50Hz交流耐压试验是鉴定电力设备绝缘强度最有效和最直接的方法。但是，在试验大容量电力设备时，需要大容量的试验变压器，这种变压器体积大而笨重，搬运很不方便。基于此，用直流耐压试验来代替50Hz交流耐压试验；然而，由于直流耐压试验的局限性，所以有人又研究采用0.1Hz超低频电压来代替50Hz交流电压进行试验。研究表明，这两种试验电压在迭层复合绝缘上的电位分布（按电容分布）是相同的，因而对绝缘缺陷的检验是相同的，即两者具有较好的等效性，所以它是一项很有前途的预防性试验项目。目前0.1Hz超低频电压在高压试验中的应用情况介绍如下：

（1）交联聚乙烯（XLPE）电缆耐压试验。国内外长期以来都是使用直流高电压对油浸纸绝缘电力电缆进行预防性试验。研究表明，不宜将这种试验方法用于检测交联聚乙烯电缆缺陷，其主要原因有以下几个。

1）直流高电压试验在绝缘中的应力分布与实际交流运行电压在绝缘中的应力分布是不同的，前者主要按电阻分布，后者主要按电容分布，所以直流高电压试验并不能反映交联聚乙烯电缆的故障及实际运行情况。

2）直流高电压试验不仅不能有效地发现交联聚乙烯电缆绝缘中的水树枝等绝缘缺陷，而且由于空间电荷的作用，还容易造成高电压电缆在运行条件下击穿。例如，电缆头在交流情况下存在的某些缺陷，直流高电压耐压试验时却不会击穿，而电缆头在交流情况下某些不会发生问题的地方，直流高压试验却会击穿，电缆在交流情况下某些不会发生问题的地方，在进行直流高电压试验后，投运不久却发生击穿。

3）直流高电压试验时发生闪络或击穿可能会对其他正常的电缆和接头的绝缘部分引起危害。

4）直流高电压试验有累计效应，将加速绝缘的老化，缩短使用寿命。

5）各国现有的直流耐压试验标准太低，新的中、高压交联聚乙烯电缆能耐受6.0~8.0U₀直流电压，短时交流强度为4.0~5.0U₀，有严重的气隙或缺陷的接头的直流强度远大于规定4.0U0(交流强度却小于2.5U₀)，其中U₀为设计用每相导体与屏蔽或每相导体与护套之间的额定电压（有效值）。

由于上述原因，人们考虑采用50Hz交流高压进行试验，但是，采用这种方法需要笨重的试验设备，例如，一条1km长的8.7/10kV交联聚乙烯电缆，其芯一地电容为0.35μF，在工频额定电压下电缆的电容电流I=UnωC=8.7×10³×314×0.35×10^-6=0.96（A）,由此可知试验变压器的体积甚大，由此就提出采用0.1Hz超低频法进行试验，由于开发的用于7km以下的20kV电缆做耐压试验的超低频设备全部重量仅为150kg.

试验研究认为，对交联聚乙烯电缆进行耐压试验，采用0.1Hz超低频电压进行试验时，其试验电压可取为50Hz时的1.5~1.8倍.

表2-83列出了美国电缆技术实验公司于1992年公布的15kV交联聚乙烯电缆在不同认为故障情况下分别施加超低频和直流试验电压时的试验结果。

表2-82 15kV交联聚乙烯绝缘电缆的试验结果

电缆上的人为故障型式	击穿电压		0.1Hz/直流
	直流 （kV）	0.1Hz （kv，有效值）
刀割绝缘层 （剩余绝缘厚度为0.58mm）	47.5	9.2	0.19
尖针穿刺绝缘层 （剩余绝缘厚度为0.58mm）	41.0	8.2	0.20
绝缘层中钻孔 （剩余绝缘厚度为0.25mm）	92.0	21.9	0.24
尖针穿刺绝缘层 （剩余绝缘厚度为1.47mm）	80.0	21.9	0.27

由表2-83可见，用0.1Hz超低频电压进行试验较直流耐压更容易发现电缆的绝缘缺陷。

研究表明，用0.1Hz超低频电压进行试验较50Hz交流电压易使绝缘缺陷暴露击穿。

综上所述，对交联聚乙烯电缆采用0.1Hz超低频电压进行试验具有很多优越性，在我国应深入开展这方面的研究工作。

（2）发电机耐压试验。对较大容量的发电机进行工频交流耐压试验时往往需要数百千伏安的试验变压器和相应的调压器，以及巨大的低压试验电源，而且这些试验变压器的短路容量大，绝缘击穿时有可能损坏铁芯，造成检修困难。如果采用0.1Hz超低频电压进行试验，则试验 的容量可以减小到工频的1/500，用3~5kVA容量的0.1Hz试验设备能解决工频试验容量数百千伏安的试验问题。所以我国从70年代开始就广泛开展这方面研究工作。目前有的单位已将0.1Hz超低频电压应用于大容量发电机耐压试验中。表2-84列出了某台10.5kV、41.25MW，运行22年的水轮发电机定子云母烘卷绝缘，用直流、0.1Hz及50Hz交流电压进行击穿试验的试验结果。

由表2-84可知，0.1Hz电压检出端部绕组绝缘缺陷的效果近似于直流电压，检出槽部和槽口绕组绝缘缺陷的效果略优于直流电压而稍逊色与50Hz交流电压。所以可以用0.1Hz交流耐压代替直流和交流50Hz交流耐压。那么选择0.1Hz的多大实验电压值能与50Hz交流试验电压完全等效呢？这就要引入等效系数β，它的定义为0.1Hz交流电压对电机绝缘击穿电压峰值U_m0.1与50Hz交流电压对电机绝缘击穿电压有效值U_m50的比值，即

β= U_m0.1/ U_m50

目前国内外选用的等效系数β如表2-58所示。

在我国，由表2-85可知，U_sm0.1=1.2 U_sm50

表2-85 等效系数β

国别	美国	瑞典	日本	英国	IEC	中国
β值	1.15	1.2	1.15~1.2	1.15	1.15~1.2	1.2

（3）电力设备局部放电监测。监测高压电力设备局部放电，目前主要困难是实验设备容量不足和现场干扰。采用0.1Hz试验电压监测局部放电，不仅可以减小试验设备容量，而且可以明显地增强抗干扰性能。对后者，是因为干扰源与试验电压在频率上相差500倍，可有效地抑制干扰源，所以在现场试验中，是极为有效的抗干扰措施。

模拟试验表明，在0.1Hz和50Hz两种不同试验电压下监测高压电力设备的局部放电，其规律和效果是相似的，只有在气隙电阻较低时才需要加以校正。

在实际监测中一般宜采用多通道脉冲高度分析仪对局部放电在整个频带内进行比较；也可用超低频峰值电压表（电力部电力科学研究院高压所已研制出静电式超低频峰值电压表）监测局部放电的幅值，当与电桥电路监测系统结合使用时，测试精度能达到1~10PC。监测中施加的0.1Hz试验电压，可根据等效系数β的大小来确定。