规定的升压速度升高励磁电压，电缆达到试验电压后，设定耐压时间。耐压完毕，均匀、快速降压后，切断电源。
（3）本装置使用时，输出的是高电压，必须可靠接地，各联接线不能接错，注意安全距离。电缆屏蔽层保护器接头短接，并套临时接地，保护电缆。如果电缆头是与GIS直接连接，在试验时断开避雷器、内部PT，应使GIS符合运行条件。如果电缆头安装在杆塔上，电缆的屏蔽层和非试相连接接地，该接地需要采用铜箔或裸铜线与串谐系统连成回路。
（4）变频谐振试验系统是利用谐振电抗器与被试品谐振产生高电压的，做好是在试验前谐振需要的设备和相关参数计算好。也就是说，能不能产生高电压主要是看试品与谐振电抗器是否谐振，所以，试验人员在分析现场不能够产生所需高电压时，应该分析什么破坏了谐振条件，回路是否接通等。
（5）断开电源后，使用接地棒放电。
（6）当供电电源离试验现场较远时，要考虑到线路电压降的问题，选择适合的电缆、保证我们电源电压质量合格。
6结束语
交流耐压试验是鉴定高压电缆耐压试验最直接的方法，它对于判断高压电缆能否投入运行具有决定性的意义，也是保证高压电缆绝缘水平、避免发生绝缘事故的重要手段、在工程中应用广泛。
参考文献：
关键词：远距离供电；电压降；容性阻抗
中图分类号：TB文献标识码：Adoi：10.19311/ki.16723198.2017.06.095
0前言
长白山位于吉林省境内，主峰海拔2691米，因其主峰白头山多白色浮石与积雪而得名，素有“千年积雪万年松，直上人间第一峰”的美誉。作为著名5A级旅游胜地，长白山风景区常年迎来全国各地众多游客，而且接待人数不停递增不断再创历史新高。
整个景区内人流量很大，一直是通讯信号需求比较集中的地方，应长白山管理委员会的要求，根据吉林省政府相关文件要求，由三家电信企业出资建设长白山供电和通讯工程。
1工程设计基本要求
（1）通讯系统设备供电采用高压10KV供电，接入国家电网。
（2）供电线路采用阻燃高压电缆地埋敷设。
（3）以箱式变电站供电为主，太阳能供电为辅为通讯设备供电。
（4）箱变容量选择应根据负荷合理确定，保证设备运行的经济性。
保障周边环境的保护和美化。
2变压器负荷计算
（1）根据通讯公司基站设备的参数，确定每个基站通讯设备负荷为15kW，考虑到负荷的扩展性能，选用50kVA的变压器作为主要供电设备。
（2）根据长白山管委会提供的用电设备容量为100kW，考虑到用电负荷的扩展性能，经计算每个服务站选用100kVA的变压器作为主要供电设备。
如图1所示。
3高压负荷计算
（1）按照三家通讯公司的要求，每个基站需要安装50kVA变压器一台，带通讯设备的全部负荷，按照供电负荷公式P=√3UI，这样每个通讯基站变压器高压侧电流：
5变压器位置选择
变压器是接受电能、变换电压、分配电能的环节，是供配电系统的重要组成部分。变压器的位置选择应根据选择原则，经技术、经济比较后确定。（1）应尽可能接近负荷中心，以降低配电系统的电能损耗、电压损耗；（2）进出线方便，考虑电源的进线方向，应偏向电源侧；（3）要考虑扩建的可能性；（4）设备运输方便；（5）尽量避开有腐蚀性气体和污秽的地段；（6）配电装置与其他构筑物之间的防火间距；（7）周边环境的保护与美化等条件。
6低压电缆的选择
（1）每个通讯基站变压器的低压侧电流为I低=P/√3U=50/√3*0.4=72.171A。查电缆设计手册，额定电流72A对应的低压电缆的裸铝芯导线截面积是16平方，最大可以通过86.4A的额定电流。因此变压器低压侧选用裸铝导线，截面积为16平方。由于用电负荷为5kW的用电设备3台，这样负荷电缆可以采用截面积4平方的铝芯电缆就可以了。
