分享一些高壓電纜串聯諧振耐壓試驗的實際操作案例？

以下結合10kV~220kV 高壓電纜現場實操經驗，整理 4 類典型場景的串聯諧振耐壓試驗案例，涵蓋參數計算、異常處理及關鍵操作細節：

案例 1：10kV 短電纜（200m）耐壓試驗（交接試驗）

項目背景：某園區新建配電房，3×300mm2 電纜長度 180m，需驗證終端頭制作質量。
參數配置：

電纜電容：0.08μF（實測，公式估算 0.05μF/km×0.18km=0.009μF，偏差大需實測）

電抗器：2 臺 10kV/1.5A 電抗器并聯（總電感 L=25H 并聯為 12.5H）

諧振頻率：f=1/(2π√LC)=1/(2π√12.5×0.08×10??)=159Hz（避開工頻干擾）

試驗電壓：2.5U?=2.5×8.7=21.75kV（持續 60 分鐘）

操作亮點：

小電容補償：因電纜過短，并聯 0.1μF 固定電容（裝置內置），使諧振電流從 0.05A 提升至 0.8A（避免保護誤動）。

零起升壓驗證：空試時發現分壓器接地線虛接，導致電壓波形畸變，重新緊固后波形恢復正弦波（畸變率＜0.5%）。

局放同步監測：試驗中發現終端頭處有輕微電暈（放電量 8pC），停機檢查發現應力錐未推入，復位后放電量＜5pC。
結果：耐壓 60 分鐘無異常，絕緣電阻試驗前后無下降（1000MΩ→980MΩ），判定合格。

案例 2：35kV 長電纜（1.2km）分段耐壓（預試項目）

項目背景：某輸電線路運行 8 年，交叉互聯電纜出現局部發熱，需分段排查。
參數配置：

單段長度：600m（分 2 段），單段電容 0.09μF（35kV 電纜 0.15μF/km×0.6km）

電抗器：4 臺 26kV/1A 電抗器串聯（總電感 L=4×40H=160H）

諧振頻率：f=1/(2π√160×0.09×10??)=42Hz（接近工頻，需屏蔽外界干擾）

試驗電壓：1.7U?=1.7×26=44.2kV（持續 30 分鐘）

高壓電纜串聯諧振耐壓試驗操作亮點：

交叉互聯處理：解開互聯箱，逐段試驗時臨時接地，避免感應電壓（實測未接地段電壓達 5kV）。

溫升控制：第一段試驗時電抗器表面溫度 65℃（接近 70℃閾值），停機冷卻 15 分鐘后繼續第二段，全程溫升＜30℃。

擊穿定位：第二段升壓至 35kV 時電流突增，放電聲來自中間接頭，開挖后發現防水帶老化導致絕緣擊穿。
結果：更換故障接頭后，兩段試驗均通過，局放＜10pC，絕緣電阻恢復至 1200MΩ。

案例 3：110kV 單芯電纜（3km）耐壓試驗（交接試驗）

項目背景：跨海電纜工程，銅芯截面 2500mm2，需驗證絕緣耐潮性。
參數配置：

電纜電容：0.45μF（110kV 電纜 0.15μF/km×3km）

電抗器：6 臺 50kV/1A 電抗器并聯（總電感 L=6×80H 并聯為 13.3H）

諧振頻率：f=1/(2π√13.3×0.45×10??)=20.5Hz（超低頻，避免海纜容升效應）

試驗電壓：1.7U?=1.7×64=108.8kV（持續 60 分鐘）

操作亮點：

容升補償：海纜鋪設后電容波動 ±10%，提前用 LCR 電橋分段復測，調整電抗器并聯數量（原計劃 5 臺，實測需 6 臺）。

過壓保護：設置避雷器閾值 119kV（110% 試驗電壓），升壓至 80% 時暫停 1 分鐘，觀察分壓器電壓穩定（無容升）。

鹽霧防護：海邊濕度 90%，用硅膠毯包裹終端頭，試驗前用紅外熱像儀確認無凝露（溫度差＜2℃）。
結果：全程無放電，局放＜5pC，絕緣電阻 3000MΩ（極化指數 1.8），創同類工程最短用時（4 小時 / 段）。

案例 4：220kV 主變中性點電纜（50m）耐壓（特殊試驗）

項目背景：某變電站主變改造，中性點電纜需耐受雷電沖擊后工頻耐壓。
參數配置：

電纜電容：0.012μF（220kV 電纜 0.24μF/km×0.05km）

電抗器：2 臺 110kV/0.5A 電抗器串聯（總電感 L=2×200H=400H）

諧振頻率：f=1/(2π√400×0.012×10??)=72.9Hz

試驗電壓：1.5 倍中性點電壓 = 1.5×72.5=108.75kV（持續 60 分鐘）

操作亮點：

小電流保護：因電容極小，將過流保護閾值從 0.1A 下調至 0.05A，避免勵磁涌流誤觸發。

振動監測：電抗器串聯時機械共振（頻率 70Hz）導致噪音，加裝橡膠減震墊后振動值＜5μm/s。

反送電預防：中性點另一端主變繞組短路接地，試驗后用萬用表確認電纜芯無殘留電荷（＜10V）。
結果：耐壓后局放＜3pC，絕緣電阻 5000MΩ，通過聯合驗收（含雷電沖擊試驗）。

案例總結：關鍵共性經驗

參數實測優先：長電纜（＞500m）需分段測電容，短電纜（＜200m）必須并聯補償，避免 “經驗配置” 導致諧振失敗。

異常信號速判：電流突增＞20%、頻率漂移＞5Hz、溫升＞1℃/min，立即停機，優先排查電纜終端頭和中間接頭。

環境針對性處理：潮濕環境需加熱去潮（紅外燈烘烤），高海拔地區（＞1000m）需修正試驗電壓（每 100m 增加 1%）。

智能裝置應用：某 220kV 項目使用 AI 諧振裝置，自動識別電纜容性負載突變（±15%），動態調整電抗器組合，效率提升 40%。

（注：以上案例均基于 DL/T 596-2021《電力設備預防性試驗規程》，現場需結合電纜廠家技術文件調整參數。）