电力电缆变频串联谐振耐压试验方案
方案适用于6kV~220kV 交联聚乙烯（XLPE）绝缘电力电缆的交接试验、预防性试验及故障修复后验证试验，采用变频串联谐振试验方法，依据GB 50150-2016《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》、DL/T 474.4-2018《现场绝缘试验实施导则 — 交流耐压试验》及DL/T 596-2021《电力设备预防性试验规程》制定，旨在检测电缆主绝缘气隙、受潮、老化及接头制作缺陷，保障电缆绝缘性能符合运行要求。
一、试验原理
基于串联谐振电路原理，调节变频电源输出频率，使试验回路中电抗器的感抗与被试电缆的容抗相等，回路达到谐振状态。此时回路总阻抗最小、电流最大，电缆两端可获得数倍于励磁电压的高电压，且输出电压波形接近正弦波（畸变率≤1%）。试品击穿时谐振条件被破坏，电压自动下降，可有效防止事故扩大，同时试验电源容量需求远低于传统工频耐压试验。
二、试验准备
（一）试验对象参数确认
提前核查被试电缆基础信息，包括型号规格、额定电压（U0/U）、长度、敷设方式、运行年限及本次试验类型（交接 / 预试），记录电缆终端、中间接头数量及制作工艺，交叉互联电缆需标注互联箱位置。
（二）试验设备选配与检查
核心设备：变频串联谐振试验装置（含变频电源、励磁变压器、串联电抗器、高压电容分压器），设备额定电压、容量需匹配被试电缆，品质因数（Q 值）≥30，频率调节范围 20~300Hz。
辅助设备：2500V/5000V 兆欧表、专用放电棒、接地极、温湿度计、红外热像仪、局部放电检测仪（可选）。
设备检查：确认所有设备外观无破损、接线端子牢固，兆欧表校准合格，谐振装置保护功能（过压、过流、闪络、温升保护）正常，电抗器绝缘电阻≥1000MΩ。
（三）现场准备与安全布置
断开被试电缆两端与电网、配电设备的连接，将非试验相可靠接地，电缆终端头清洁干燥，无污秽、裂纹及凝露。 划定试验区域，设置硬质围栏，悬挂 “高压危险，禁止入内” 警示标识，试验区域与带电体安全距离≥3 米（10kV）/5 米（35kV）/8 米（110kV 及以上）。
布置独立接地极，确保试验设备外壳、电容分压器、电缆屏蔽层一点接地，接地电阻≤4Ω；试验现场配备绝缘手套、绝缘靴等安全防护用品，安排专人监护，电缆两端设置值守人员。
确认试验环境符合要求：温度 - 10℃~40℃，相对湿度≤80%，避免在雨、雾、雪及大风天气进行试验，海边、高湿度环境需用硅胶毯包裹电缆终端头。
（四）预试验检测
使用兆欧表测量被试电缆各相绝缘电阻，10kV 电缆≥1000MΩ、35kV 及以上电缆≥10000MΩ，绝缘电阻无明显偏低则进入正式试验，否则排查绝缘缺陷。
三、试验设备参数配置
| 电缆电压等级 | 试验类型 | 核心试验参数 | 电抗器配置参考 | 谐振频率范围 |
| 10kV（8.7/10kV） | 交接试验 | 2.5U0=21.75kV，持续 60min；预试 3.5U0=30.5kV，持续 5min | 2 台 10kV/1.5A 并联 | 100~200Hz |
| 35kV（26/35kV） | 预试 / 交接 | 1.7U0=44.2kV，持续 30/60min | 4 台 26kV/1A 串联 | 40~80Hz |
| 110kV（64/110kV） | 交接试验 | 1.7U0=108.8kV，持续 60min | 6 台 50kV/1A 并联 | 20~50Hz |
四、试验操作流程
（一）试验回路接线
按变频电源→励磁变压器→串联电抗器→被试电缆→高压电容分压器→接地极的顺序串联连接主回路，将电容分压器电压信号接入变频电源，确保所有接线端子紧固、无松动，接线完成后由双人交叉核对，杜绝错接、漏接。
（二）谐振调谐