（2）每个服务站变压器的低压侧电流I低=P/√3U=100/√3*0.4=144.342A。查电缆设计手册，额定电流145A对应的低压电缆的裸铝芯导线截面积是35平方，最大可以通过189A的额定电流。因此压器低压侧选用裸铝导线，截面积为35平方。由于用电负荷为10kW的用电设备若干台，这样负荷电缆可以采用截面积6平方的铝芯电缆就可以了。
7高压电缆选择
根据高压负荷计算结果和高压电缆压降的计算结果，考虑到电缆线路较长，所以高压电缆选择应按照经济性、安全性、可靠性来确定。
由于线路较长，高压电缆选择采用阶梯段落式供电，即供电线路初始段采用截面积较大的电缆供电，以满足供电可靠性，采用铝芯截面积120平方毫米的高压电缆供电；供电线路中间的采用合理的截面积电缆供电，以保证供电的安全性，采用铝芯截面积95平方毫米的高压电缆供电；供电线路末尾段采用经济的截面积电缆供电，采用铝芯截面积50平方毫米的高压电缆供电；以达到节能经济安全供电方式。
8电抗器选择
一般是，按变压器容量的15%～17%选择电抗器。（电抗器其实细分起来也是有好多种的，比如限流电抗器，滤波电抗器，串联电抗器，阻尼电抗器，并联电抗器等等，根据不同的用途器不同的作用
关键词：高压电气试验；重要性；发展；探讨
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.23.166
0 引言
高压电力设备在运行的过程中，为了保障其安全性及其质量必然要进行高压电气试验，这样可以大大的减少安全方面的隐患，保证设备安全的运行。但由于试验的时间或者地点不同将造成电压的等级存在差异，这样在试验的过程中，很容易因为压力的不同导致试验无法进行，甚者可能会导致人员的伤害或者出现设备的质量安全，所以说高压电气试验是非常重要的一个环节，其发展前景也是非常值得重视的。
1 高压电气试验的内涵
高压电气试验是一种对高压的电气设备进行检测及考核的手段。所谓电气试验指的是考核电气设备的绝缘预防性的一种试验，其目的就是确保设备及系统运行的安全。所以说高压电气试验就是指对高压的电气设备的绝缘预防性的一种试验，其目的也就是确保高压电气设备及其系统运行的可靠性及安全性。
2 高压电气试验常见的方法及重要性
电气试验常见的有两种方法，一是测试变压力的线圈直流电阻，另一种是测试变压器的变化量。
测试变压力的线圈直流电阻的方法主要是测定线路的线头，完善引线及开关等地方，对开关分接处进行检验，在测试的过程中应该注意确保连接桥臂的接线是正常的，而且连接变压器的线路和线圈也应该是相连接的，电压接线处也应该紧密的和外部线圈相连接的，这些都做好，测试的结果才会更加的精确。最后再按照规范的要求打开电源，对电阻进行测读。测试变压器的变化量这种方法主要是为了保证电压在合理的范围内变化，应通过仔细的观察，保证接线在引出的方向是对的，变压器在匝间出现短路这种情况是一定要杜绝的，因为这种情况一旦出现就容易影响正常的运作。可通过采取电桥法以及电压表的比较法等对变压器的变化量进行测试。对变电站而言，高压电气设备必须要具备良好的绝缘特性，否则容易出现人员或者设备的损坏。而高压电气试验是对高压电气设备进行检测的重要手段，所以说高压电气试验是非常重要的检测环节。通过定期的对高压电气设备进行检查，提早发现设备存在的问题，将设备存在的隐患发觉出来，在萌芽状态予以消灭，确保高压电气设备安全顺利的进行工作。
