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LC谐振在核电500kV充油电缆交流耐压试验中的应用
作者：张明刚 王学亮
来源：《中国科技博览》2013年第15期
摘要：本文简要介绍了运用在核电站中的充油电缆的结构及相对干式电缆的优点，探讨了对充油电缆以交流耐压交接试验替代直流耐压交接试验的可行性及有效性，借鉴LC串并联谐振电路的基本原理，根据现场实际电缆参数对串并联谐振交流耐压试验方案进行了详细的计算论证，该试验为充油电缆因设备或现场原因不能采用常规直流耐压试验而进行交流耐压试验提供了理论与现实的依据，提供了可借鉴的经验。 关键字：核电；500kV充油电缆；谐振；交流耐压 【中图分类号】TM47 0 充油电缆简介
500kV 1×1200mm2充油电缆采用六分裂导体来减少电流的集肤效应，可有效减少25%的交流阻抗，一般的XLPE干式电缆大多采用五分裂导体，仅能减少10%左右的交流阻抗；同时充油电缆的主绝缘是电缆油，电缆油具有流动性及稀释性，在电缆发生故障后，电缆油可有效对先前形成的放电通道及杂质进行冲淡吸收，恢复电缆的绝缘性能，而XLPE干式电缆一旦发生故障将导致电缆的永久性破坏；另外，如果充油电缆发生外伤导致漏油时，有油压低报警，故障点容易发现，加上储油罐可以对电缆中的油进行补充，电缆可以继续运行，给故障的处理赢得了时间，有利于提升电厂的经济效益。 1 充油电缆现场交接试验分析
500kV 1×1200mm2充油电缆通过例行出厂试验后，根据《GB50150-2006 电气装置安装工程 电气设备交接试验标准》的要求，在现场需进行835kV负极性直流耐压试验。因充油电缆的终端头与GIS导体相连，3、4#机组采用的日本MITSUBISHI三菱电机的500kV GIS的绝缘是按照交流设计的，高等级直流耐压试验将对GIS设备产生不良影响，同时，三菱电机提供的高压试验套管仅能进行605kV AC 1min（GIS）、495kV DC/AC 15min（充油电缆）的试验，现场没有条件对充油电缆实施835kV负极性直流耐压试验。
经华东电网有限公司、浙江省电力公司、华东电力试验研究院有限公司及国家电网武汉高压试验研究院等专家通过对500kV充油电缆交流、直流耐压试验的目的、等效性及利弊等的分析，一致认为，充油电缆在出厂时进行了495kV AC 15min的耐压试验，现场充油电缆交接试验可以进行非破坏性的、不高于出厂电压等级的交流耐压试验，以检验充油电缆及其附件在
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现场的敷设安装质量，国标GB50150-2006要求充油电缆的直流耐压值为835kV，其等效的50%交流值为420kV，现场可进行420kV AC 15min的高压交接试验。
由于500kV 1×1200mm2充油电缆交接试验的电压为420kV AC，电缆的电容量大，常规交流耐压试验设备容量已不满足要求，需要增加试验设备的重量和体积，给设备运输及现场试验带来困难，因此，为减少现场负担同时又尽量模拟充油电缆的实际运行状态，现场确定用LC串并联谐振法以解决交流耐压试验对试验设备容量及电压等级要求高的问题。 2 LC串并联谐振试验的基本原理 3.3 试验过程及试验结果 3.3.3 试验过程
检查试验设备，包括电源、变频电源、励磁变压器电压组别、高压分压器等设备的电气连接，所有设备的接地；
检查变频电源装置，确认变频源接地端已可靠接地，所有散热通风口已打开，输入、输出断路器已合闸，空试变频源无异常后，切断变频器电源，将变频源输出端接到励磁变压器的低压侧；
调节变频电源输出，在预期谐振电压低于10%试验电压下，调节变频电源的频率，直到试验回路谐振，再开始加压；
逐步升高电压到试验电压的50%，记录变频电源输出电压、电流以及高压分压器值，核对系统谐振情况，无异常则继续升压至试验电压的100%，升压速度取每秒3%～5%试验电压； 升压至100%试验电压后开始计时； 在加压过程中，注意观测、记录异常现象； 3.3.4 试验结果 4 结论
对于高电压等级充油电缆等电容量较大的电气设备，由于现场条件及设备的限制，在不能采用直流耐压试验时，可以采用交流耐压试验替代，但常规的交流耐压试验需要大容量的试验变压器、调压器以及电源，需要动用大型汽车、吊车等，给现场试验带来不便，合理采用串并联谐振的试验方法，可有效解决高电压大容量电气设备的交流耐压试验问题。核电秦山联营有限公司3、4#机组500kV 1×1200mm2充油电缆采用串并联谐振进行的交流耐压试验的成功，为充油电缆的现场交接试验开辟了一条新的道路，可供同行或其他电厂借鉴或参考。
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参考文献
白乃平.《电工基础》，西安电子科技大学出版社，2002年1月第一版 李建明. 《高压电气设备试验方法》，中国电力出版社，2001年8月第二版
中华人民共和国电力行业标准. 《DL474-1992现场绝缘试验实施导则》，中国电力出版社，2001
中华人民共和国国家标准.《GB50150-2006 电气装置安装工程 电气设备交接试验标准》，2006
周韫捷，张丽.以均衡眼光看XLPE电缆与充油电缆的使用，上海电力，2001[4]