容升不是故障,是电容电流干的——但读数不修正,试验电压就超打了
交流耐压时电缆是一根分布电容,电容电流从电源流出、流过试验回路的每一个感抗——变压器漏抗、调压器阻抗、引线电感。电流流过感抗产生的压升方向与负载压降相反,越往末端电压越高,工程上叫容升。
电缆越长电容越大,充电电流线性增长,容升跟着放大;电源阻抗越大,同样的电流抬得越高。两个因素一乘,几公里级中压电缆用工频试验变压器打压,容升到一成以上很常见。
已知:8.7/15kV 3×300 电容取厂家样本典型值 0.34μF/km,试验电压按 GB/T 12706.2 例行口径 3.5U0≈30.45kV。充电电流 Ic=2πfCU=314×0.34×10⁻⁶×30450≈3.3A/km。
试验变压器取 50kVA、短路阻抗 6%:等值感抗 Z≈U²/S×6%≈1110Ω。末端电压抬升 ΔU≈Ic×Z≈3.3×1110≈3.7kV,占 30.45kV 的 12%。也就是说调压器按 30.45kV 整定,末端实际承受约 34kV,超了将近四千伏。
容升与长度成正比、与试验电压成正比(电压越高充电电流越大)、与电源等值感抗成正比。工频试验变压器容量小、阻抗高,是容升的重灾区;变频串联谐振装置反过来利用谐振补偿容抗,励磁变压器只需补有功损耗,长电缆反而轻车熟路。
| 影响因素 | 怎么影响 | 现场对策 |
|---|---|---|
| 电缆长度 | 充电电流线性增长,容升按公里数放大 | 按算例先估容升量级 |
| 试验电压 | Ic=2πfCU,电压越高电流越大 | 末端实测,别只盯调压器 |
| 电源阻抗 | 阻抗越高抬升越多 | 选大容量低阻抗电源或谐振装置 |
| 引线布置 | 长引线电感叠加进回路 | 高压引线短而直,减少中间转接 |
直流稳态下没有电容电流,自然没有容升,这是直流耐压长期以来在护套与长电缆上好用的一个现实原因。但直流对交联绝缘的空间电荷副作用照旧(见交流直流怎么选一篇),能换变频谐振就别回头用直流。
会,而且这是长电缆工频试验最常见的隐性超打:调压器按标准值整定,末端实际电压比标准高一成上下,绝缘薄弱点可能被打伤甚至击穿,误判成电缆不合格。所以试验电压的判定基准永远在被试品两端,不在调压器表盘。
没有硬界限,取决于充电电流与电源阻抗的乘积。现场经验:用工频试验变压器打中压电缆,长度过一公里就该按算例估一下,估出来超过 3% 就要实测或修正。变频谐振装置自带补偿,长度放宽得多。
可以在加压端配合折算:先空载升压记一组读数,再带电缆升压记一组,两次读数差主要来自容升与漏抗压降,短路阻抗已知时可以分离出容升分量。但这是近似口径,验收试验建议还是把分压器或球隙架到末端实测。
谐振时电抗器感抗与电缆容抗互相抵消,回路只剩有功损耗,电源只补这一点损耗;电压沿电缆的分布接近均匀,容升被谐振工况天然压平。代价是要按电缆电容配置电抗器节数和频率,调试比工频试验麻烦一点。
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