3 高压电气试验的发展方向
当今社会，伴随电网的不断发展，规模不断增大，安装在电力系统中的电力设备也开始变的小巧且轻便了起来，重要的是它们具有非常好的抗干扰的能力及比较高的自动化水平。伴随这种现象的发展，在开展电力电气试验的过程中，必需要引进更加先进的技术对其进行研究。另一方面，国内的高压电气试验的发展也越来越迅速，社会在进步，科学也在不断向前进步，随之而来的是新设备及新技术的不断引进，必然也会促进电气试验水平的提升。与此同时，相对应的设备的诊断技术也在突飞猛进，故障方面的诊断系统也不断在在完善，极大的促进了高压电气试验的发展。
4 高压电气试验存在的问题
在日常实际的工作过程中，工作人员要重点考虑这两方面的问题，但是在细化这两个目标的过程中，却出现了很多问题，只有解决了这些问题，核心的目标才能得以实现，具体的问题分析如下：
（1）被试的电气设备由于接地不良造成的问题。被试的设备由于接地不良很容易严重的损耗介质。在电容性设备上很容易出现这方面的问题，当接地不良的状况出现之后电容器所存在的电容量越大越容易产生很大的损耗，被试的设备介质也更容易出现超标，造成不良的后果。（2）在运用TA和TV的高压设备，二次回路的接地不良。在整个过程中对高压设备进行测试必然要用到TA和TV，通常这两者之间发生感应要用到电磁波感应这一定律，但是在实际的运用过程中，两者却很容易出现接地不良的情况，也就是说某些环节出现了偏差。（3）高压的电气设备的避雷器很容易出现问题。在检修高压的变电所过程中，避雷器的引线可能被断开，但接头有可能还保留在避雷器上，这种情况产生的后果是非常严重的，所以一定要在拆除的时候，将高压跟前的引线拆除干净。（4）由绝缘带引出的问题。引线上的绝缘带要是不去除，测试的结果很容易出现偏差，所以绝缘带也是引出问题的一个重要方面。
5 高压电气试验问题的解决措施
应该搞定被试的电气设备接地不良问题是怎么造成的，并采取相应的措施予以解决。高度重视TA和TV高压设备二次回路接地不良造成的绕阻的问题，从准确度及安全度的角度去分析问题所在，对其中一端要有准确无误的接地情况。在试验的时候，要高度重视引线的作用，绝缘带也要去除，这样可以减少电阻，确保高压电气设备的正常运行。最后要特别关注电压的变化，使其保持在合适的范围中，熟练掌握介质损耗与电压变化量之间的关系，明确电压改变对直流电阻结果的改变情况，明确氧化膜、电压以及滑电阻间的关联性。
对高压电气设备存在的问题，也要采取必要的措施，或者引进先进的技术对设备进行改善，淘汰掉不合适的设备，引进先进的设备与技术，保证电气设备的质量。
6 结语
为了保障高压电气设备安全的运行，高压电气试验是非常关键的检测措施，这是一个保障设备正常运行的行之有效的必要手段，在保证设备运行安全性及可靠性方面发挥了非常重要的作用。本文通过对高压电气试验的内涵进行介绍，强调了试验的重要性并指出了其发展的方向，提出了高压试验存在的问题并做出了解决的方法，这样可以让我们更加了解高压电气试验，并且通过不断提高电气试验的技术水平，保证了试验安全有效的运行。
参考文献：
[1]王腾滨.电力系统中电气试验存在的问题与应对策略探讨[J]. 科技创新与应用，2016（27）：208.
[2]刘凤娟，邹世聪，刘娅男.电气试验中的危害分析及预防措施[J]. 黑龙江科学，2014（02）：201.