开启变频电源，设置频率扫描范围 20~300Hz，输出电压调至试验电压的 10%~30%，缓慢调节频率。 观察回路电流、电压变化，当电流最小、电缆两端电压最大时，回路达到谐振状态，锁定谐振频率，记录此时的频率、电流值；
若无法找到谐振点，检查电抗器组合方式或电缆是否开路。 调谐完成后，检查电压波形畸变率≤1%，局部放电检测仪（若使用）基线稳定，无杂散干扰。
（三）升压与耐压试验
按照1~2kV/s的速率缓慢升压，全程监测试验电压、电流、谐振频率及设备温升，严禁快速升压或越级升压。 升压至试验电压后，保持规定耐压时长，期间持续观察：
①电压、电流是否稳定，无突升突降；
②电缆及接头无放电、异响、焦糊味；
③电抗器表面温升＜30℃，温度≤70℃；
④局部放电量≤5pC（交接试验）/≤10pC（预试）。 耐压过程中若出现异常，立即按下 “急停” 按钮，停止升压并降压至零，严禁带压处理故障。
（四）降压与放电
耐压时长达到后，以均匀速率缓慢降压至试验电压的 10% 以下，严禁直接断电降压。 关闭变频电源，使用专用放电棒对被试电缆、电抗器、电容分压器进行多次充分放电，放电时间不少于 5 分钟，确认无残余电荷后，方可接触试验设备及电缆。
（五）复检测试
放电完成后，再次使用兆欧表测量电缆绝缘电阻，与试验前对比无明显下降（下降幅度≤5%），则完成单相反试验，依次对其余两相重复上述操作。
五、试验结果判定
（一）合格判定标准
耐压过程中，电缆无击穿、闪络现象，电压、电流稳定，无异常波动。 试验前后电缆绝缘电阻无明显下降，局部放电量符合规定要求。 设备无故障报警，电抗器、励磁变压器无过热、异响等异常。
（二）不合格判定及处理
耐压过程中出现电压骤降、电流突增，或电缆有明显放电、击穿声，判定为绝缘击穿，需记录击穿时的电压值，采用分段试验法排查故障点（中间接头 / 终端头 / 电缆本体）。
局部放电量超标或绝缘电阻显著下降，判定为绝缘劣化，需对电缆进行干燥、修复或更换缺陷部位，处理完成后重新试验。 试验中设备温升超标或保护报警，立即停机冷却，排查设备故障或试验回路问题，待恢复正常后继续试验。
六、特殊场景处理
交叉互联电缆：试验前解开互联箱，逐段试验时将非试验段临时接地，避免感应电压（未接地段感应电压可达 5kV 及以上），试验完成后恢复互联箱接线。
老旧电缆（运行≥8 年）：适当降低试验电压（按 2.5U0 执行），防止绝缘劣化加速，可先进行 0.1Hz 超低频耐压试验预检，再开展串联谐振试验。
跨海 / 长距离电缆：提前用 LCR 电桥分段复测电缆电容，考虑电容容升效应，调整电抗器组合数量；海边试验做好盐雾防护，使用红外热像仪确认终端头无凝露。
GIS终端电缆：试验时加装均压环，降低电晕干扰，确保局部放电检测精度，GIS 终端与电缆连接部位做好密封防护。
多中间接头电缆：耐压过程中重点监测接头部位，若出现局部放电量突增，立即排查接头制作缺陷（如防水带老化、应力锥未推入）。
七、安全注意事项
试验全程严格执行 “一人操作、一人监护” 制度，所有试验人员需穿戴绝缘防护用品，严禁在试验区域内随意走动，非试验人员禁止入内。
试验设备接线、拆线必须在断电、放电完成后进行，严禁带压接线、拆线；接地装置必须可靠，严禁虚接、漏接。 变频控制器连续运行超30分钟，停机后不要立即关电源，保持风扇运行散热；设备出现过压、过流保护后，需断开控制回路电源，排查问题后重新启动。
试验现场严禁吸烟、动火，配备干粉灭火器；雷雨天气立即停止试验，切断所有电源，将试验设备可靠接地。
试验完成后，拆除所有临时接线，恢复电缆原有接地及连接方式，清理试验现场，确保电缆具备投运条件。
八、试验记录与报告
试验过程中及时、准确记录所有数据，包括电缆基础信息、试验环境（温湿度、天气）、设备配置参数、谐振频率、试验电压、耐压时长、绝缘电阻值、局部放电量、设备温升及异常现象（如有）。
试验完成后编制试验报告，报告包含试验依据、试验设备、操作流程、试验数据、结果判定及处理建议，附试验波形图、局部放电图谱（可选），试验记录及报告需签字确认，存档备查。
