50Hz交流耐壓試驗(yàn)是鑒定電力設(shè)備絕緣強(qiáng)度最有效和最直接的方法。但是，在試驗(yàn)大容量電力設(shè)備時(shí)，需要大容量的試驗(yàn)變壓器，這種變壓器體積大而笨重，搬運(yùn)很不方便�；诖耍弥绷髂蛪涸囼�(yàn)來代替50Hz交流耐壓試驗(yàn)；然而，由于直流耐壓試驗(yàn)的局限性，所以有人又研究采用0.1Hz超低頻電壓來代替50Hz交流電壓進(jìn)行試驗(yàn)。研究表明，這兩種試驗(yàn)電壓在迭層復(fù)合絕緣上的電位分布（按電容分布）是相同的，因而對絕緣缺陷的檢驗(yàn)是相同的，即兩者具有較好的等效性，所以它是一項(xiàng)很有前途的預(yù)防性試驗(yàn)項(xiàng)目。目前0.1Hz超低頻電壓在高壓試驗(yàn)中的應(yīng)用情況介紹如下：
（1）交聯(lián)聚乙烯（XLPE）電纜耐壓試驗(yàn)。國內(nèi)外長期以來都是使用直流高電壓對油浸紙絕緣電力電纜進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)。研究表明，不宜將這種試驗(yàn)方法用于檢測交聯(lián)聚乙烯電纜缺陷，其主要原因有以下幾個。
1）直流高電壓試驗(yàn)在絕緣中的應(yīng)力分布與實(shí)際交流運(yùn)行電壓在絕緣中的應(yīng)力分布是不同的，前者主要按電阻分布，后者主要按電容分布，所以直流高電壓試驗(yàn)并不能反映交聯(lián)聚乙烯電纜的故障及實(shí)際運(yùn)行情況。
2）直流高電壓試驗(yàn)不僅不能有效地發(fā)現(xiàn)交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣中的水樹枝等絕緣缺陷，而且由于空間電荷的作用，還容易造成高電壓電纜在運(yùn)行條件下?lián)舸�。例如，電纜頭在交流情況下存在的某些缺陷，直流高電壓耐壓試驗(yàn)時(shí)卻不會擊穿，而電纜頭在交流情況下某些不會發(fā)生問題的地方，直流高壓試驗(yàn)卻會擊穿，電纜在交流情況下某些不會發(fā)生問題的地方，在進(jìn)行直流高電壓試驗(yàn)后，投運(yùn)不久卻發(fā)生擊穿。
3）直流高電壓試驗(yàn)時(shí)發(fā)生閃絡(luò)或擊穿可能會對其他正常的電纜和接頭的絕緣部分引起危害。
4）直流高電壓試驗(yàn)有累計(jì)效應(yīng)，將加速絕緣的老化，縮短使用壽命。
5）各國現(xiàn)有的直流耐壓試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)太低，新的中、高壓交聯(lián)聚乙烯電纜能耐受6.0~8.0U0直流電壓，短時(shí)交流強(qiáng)度為4.0~5.0U0，有嚴(yán)重的氣隙或缺陷的接頭的直流強(qiáng)度遠(yuǎn)大于規(guī)定4.0U0(交流強(qiáng)度卻小于2.5U0)，其中U0為設(shè)計(jì)用每相導(dǎo)體與屏蔽或每相導(dǎo)體與護(hù)套之間的額定電壓（有效值）。
由于上述原因，人們考慮采用50Hz交流高壓進(jìn)行試驗(yàn)，但是，采用這種方法需要笨重的試驗(yàn)設(shè)備，例如，一條1km長的8.7/10kV交聯(lián)聚乙烯電纜，其芯一地電容為0.35μF，在工頻額定電壓下電纜的電容電流I=UnωC=8.7×103×314×0.35×10-6=0.96（A）,由此可知試驗(yàn)變壓器的體積甚大，由此就提出采用0.1Hz超低頻法進(jìn)行試驗(yàn)，由于開發(fā)的用于7km以下的20kV電纜做耐壓試驗(yàn)的超低頻設(shè)備全部重量僅為150kg.
試驗(yàn)研究認(rèn)為，對交聯(lián)聚乙烯電纜進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，采用0.1Hz超低頻電壓進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，其試驗(yàn)電壓可取為50Hz時(shí)的1.5~1.8倍.