关键词:电力 电缆 故障
中图分类号:F416.61 文献标识码:A
文章编号:1004-4914(2010)07-279-02
一、电缆故障的类型
无论是高压电缆还是低压电缆,在施工安装、运行过程中经常因短路、过负荷运行、绝缘老化或外力作用等原因造成故障。电缆故障可概括为接地、短路、断线三类,其故障类型主要有以下几方面:一是三芯电缆一芯或两芯接地;二是二相芯线间短路;三是三相芯线完全短路;四是一相芯线断线或多相断线。
对于直接短路或断线故障用万用表可直接测量判断,对于非直接短路和接地故障,用兆欧表摇测芯线间绝缘电阻或芯线对地绝缘电阻,根据其阻值可判定故障类型。
故障类型确定后,查找故障点并不是一件容易的事情,下面根据笔者对电力电缆多年摸索的经验,介绍几种查找故障点的方法,以供参考。
二、电缆故障点的查找方法
1.测声法。所谓测声法就是根据故障电缆放电的声音进行查找,该方法对于高压电缆芯线对绝缘层闪络放电较为有效。此方法所用设备为直流耐压试验机。电路接线如图1所示,其中SYB为高压试验变压器,C为高压电容器,ZL为高压整流硅堆,R为限流电阻,Q为放电球间隙,L为电缆芯线。
当电容器C充电到一定电压值时,球间隙对电缆故障芯线放电,在故障处电缆芯线对绝缘层放电产生“滋、滋”的火花放电声,对于明敷设电缆凭听觉可直接查找,若为地埋电缆,则首先要确定并标明电缆走向,再在杂噪声音最小的时候,借助耳聋助听器或医用听诊器等音频放大设备进行查找。查找时,将拾音器贴近地面,沿电缆走向慢慢移动,当听到“滋、滋”放电声最大时,该处即为故障点。使用该方法一定要注意安全,在试验设备端和电缆末端应设专人监视。
2.电桥法。电桥法就是用双臂电桥测出电缆芯线的直流电阻值,再准确测量电缆实际长度,按照电缆长度与电阻的正比例关系,计算出故障点。该方法对于电缆芯线间直接短路或短路点接触电阻小于1Ω的故障,判断误差一般不大于3m,对于故障点接触电阻大于1Ω的故障,可采用加高电压烧穿的方法使电阻降至1Ω以下,再按此方法测量。
测量电路如图2所示,首先测出芯线a与b之间的电阻R1,则R1=2Rx+R,其中Rx为a相或b相至故障点的一相电阻值,R为短接点的接触电阻。再就电缆的另一端测出a′与b′芯线间的直流电阻值R2,则R2=2R(L-X)+R,式中R(L-X)为a′相或b′相芯线至故障点的一相电阻值,测完R1与R2后,再按图3所示电路将b′与c′短接,测出b、c两相芯线间的直流电阻值,则该阻值的1/2为每相芯线的电阻值,用RL表示,RL=Rx+R(L-X),由此可得出故障点的接触电阻值:R=R1+R2-2RL,因此,故障点两侧芯线的电阻值可用下式表示:Rx=(R1-R)/2,R(L-X)=(R2-R)/2。Rx、R(L-X)、RL三个数值确定后,按比例公式即可求出故障点距电缆端头的距离X或(L-X):X=(RX/RL)L,(L-X)=(R(L-X)/RL)L,式中L为电缆的总长度。
采用电桥法时应保证测量精度,电桥连接线要尽量短,线径要足够大,与电缆芯线连接要采用压接或焊接,计算过程中小数位数要全部保留。
3.电容电流测定法。电缆在运行中,芯线之间、芯线对地都存在电容,该电容是均匀分布的,电容量与电缆长度呈线性比例关系,电容电流测定法就是根据这一原理进行测定的,对于电缆芯线断线故障的测定非常准确。测量电路如图4所示,使用设备为1～2kVA单相调压器一台,0～30V、0.5级交流电压表一只,0～100mA、0.5级交流毫安表一只。
测量步骤:一是在电缆首端分别测出每相芯线的电容电流(应保持施加电压相等)Ia、Ib、Ic的数值。二是在电缆的末端再测量每相芯线的电容电流Ia′、Ib′、Ic′的数值,以核对完好芯线与断线芯线的电容之比,初步可判断出断线距离近似点。三是根据电容量计算公式C=1/2πfU可知,在电压U、频率f不变时C与I成正比。因为工频电压的f(频率)不变,测量时只要保证施加电压不变,电容电流之比即为电容量之比。设电缆全长为L,芯线断线点距离为X,则Ia/Ic=L/X,X=(Ic/Ia)L。测量过程中,只要保证电压不变,电流表读数准确,电缆总长度测量精确,其测定误差比较小。
