武漢特高壓旗下的電纜故障測試儀可以幫助眾多電力工作者更加方便的進行各類電力測試。

VLF 電纜測試（甚低頻）是一種用于測試中壓和高壓（MV 和 HV）電纜的技術。VLF 系統的優勢在于它們可以制造得又小又輕；使它們變得有用——特別是對于運輸和空間可能成為問題的現場測試。由于電力電纜的固有電容在通電時需要充電，因此系統頻率電壓源比低頻電壓源更大、更重且更昂貴。傳統上，直流耐壓測試用于電纜的現場測試，但直流測試已被證明無法有效地對具有聚合物基絕緣（XLPE、EPR）的現代電纜進行耐壓測試。直流測試還顯示會縮短聚合物絕緣老化電纜的剩余壽命。

IEC 60502（高達 35 kV）和 IEEE 400.2（高達 69 kV）支持電纜的 VLF 測試。隨著更高電壓的 VLF 設備的開發，可能會調整標準以提高應用的電壓水平。

可以通過多種方式使用 VLF 測試：

● 以簡單的耐受方法將 VLF 應用于電纜，以檢測計劃停電期間電纜絕緣中的潛在故障（故障）。被測電纜必須在規定的測試時間內承受交流電壓而無閃絡。此方法產生“通過/失敗”語句。VLF 電纜測試使用不同的波形，通常是正弦波和方波，在描述要使用的電壓時必須小心。RMS 和峰值電壓之間的關系因波形而異，IEEE 400.2 使用峰值電壓電平來等同于波形。使用的頻率范圍在 0.01 Hz 至 0.1 Hz 范圍內，其中頻率選擇取決于電纜呈現的負載。測試電壓水平要么使用電纜標稱相間電壓的倍數計算，要么通過 IEEE 400.2 中的表格計算；通常它們在 1.5 U0 到 3 U0 的范圍內。VLF 電纜測試時間從 15 分鐘到 60 分鐘不等。IEEE 400.2 建立了一些建議的測試電壓和時間。CDFI 的后續工作表明，當使用 IEEE 400.2 電壓和時間時，在 0.1 至 0.01 Hz 頻率范圍內進行的 VLF 測試的功效沒有顯著變化。

● 在監測耐壓方法中將 VLF 應用于電纜，在耐壓測試之前和期間進行診斷測量。監控診斷可以在達到最終測試電壓之前做出一些額外的決策。有些電纜不適合進行耐壓測試，并且在較低電壓下獲得的診斷指示可以否定執行耐壓測試的需要。在測試期間，診斷參數的測量可用于優化測試時間。對于具有良好診斷指示的電纜，可以縮短測試時間；對于在測試期間顯示出惡化的診斷測量值的電纜，可以延長測試時間。

● 用VLF 測量絕緣損耗（即絕緣耗散因數或Tan-delta）。在這種情況下，IEEE 400.2 建立了評估標準。測試通常在 0.5 Uo 到 2 Uo 的測試電壓范圍內執行，具體取決于所遵循的標準/指南。

● 應用VLF 檢測和測量局部放電。在這種情況下，IEEE 400.3 概述了評估程序，IEC 60270 提供了高壓設備局部放電測試的背景。該測試通常在一系列測試電壓下執行，以識別不同的缺陷及其起始電壓和熄滅電壓。

VLF 耐受測試

高壓耐受測試與制造工廠內固體電介質電纜和附件的局部放電測量結合使用，以確保從 MV 到 EHV 的完整電纜系統組件的質量。因此，公用事業公司也很自然地將耐壓和局部放電測試用作現場電纜系統的調試和維護測試。這些測試的目標與工廠測試的目標相同，即在故障發生之前檢測電纜系統的任何有缺陷的組件。可以使用從 DC 到 300 Hz 的各種電壓源進行耐受測試，并且操作簡單，設備可能不貴。VLF 耐受測試的一些觀察結果是（基于 CDFI 結果）：

●  VLF 測試對于實用程序來說執行起來很簡單，不需要專門的服務

● 對于在 IEEE 400.2 電壓水平下執行的 30 分鐘測試，電纜系統的在線測試故障率在 0.2% 到 4% 的范圍內。

●  IEEE 標準。400.2 提供了建議的時間和電壓測試水平，但不可能提供準確的參數，因為缺陷增長率未知并且可能變化很大。

IEEE 400.2 測試級別的 VLF 測試不會損壞電纜系統的“良好”絕緣，但用于將現有的絕緣缺陷降級為在測試期間而不是在服務中出現故障。原因是被測電纜的低能量故障會減少附帶損壞，并降低因運行中故障而導致意外中斷的可能性。

