50Hz交流耐壓試驗是鑒定電力設(shè)備絕緣強度最有效和最直接的方法。但是，在試驗大容量電力設(shè)備時，需要大容量的試驗變壓器，這種變壓器體積大而笨重，搬運很不方便�；诖�，用直流耐壓試驗來代替50Hz交流耐壓試驗；然而，由于直流耐壓試驗的局限性，所以有人又研究采用0.1Hz超低頻電壓來代替50Hz交流電壓進行試驗。研究表明，這兩種試驗電壓在迭層復(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是相同的，即兩者具有較好的等效性，所以它是一項很有前途的預(yù)防性試驗項目。目前0.1Hz超低頻電壓在高壓試驗中的應(yīng)用情況介紹如下：
（1）交聯(lián)聚乙烯（XLPE）電纜耐壓試驗。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行預(yù)防性試驗。研究表明，不宜將這種試驗方法用于檢測交聯(lián)聚乙烯電纜缺陷，其主要原因有以下幾個。
1）直流高電壓試驗在絕緣中的應(yīng)力分布與實際交流運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并不能反映交聯(lián)聚乙烯電纜的故障及實際運行情況。
2）直流高電壓試驗不僅不能有效地發(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時卻不會擊穿，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，在進行直流高電壓試驗后，投運不久卻發(fā)生擊穿。
3）直流高電壓試驗時發(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）直流高電壓試驗有累計效應(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，短時交流強度為4.0~5.0U0，有嚴(yán)重的氣隙或缺陷的接頭的直流強度遠(yuǎn)大于規(guī)定4.0U0(交流強度卻小于2.5U0)，其中U0為設(shè)計用每相導(dǎo)體與屏蔽或每相導(dǎo)體與護套之間的額定電壓（有效值）。
由于上述原因，人們考慮采用50Hz交流高壓進行試驗，但是，采用這種方法需要笨重的試驗設(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）,由此可知試驗變壓器的體積甚大，由此就提出采用0.1Hz超低頻法進行試驗，由于開發(fā)的用于7km以下的20kV電纜做耐壓試驗的超低頻設(shè)備全部重量僅為150kg.
試驗研究認(rèn)為，對交聯(lián)聚乙烯電纜進行耐壓試驗，采用0.1Hz超低頻電壓進行試驗時，其試驗電壓可取為50Hz時的1.5~1.8倍.
表2-83列出了美國電纜技術(shù)實驗公司于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電壓時的試驗結(jié)果。
表2-82 15kV交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜的試驗結(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超低頻電壓進行試驗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超低頻電壓進行試驗較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超低頻電壓進行試驗具有很多優(yōu)越性，在我國應(yīng)深入開展這方面的研究工作。
（2）發(fā)電機耐壓試驗。對較大容量的發(fā)電機進行工頻交流耐壓試驗時往往需要數(shù)百千伏安的試驗變壓器和相應(yīng)的調(diào)壓器，以及巨大的低壓試驗電源，而且這些試驗變壓器的短路容量大，絕緣擊穿時有可能損壞鐵芯，造成檢修困難。如果采用0.1Hz超低頻電壓進行試驗，則試驗 的容量可以減小到工頻的1/500，用3~5kVA容量的0.1Hz試驗設(shè)備能解決工頻試驗容量數(shù)百千伏安的試驗問題。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)電機耐壓試驗中。表2-84列出了某臺10.5kV、41.25MW，運行22年的水輪發(fā)電機定子云母烘卷絕緣，用直流、0.1Hz及50Hz交流電壓進行擊穿試驗的試驗結(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的多大實驗電壓值能與50Hz交流試驗電壓完全等效呢？這就要引入等效系數(shù)β，它的定義為0.1Hz交流電壓對電機絕緣擊穿電壓峰值Um0.1與50Hz交流電壓對電機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，目前主要困難是實驗設(shè)備容量不足和現(xiàn)場干擾。采用0.1Hz試驗電壓監(jiān)測局部放電，不僅可以減小試驗設(shè)備容量，而且可以明顯地增強抗干擾性能。對后者，是因為干擾源與試驗電壓在頻率上相差500倍，可有效地抑制干擾源，所以在現(xiàn)場試驗中，是極為有效的抗干擾措施。
模擬試驗表明，在0.1Hz和50Hz兩種不同試驗電壓下監(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才需要加以校正。
在實際監(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，測試精度能達到1~10PC。監(jiān)測中施加的0.1Hz試驗電壓，可根據(jù)等效系數(shù)β的大小來確定。 | 