表2-83列出了美國電纜技術(shù)實(shí)驗(yàn)公司于1992年公布的15kV交聯(lián)聚乙烯電纜在不同認(rèn)為故障情況下分別施加超低頻和直流試驗(yàn)電壓時(shí)的試驗(yàn)結(jié)果。
表2-82 15kV交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜的試驗(yàn)結(jié)果
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電纜上的人為故障型式
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擊穿電壓
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0.1Hz/直流
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直流
（kV）
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0.1Hz
（kv，有效值）
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刀割絕緣層
（剩余絕緣厚度為0.58mm）
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47.5
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9.2
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0.19
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尖針穿刺絕緣層
（剩余絕緣厚度為0.58mm）
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41.0
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8.2
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0.20
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絕緣層中鉆孔
（剩余絕緣厚度為0.25mm）
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92.0
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21.9
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0.24
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尖針穿刺絕緣層
（剩余絕緣厚度為1.47mm）
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80.0
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21.9
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0.27
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由表2-83可見，用0.1Hz超低頻電壓進(jìn)行試驗(yàn)較直流耐壓更容易發(fā)現(xiàn)電纜的絕緣缺陷。
研究表明，用0.1Hz超低頻電壓進(jìn)行試驗(yàn)較50Hz交流電壓易使絕緣缺陷暴露擊穿。
綜上所述，對交聯(lián)聚乙烯電纜采用0.1Hz超低頻電壓進(jìn)行試驗(yàn)具有很多優(yōu)越性，在我國應(yīng)深入開展這方面的研究工作。
（2）發(fā)電機(jī)耐壓試驗(yàn)。對較大容量的發(fā)電機(jī)進(jìn)行工頻交流耐壓試驗(yàn)時(shí)往往需要數(shù)百千伏安的試驗(yàn)變壓器和相應(yīng)的調(diào)壓器，以及巨大的低壓試驗(yàn)電源，而且這些試驗(yàn)變壓器的短路容量大，絕緣擊穿時(shí)有可能損壞鐵芯，造成檢修困難。如果采用0.1Hz超低頻電壓進(jìn)行試驗(yàn)，則試驗(yàn) 的容量可以減小到工頻的1/500，用3~5kVA容量的0.1Hz試驗(yàn)設(shè)備能解決工頻試驗(yàn)容量數(shù)百千伏安的試驗(yàn)問題。所以我國從70年代開始就廣泛開展這方面研究工作。目前有的單位已將0.1Hz超低頻電壓應(yīng)用于大容量發(fā)電機(jī)耐壓試驗(yàn)中。表2-84列出了某臺10.5kV、41.25MW，運(yùn)行22年的水輪發(fā)電機(jī)定子云母烘卷絕緣，用直流、0.1Hz及50Hz交流電壓進(jìn)行擊穿試驗(yàn)的試驗(yàn)結(jié)果。
由表2-84可知，0.1Hz電壓檢出端部繞組絕緣缺陷的效果近似于直流電壓，檢出槽部和槽口繞組絕緣缺陷的效果略優(yōu)于直流電壓而稍遜色與50Hz交流電壓。所以可以用0.1Hz交流耐壓代替直流和交流50Hz交流耐壓。那么選擇0.1Hz的多大實(shí)驗(yàn)電壓值能與50Hz交流試驗(yàn)電壓完全等效呢？這就要引入等效系數(shù)β，它的定義為0.1Hz交流電壓對電機(jī)絕緣擊穿電壓峰值Um0.1與50Hz交流電壓對電機(jī)絕緣擊穿電壓有效值Um50的比值，即
β= Um0.1/ Um50
目前國內(nèi)外選用的等效系數(shù)β如表2-58所示。
在我國，由表2-85可知，Usm0.1=1.2 Usm50
表2-85 等效系數(shù)β
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國別
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美國
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瑞典
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日本
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英國
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IEC
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中國
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β值
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1.15
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1.2
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1.15~1.2
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1.15
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1.15~1.2
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1.2
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（3）電力設(shè)備局部放電監(jiān)測。監(jiān)測高壓電力設(shè)備局部放電，目前主要困難是實(shí)驗(yàn)設(shè)備容量不足和現(xiàn)場干擾。采用0.1Hz試驗(yàn)電壓監(jiān)測局部放電，不僅可以減小試驗(yàn)設(shè)備容量，而且可以明顯地增強(qiáng)抗干擾性能。對后者，是因?yàn)楦蓴_源與試驗(yàn)電壓在頻率上相差500倍，可有效地抑制干擾源，所以在現(xiàn)場試驗(yàn)中，是極為有效的抗干擾措施。
模擬試驗(yàn)表明，在0.1Hz和50Hz兩種不同試驗(yàn)電壓下監(jiān)測高壓電力設(shè)備的局部放電，其規(guī)律和效果是相似的，只有在氣隙電阻較低時(shí)才需要加以校正。
在實(shí)際監(jiān)測中一般宜采用多通道脈沖高度分析儀對局部放電在整個頻帶內(nèi)進(jìn)行比較；也可用超低頻峰值電壓表（電力部電力科學(xué)研究院高壓所已研制出靜電式超低頻峰值電壓表）監(jiān)測局部放電的幅值，當(dāng)與電橋電路監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)合使用時(shí)，測試精度能達(dá)到1~10PC。監(jiān)測中施加的0.1Hz試驗(yàn)電壓，可根據(jù)等效系數(shù)β的大小來確定。 | 
