余阳

摘 要：在高电压试验中应用超低频电压的良好的实验效果，克服直流电压、0赫兹功率电压的技术局限，具有良好的实用价值和优越性，是一种具有广阔的应用前景的实用技术。本文简述了超低频电压在高压试验中的应用优势，并对其具体应用进行了简要的分析，供有关人员参考。

关键词：高电压试验；超低频电压；耐压试验

在社会经济发展的过程中，我国的电气设备应用范围不断拓展。在高电压试验中如果试验变压器具有较大的体积，运用起来往往比较困难。如果要用直流电压来取代交流电压，又会因为交流电压和直流电压的差异而造成实验结果的偏差。运用超低频电压技术能够很好地解决这一问题，能够获得较好的实验效果。

1 超低频电压在高压试验中的应用优势

当前对电气设备的绝缘性质的检测主要使用的是50 赫兹交流电压的耐压试验，该实验方法的优点在于快捷、便利、直接，然而这种试验方法仍然有一定的缺陷。如果试验中遇到容量较大的电气设备，为了辅助实验，往往需要配备具有较大容量的试验变压器，从而出现重量超重、体积过大的问题，给正常的搬运带来诸多不便。

在相关科技发展的过程中，电气设备有着越来越大的设计容量，原有的实验设计已经不能满足实验的要求，这就需要运用直流电来取代50赫兹交流电压来进行耐压实验。然而事实上在绝缘电源的分布规律方面，直流电压和交流电压有着一定的差异，这种实验方法不能对真实的情况进行反映，产生了新的局限性[1]。

为了克服以上两种局限性，可以积极运用超低频电压新技术。超低频电压技术能够克服电气设备容量过大的问题，这是由于实验设备的频率和交流设备的容量之间存在正比关系。同时在超低频电压试验中能够使被试品绝缘电压的分布要求得到满足。一般情况下可以使用0.1赫兹的超低频电压。这是由于0.1赫兹的超低频电压虽为交流电压，但具有很低的频率，而且能够满足绝缘重相同分布的要求。与此同时0.1赫兹交流电压能够避免现场实验中受到的电网运行的干扰。

2 在XLPE电缆中应用耐压试验

直流电压不能对XLPE电缆进行实验，除了上述原因之外还有以下几个问题。第一，XLPE会受到直流高电压实验带来的不良影响，不仅不能得到预期的实验结果，还会对空间电荷造成影响。在交流电压中，一些在直流电压实验中原本不会出现问题的方面也有可能出现问题，例如电缆头。同时闪络、击穿等现象也会损坏接头的绝缘和电缆。

根据相关调查，运用0.1赫兹的超低频电压进行XLPE电缆实验，能够极大的降低频率，减小充电电流，减小实验变压器设备的重量和体积，设备重量约为150千克，体积和重量都远低于运用50 赫兹电压电压实验时所需的600千克实验变压器[2]。

3 在发电机中运用耐压试验

容量较小的发电机是耐压实验的主要对象，如果发电机的容量过大，普通的50赫兹交流电压就需要应用调压器和变压器，而调压器和变压器往往具有较高的电流，因此对低压试验电源具有较高的要求。由于变压器具有较大的短路容量，如果进行绝缘击穿试验，锁芯很容易受到损坏，不利于后续检修工作的开展。如果要获得更为理想的实验效果，可以使用0.1 赫兹的超低频交流电压。由于频率的降低，变压器容量也会随之降低，仅为原容量五百分之一左右，实验压力大为减轻。原有的实验需要数百千伏安，而应用0.1赫兹超低频交流电压进行实验可以降低到几千伏安。

当前的技术水平已经可以在耐压试验中应用0.1赫兹的超低频交流电压。例如对某水轮发电机进行绝缘试验，该水轮发电机，运行时间为25年，容量为11.25兆瓦、电压为10.5 千伏。分别运用50赫兹交流电压、0.1赫兹超低频交流电压，对不同位置进行击穿实验，发现0.1赫兹超低频交流电压已经能够对其他两种实验技术进行完善。当前还必须继续研究引入等效系数的概念，一般情况下将两个击穿电压的峰值比用等效系数来表示，国际上并没有对等效系数的数据选择进行统一，我国选用的等效系数通常为1.2[3]。

4 运用超低频电压对局部放电进行监测

运用0.1赫兹超低频电压能够有效地监测局部放电的情况。在局部放电监测中，如果使用高压电气设备，会遇到很多问题，例如外界对实验现场造成的干扰，以及实验设备的容量不足的问题，而这两个问题都可以通过应用0.1赫兹超低频电压来解决。试验电源频率与干扰电源频率过于接近是造成实验受到外部电源干扰的主要原因。因此应用0.1赫兹超低频电压之后，试验电源和干扰电源之间的频率之间具有500倍左右的差距，从而使试验电源具有更好的抗干扰性能。根据现场试验证明，在局部放电中应用0.1赫兹超低频电压确实有着良好的抗干扰能力。

在模拟实验中可以发现，在对电气设备的局部放电情况进行监测的过程中，50赫兹工频电压和0.1 赫兹超低频电压得出的实验效果和主要规律有一定的相似性。如果出现了较低的气隙电阻，50赫兹工频电压和0.1赫兹超低频电压都需要进行矫正，这也是二者的一个共性。在进行实际测量时，有两种措施可以进行局部放电的比较。一种是将超低频峰值电压表放置在局部放电峰值的监测实验中，还有一种是使用多通道的脉冲高度分析仪器，第二种措施应用的比较广泛。如果要进一步提高测试的精度，也可以在其他设备的基础上应用0.1赫兹超低频电压监测技术，有利于进一步提高实验的效果。

5 结语

综上所述，在高电压实验中运用0.1赫兹超低频电压能够取得良好的效果，其不仅可以提高实验电源的抗干扰能力，也可以减小实验设备的容量。与此同时在耐压试验中应用0.1赫兹超低频电压，以此来替代传统的50赫兹交流电压，也能过克服传统实验中的弊端，取得良好的实验效果。0.1赫兹超低频电压在高电压实验中的应用具有较高的实用价值和优越性，应该对其进行进一步的研究和完善，推动超低频电压技术的发展，不断拓展其应用范围。

参考文献：

[1]杨运经，习岗，张社奇，等.极低频高压脉冲电场生物学效应仪的设计与应用[J].农业工程学报，2012（02）.

[2]王志鹏，何闻，于梅，沈润杰.超低频振动校准自动控制系统的研究[J].机电工程，2011（06）.

[3]陈斌，霍光.交联电缆耐压试验方法的探讨[J].电气应用，2010（14）.