特高壓電力旗下的串聯諧振可以幫助眾多電力工作者更加方便的進行各類電力測試。

1、問題的提出

目前，交聯聚乙烯絕緣電力電纜越來越多在世界和國內取代原來的充油紙絕緣電力電纜。但由于試驗容量大、試驗設備大，長期沿用直流耐壓試驗方法。近年來，國際國內多家研究機構的研究結果表明，直流試驗對交聯聚乙烯電纜有不同程度的破壞。一些研究認為，XLPE結構具有儲存累積的單極剩余電荷的能力。當直流測試后直流剩余電荷不能有效釋放時，直流剩余電荷加上調試后的交流電壓峰值可能會導致電纜。發生了故障。國內一些研究機構認為，在交聯聚乙烯電纜的直流耐壓試驗中，由于空間電荷效應，絕緣層中的實際電場強度最高可達電纜絕緣層的 11 倍。交聯聚乙烯絕緣電纜即使沒有通過直流測試，也會對絕緣造成嚴重損壞。其次，由于施加的直流電壓場強分布不同于工作交流電壓場強分布。直流試驗不能真實模擬電纜在運行條件下的過電壓，有效地發現電纜和電纜接頭本身及施工過程的缺陷。因此，采用非直流方法對交聯電纜進行耐壓試驗越來越受到重視。目前，超低頻電源（VLF）已在中、耐壓試驗用低壓電纜。但由于這種VLF的電壓等級較低，不適用于110kV及以上的高壓電纜試驗。在我國，這種方法也曾用于低壓電纜，但由于試驗設備的原因，并未廣泛推廣。近年來，由于城鄉電網改造，XLPE交聯電纜越來越多。電纜經過直流耐壓試驗后才投入運行，在工作電壓下發生電纜或電纜頭擊穿。它也時有發生。因此，大家都在探索新的測試方法。

2、測試頻率

由于電纜的電容大，常規工頻測試變壓器體積大、體積大，現場不易獲得大電流工作電源。因此，一般采用串聯諧振交流耐壓試驗>交流耐壓試驗設備。輸入電源的容量可顯著減少，重量減輕，使用和運輸方便。起初使用的是電感式串聯諧振裝置（50Hz），但存在自動化差、噪聲大等缺點。因此，目前大部分調頻（30-300Hz）串聯諧振測試設備都能獲得更高的質量（Q值），具有自動調諧、多重保護、低噪音、組合靈活（單件重量大跌落）等優點。綜合國內外相關技術資料，選擇合適的測試頻率范圍是一個重要問題。對此，有一些不同的觀點和參考。就目前國內外的制定而言，我們的總結可以分為三類：第一類是30-300Hz、20-300Hz、1-300Hz的寬頻率范圍；第二類是電源頻率范圍，45-65 Hz。45-55赫茲；第三類是接近工頻，35-75Hz。

(1)類寬頻率范圍

國際大電網大會第21、09工作組發布的《測試指南》，推薦頻率范圍為30-300Hz。但實際上，較低的頻率也有更好的等效性。IEC 60840 和 IEC 62067 標準草案（2001 和 2000）規定可以使用 20-300 Hz。

國外一些廠家設計串聯諧波電抗器，在特殊情況下，最低頻率為25Hz或20Hz。當然，頻率越低，電纜長度（電容）就可以越長。然而，反應堆的核心因此被擴大以增加重量。個別數據表明，1-300Hz交流測試也與工頻交流測試具有等效性，這表明在實際應用中頻率下限可能更低，如小于20Hz甚至0.1Hz。進一步表明，在這樣的頻率范圍內，絕緣內部的各個電介質的電壓分布和介電特性仍然基本相同。

在 300 Hz 以上的頻率下工作是否合適？有報道稱，隨著頻率的提高，串聯諧波電抗器和勵磁變壓器的損耗降低，但考慮到測試對象的電容器介質極化發熱問題，因此頻率高于300Hz不優選.

(2)為電源頻率范圍

國際工業頻率主要是指50Hz和60Hz。因此，IEC標準規定高壓絕緣的工業試驗頻率范圍為45-65Hz，我國額定工頻為50Hz。GB/T16927.1-1997規定工頻試驗頻率范圍為45-55Hz。

認為工頻電力電纜的測試電壓也必須是工頻，這是一個趨于保守的趨勢。針對這個問題，需要強調的是，交接和預防性測試的目的是確定隔離缺陷的能力。在不同頻率下，只要絕緣內部介質電壓分布相同，具有基本相同的絕緣故障檢測能力，就可以達到測試的目的。因此，甚至比電源頻率范圍更寬的頻率也是可以接受的。1990年代中期，為了選擇合適的交流耐壓試驗>交流耐壓試驗頻率范圍，進行了大量細致的基礎研究工作。得出的結論是頻率在30-300赫茲的范圍內，橡塑電纜內部幾種典型絕緣缺陷的擊穿特性無明顯差異。這應該是可信的并被廣泛采用。分析在不同頻率下形成如此良好的擊穿特性，主要原因是同軸絕緣結構優良，絕緣介質單一，材料比較純凈，電場分布合理、規整。因此，該結構的內部電壓分布在不同頻率下是相同的，形成了寬頻范圍測試的條件。油紙絕緣電纜使用頻率為零的直流電壓進行了耐壓試驗。實際效果非常好，幾十年來沒有受到質疑。

(3)接近工頻，35-75Hz

國外對普通的交聯聚乙烯（XLPE）絕緣電纜樣品進行了不同頻率的擊穿試驗。結果表明，擊穿電壓在 35-75 Hz 的頻率下落在置信水平的 95% 以內。因此，有觀點認為，測試電壓頻率最好選擇在35-75Hz，也更接近50Hz的工作電壓頻率。值得注意的是，以上測試結果為正常絕緣擊穿測試。交接和預防性試驗中使用的試驗電壓低，只能穿透有缺陷的絕緣薄弱點（機械損傷、水分支、端子頭或接頭盒應力鐵錐結構或材料錯誤等），完全不足以破壞電纜本體的正常絕緣。可以看出，兩次測試的目的和工作機制是不同的。似乎沒有必要將正常絕緣 35-75 Hz 擊穿特性的“擴展”應用于絕緣缺陷的檢測。