● 已使用兩種常用的 VLF 波形收集數據，幾乎沒有證據表明在使用推薦電壓時可歸因于電壓波形的故障率結果存在顯著差異。

VLF 損耗角正切測試

中壓配電電纜及其附件構成了電力輸送系統的關鍵部分。該系統采用具有低介電常數和損耗的絕緣材料。介電常數和損耗是絕緣材料的介電特性。隨著系統老化，這些介電特性會發生變化。可以評估介電損耗，因為它可以在系統的使用壽命期間增加幾個數量級。這種方法很好地關聯了老化聚合物絕緣材料（如水樹）中的一些有損生長。

Tan delta 測量構成了一種電纜診斷技術，用于評估電纜系統絕緣的一般狀況，可以用由兩個元件組成的簡化等效電路表示；一個電阻器和一個電容器。當電壓施加到系統時，總電流是電容器電流和電阻器電流貢獻的結果。tan delta 定義為電阻電流和電容電流之間的比率。測量是離線進行的。

實際上，在 0.1 Hz 的 VLF 下測量介電特性很方便。這既減少了電源的尺寸和功率要求，又增加了介電損耗的電阻分量（接近直流分量）（不是電容分量）的分辨率。

使用 IEEE 400.2，三個不同的標準適用于使用 Tan δ值診斷電纜絕緣系統。一個標準使用 Tan δ值的大小作為診斷工具，而另一個標準使用特定電應力或電壓水平的 Tan δ值的差異。后者通常被稱為Tan δ值的“ Tip-Up ” 。通常使用指南中給出的建議來解釋這兩個標準的結果。該指南提供了評估電纜絕緣系統的等級。這種方法的主要注意事項是：

● 損失的來源可能需要進一步測試才能定位。

● 對于較長的電纜，損壞部分的損耗貢獻可能會在測量中被稀釋。

● 一些絕緣缺陷與損耗無關。

甚低頻局部放電測試

VLF 電源可用于為絕緣體提供能量并啟動絕緣體內部缺陷的局部放電。由于測試是離線的，測試電壓可以變化，以測量局部放電的起始電壓和熄滅電壓。TDR 技術可用于定位放電源，并可使用校準器進行參考測量，以便在 pC 中顯示測得的 pd。

VLF PD 測量與其他 PD 測量具有相同的優點和局限性，使用不同電壓源獲得的數據具有相同的不確定性。

必須注意的是，不同的缺陷可能表現出不同的特性，具體取決于環境和激發源。這對最終決定的影響可能微不足道。即使在更高的電壓下，檢測標準（例如在 Cigre WG B1.28 中）和嚴重性計算也沒有定義，并且不依賴于 PD 的測量特性。因此，PD 源的檢測目前比缺陷的表征更重要。

缺陷檢測對于新電纜特別有用，因為嚴重性分析可能對做出的決定不太重要。應糾正新安裝中的任何缺陷。對于老化的系統，可以通過考慮各種局部放電特性來評估局部放電的嚴重程度。不幸的是，沒有獨立的指南可用于在單次測量后對嚴重程度進行分類。可以通過重復測量建立趨勢，因此仔細控制和重復測量條件非常重要，以便重復測量的比較有效。

有助于嚴重性分析的 PD 的典型特征包括：

● 起始電壓和熄滅電壓

● PD類型分類（Internal, surface, corona）

● 局部放電幅度（以 mV/pC 為單位）

● PD重復率

● 缺陷位置

與其他電壓源的比較

關于使用不同電壓源為電纜供電以及不同診斷技術與不同電源結合使用時的好處，存在一些行業爭論（其中大部分是商業驅動的）。

理論方法

電纜在系統電壓和頻率下會受到操作應力，不同的電壓源（幅度、波形或頻率）將向電纜提供與操作條件下所經歷的應力不同的應力。缺陷和損壞也可能有不同的反應，診斷指示可能因缺陷類型而異。這種方法的支持者會爭辯說，這些差異有損于競爭電壓源提供的商業利益。

實用方法

電氣設備的故障率與其可靠性成反比。測試技術旨在提高絕緣系統的可靠性，分析測試對被測網絡可靠性的影響是測試技術有效性的證據；與操作壓力的差異無關。

可能性

絕緣故障是一個隨機過程，識別單個事件并將其歸因于特定來源是錯誤的。對于使用任何電壓源的任何測試，在良好的診斷指示（或反之亦然）之后絕緣系統失效是預期的。更好的測試將更好地預測狀況，但不應認為任何測試都是絕對可靠的。