电力电缆是电力系统中重要的基础设备,其承担着电力运输和电力配送的重要责任,一旦电力电缆发生故障,将严重影响企业和居民供电的可靠性,因此,有计划的对电力电缆绝缘状态进行检测,可以防止电缆故障造成的财产损失。耐压试验可以使电缆绝缘中已有的严重缺陷快速暴露出来,消除电缆的安全隐患。0.1Hz超低频余弦耐压试验设备具有体积小、容量小,波形与工频等效性好的优点,正在受到越来越多的关注。目前市面上存在的0.1Hz超低频余弦耐压试验设备主要针对的是10k V等级的电力电缆,试验电压低、容量小。而35k V等级电缆用超低频余弦耐压设备国内技术不成熟,主要依赖进口,故有必要对高电压等级的超低频余弦耐压试验设备进行研究。本文提出了一种超低频余弦方波发生器主电路,电路主要包括充电电路和极性转换电路两部分,充电电路采用半波整流方案,使用两台变压器,分别负责给试品正极性充电和负极性充电。极性转换采用LC振荡原理,通过电抗器实现极性反转。在此基础上对主电路参数进行整定计算,包括保护电阻阻值、硅堆参数、电抗器品质因数、变压器和调压器容量等。利用Matlab/Simlink软件搭建仿真模型,验证了设计的合理和正确性。针对系统极性转换开关工作特点,设计了气动高压开关,并将开关与硅堆、电阻分压器合并为组合部件,以实现系统的小型化要求,最后对组合部件绝缘裕度进行校验。以主电路为基础,本文设计了超低频耐压试验系统的测量与控制电路,使用电压变送器和电流变送器采集调压器输出电压和输出电流,采用电阻分压器采集试品电压。单片机通过光耦隔离芯片控制三极管、继电器的导通和关断,实现对主电路中的调压器、固态继电器、电磁阀等元件的控制。程序方面,以上位机为主机,下位机为从机的方案对耐压系统进行控制,上位机负责发出命令,下位机接收命令后执行并上传采集数据。上位机使用Labview图形化编程软件设计,前面板具有电压波形显示、过流保护、数据存储等功能。最后搭建测控电路验证平台,验证了测控电路硬件和软件程序设计的正确性。