4.零电位法。零电位法也就是电位比较法,它适应于长度较短的电缆芯线对地故障,应用此方法测量简便精确,不需要精密仪器和复杂计算,其接线测量原理如下:将电缆故障芯线与等长的比较导线并联,在两端加电压E时,相当于在两个并联的均匀电阻丝两端接了电源,此时,一条电阻丝上的任何一点和另一条电阻丝上的对应点之间的电位差必然为零;反之,电位差为零的两点必然是对应点。因为微伏表的负极接地,与电缆故障点等电位,所以,当微伏表的正极在比较导线上移动至指示值为零时的点与故障点等电位,即故障点的对应点。
三、其他几种电力电缆故障判断及查找方法
1.故障的类型。电力电缆由于机械损伤、绝缘老化、施工质量低、过电压、绝缘油流失等都会发生故障。根据故障性质可分为低电阻接地或短路故障、高电阻接地或短路故障、断线故障、断线并接地故障和闪络性故障。
2.故障的判断方法。确定电缆故障类型的方法是用兆欧表在线路一端测量各相的绝缘电阻。一般根据以下情况确定故障类型:(1)当摇测电缆一芯或几芯对地绝缘电阻,或芯与芯之间绝缘电阻低于100Ω时,为低电阻接地或短路故障。(2)当摇测电缆一芯或几芯对地绝缘电阻,或芯与芯之间绝缘电阻低于正常值很多,但高于100Ω时,为高电阻接地故障。(3)当摇测电缆一芯或几芯对地绝缘电阻较高或正常,应进行导体连续性试验,检查是否有断线,若有即为断线故障。(4)当摇测电缆有一芯或几芯导体不连续,且经电阻接地时,为断线并接地故障。(5)闪络性故障多发生于预防性耐压试验,发生部位大多在电缆终端和中间接头。闪络有时会连续多次发生,每次间隔几秒至几分钟。
3.故障的测试方法。过去使用的仪器设备有QF1-A型电缆探测仪、DLG-1型闪测仪、电缆路径仪及故障定点仪等。在20世纪70年代以前,广泛使用的电缆故障测试方法是电桥法,包括电阻电桥法、电容电桥法、高压电桥法。这种测试方法误差较大,对某些类型的故障无法测量,所以目前最为流行测试方法是闪测法,它包括冲闪和直闪,最常用的是冲闪法。冲闪测试精度较高,操作简单,对人的身体安全可靠。其设备主要由两部分组成,即高压发生装置和电流脉冲仪。高压发生装置是用来产生直流高压或冲击高压,施加于故障电缆上,迫使故障点放电而产生反射信号。电流脉冲仪是用来拾取反射信号测量故障距离或直接用低压脉冲测量开路、短路或低阻故障。下面以故障点电阻为依据简述一下测试方法:(1)当故障点电阻等于无穷大时,用低压脉冲法测量容易找到断路故障,一般来说,纯粹性断路故障不常见到,通常断路故障为相对地或相间高阻故障或者相对地或相间低阻故障并存。(2)当故障点电阻等于零时,用低压脉冲法测量短路故障容易找到,但实际工作中遇到这种故障很少。(3)当故障点电阻大于零小于100Ω时,用低压脉冲法测量容易找到低阻故障。(4)闪络故障可用直闪法测量,这种故障一般存在于接头内部,故障点电阻大于100Ω,但数值变化较大,每次测量不确定。(5)高阻故障可用冲闪法测量,故障点电阻大于100Ω且数值确定。一般当测试电流大于15mA,测试波形具有重复性以及可以相重叠,同时一个波形有一个发射、三个反射且脉冲幅度逐渐减弱时,所测的距离为故障点到电缆测试端的距离;否则为故障点到电缆测试对端的距离。
四、结束语
电缆故障测试技术水平的提高,应针对不同的故障性质采取不同的方法,还要不断引进新技术、新设备,同时也要在新设备上摸索经验,开发新的功能。如现采用的发音频信号给电缆,在故障点接收信号的测试技术,以及利用T16/910电缆故障测试仪的SDC系列高智能电缆故障闪测仪对故障点的精确定位。这些设备可以使其测量误差控制在几十厘米以内,直接找到故障点进行处理,提高了故障测寻的效率。从而节省人力物力,缩短处理电缆事故的时间,创造较大的经济效益和社会效益。
