电力电缆耐压试验

100KV/3Km/400m㎡电力电缆耐压试验

基础计算及技术方案

一.试验电压值选用

根据有关省份对电力电缆试验经验及国际IEC电工委员会推荐，系统运行电压U N作为试验电压，所以我们确定用运行电压U N=110kV作为没相对地试验电压，故试验电压U N=110kV。

二.被试电缆技术参数（由用户提供）

电压等级为110kV，线路长度3km，截面积400m㎡，电缆每公里电容量为0.156uF。

被试电缆电容量Cx=0.156×3=0.468μF

三.计算被试品在工频50Hz电源试验容量

U试=U N=110Kv

1 1

容抗Xc= = =6.80kΩ2πfc 2×3.14×50×0.468×10ˉ6

试验电流I试=U试/Xc=110kV/6.8 kΩ=16.2A

试验电源容量P试=U试×I试=110kV×16.2A=1782Kva

四.试验方案确定

如果让系统工作于工频50Hz状态下，采用调感式串联谐振试验设备，其电抗器容量必须达到1782kV A。如直接用工频耐压试验装置，其电源容量达到1782kV A。前者电抗器容量大，体积大，重量重，后者对试验电源容量提出较高要求，为了减小试验电源容量，减小电抗器体积及重量，我们采用调频串联谐振成套试验系统，根据IEC电工委员会推荐之频率范围（20Hz-300Hz）也就是说在该频率范围内，在相同的试验电压下，对电缆耐压试验其结果是等效的。通过下面计算，可以看到调频电源带来的好处，根据被试品的基础技术参数，我们把谐振频率设计于25Hz，计算过程如下：

1 1

Xc2H= = =13.6 kΩ

2πfc 2×π×25×0.468×10ˉ6

I试（25Hz）=U试/Xc（25Hz）=110kV/13.6 kΩ=8.1A

试验容量P25Hz=110kV A×8.1A=891Kva

通过降低试验电源频率，可大大降低试验电源容量及谐振电抗起重量和体积。

五.电抗器技术参数确定

根据电工学原理，串联谐振时，电容上电压等于电抗器电压，所以我们可得到下面计算。

参数：X L=X C=13.6 kΩ

U L=U X=U试=110kV（谐振状态）

I L=I C=8.1A（串联支路电流相等）

XL 13.6×10-3

电抗量L= = =86.6（H）

2πf 2×3.14×25

电抗器技术参数确定如下：

电压等级为110kV 电流为10A

电感量L=80H 铁芯容量为900kV A设计

六.励磁变压器

励磁变压器容量，同串联谐振回路品质因素Q有关（Q=X L/R=X L/R）R是串联谐振回路总的直流电阻之值。根据经验Q值一般可取50倍。

励磁变压器容量P=P试/Q=900/50=18kV A

输出电压U=U试/Q=110kV/50=2.2kV

励磁变压器技术参数：

额定输出容量：20kV A

额定输出电压：2200V

输出电流：10A

输入电压与变频器匹配

七.变频器参数确定

根据上述设计计算，对变频器提出如下技术要求：

额定功率P N=25kW

输出电压0-500伏可调

频率范围20Hz-300Hz

输入电压380V（50Hz）三相四线

输出波形方波/正弦波可选

（如变频其输出为方波，谐振时试品上电压波形也为正弦波）

八.变频串联谐振系统试验原理图

3

1.变频器主体

2.励磁变压器

3.电抗器

4.被试品（调试电容器）

5.分压器及千伏表

6.变频器控制器