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電纜專用耐壓試驗設備

中試控股電纜專用變頻諧振試驗裝置采用了調節電源的頻率的方式使得電抗器與被試電容器實現諧振，在被試品上獲得高電壓大電流，是當前高電壓試驗的一種新的方法和潮流，在國內外已經得到廣泛的應用。

變頻諧振試驗裝置采用了專用的SPWM數字式波形發生芯片，頻率分辨率16位，在20~300Hz時頻率細度可達0.1Hz；采用了正交非同步固定式載波調制方式，確保在整個頻率區間內輸出波形良好；功率部分采用了先進的IPM模塊，在zui小重量下確保儀器穩定和安全。BPXZ變頻諧振試驗裝置由調頻調壓電源、勵磁變壓器、電抗器、電容分壓器組成。

35kV及其以下電壓等級的電纜使用數量多，試驗工作量大，所以此類耐壓試驗裝置應該體積小，重量輕，便攜式電纜耐壓試驗系統由此而誕生。本系統中，要求單個人能現場搬動的部件重量不超過30kg，要求兩個人能現場搬動的部件重量不超過60kg，適合現場搬運；電源采用220V單相或380V三相電源，方便現場取電；電抗器部分采用干式環氧澆注，美觀可靠，適合各類型電纜的要求。

ZSBP-54KVA/54KV變頻串聯諧振成套試驗裝置、電纜專用耐壓試驗設備試驗中,發現當電壓升到接近試驗電壓時，電壓 上升速度太快并伴有較大的電壓波動,甚至能導致電壓保護動作, 使試驗必須重新開始, 這對設備安全是不利的。但如果電壓保護值設定過大,就不能很好的起到保護被試設備免受過電壓的作用。

改變串聯諧振試驗裝置頻率特性曲線的方法有以下兩種:

選擇偏離諧振頻率下進行試驗。為減少試驗變壓器的容量,在選擇Q值時, Q值盡量要大.但當Q值較大時,而在偏離諧振頻率時,相對較緩。所以我們可以在試驗變壓器容量允許的條件下選擇偏離諧振頻率進行升壓,達到了降低電壓上升速度的目的。

調整回路的品質因數。圖Q=Uc/U=1/wCR可知,為減少Q值, 必須增加回路電阻,這樣,為達到試驗電壓,勵磁變壓器的輸出容量也要增加,所以，應用這種方法時,必須在容量許可的條件下進行。掌握如何提高串聯諧振試驗裝置的穩定性的方法有利于我們在現場進行試驗時,能更好的保證儀器的性能,得出更加精準的測量數據。

近年來，人們的生活水平越來越高，對電力資源的需求也越來越大。為了滿足供電需求，高壓交聯電纜在電力系統中得到了廣泛的應用，以保證高壓電纜的安全穩定運行，電纜敷設完成后，必須進行現場完成切換試驗，并對串聯諧振試驗裝置技術在電纜高壓試驗中的應用進行了分析。

ZSBP-44kVA/44kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置
一、ZSBP-54KVA/54KV變頻串聯諧振成套試驗裝置、電纜專用耐壓試驗設備滿足試品范圍
1、11kV/300mm2電纜1km交流耐壓試驗，電容量≤0.3755uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓28kV，試驗時間5min。
2、10kV開關等電氣設備的交流耐壓試驗，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓不超過42kV，試驗時間1min。
二、中試控股裝置主要組成
1、變頻電源 ZSBP-4kW
2、激勵變壓器 ZSJL-3kVA
3、高壓電抗器 ZSDK-22kVA/22kV
4、電容分壓器 ZSFY-3000pF/50kV
三、主要功能及特征
    中試控股ZSBP系列變頻串聯諧振耐壓試驗裝置，中試控股采用調節電源頻率的方式，使得電抗器與被試電容器實現諧振，從而在被試品上獲得高電壓大電流，因其所需電源功率小、設備重量輕體積小，在國內外得到了廣泛應用，是當前高電壓試驗的新方法和潮流。
特點：
1、裝置具有過壓、過流、零位啟動、系統失諧（閃絡）等保護功能，過壓過流保護值可以根據用戶需要整定，試品閃絡時閃絡保護動作并能記下閃絡電壓值，以供試驗分析。
2、整個裝置單件重量很輕，便于現場使用。
3、裝置具有三種工作模式：全自動模式、手動模式、自動調諧手動升壓模式；方便用戶根據現場情況靈活選擇，提高試驗速度。
4、能存儲和異地打印數據，存入的數據編號是數字，方便識別和查找。
5、中試控股裝置自動掃頻時頻率起點可以在規定范圍內任意設定，掃頻方向可以向上、向下選擇，同時液晶大屏幕顯示掃描曲線，方便使用者直觀了解是否找到諧振點。
6、ZSBP-44kVA/44kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置采用DSP平臺技術，中試控股可根據用戶需要增減功能和升級，人機交換界面更為人性化。
7、所需電源容量大大減小。串聯諧振電源是利用諧振電抗器和被試品電容諧振產生高電壓和大電流的，在整個系統中，電源只需要提供系統中有功消耗的部分，因此試驗所需的電源功率只有試驗容量的1/Q。
8、設備的重量和體積大大減少。串聯諧振裝置中，省去了笨重的大功率調壓裝置和普通的大功率工頻試驗變壓器，而且，諧振激磁電源只需試驗容量的1/Q，中試控股使得系統重量和體積大大減少，一般為普通試驗裝置的1/10-1/30。
9、有效改善輸出電壓波形。諧振電源是諧振式濾波電路，能改善輸出電壓的波形畸變，獲得很好的正弦波形，有效防止了諧波峰值對試品的誤擊穿。
10、防止大的短路電流燒傷故障點。在串聯諧振狀態，當試品的絕緣弱點被擊穿時，電路立即脫諧，回路電流迅速下降為正常試驗電流的1/Q，而用并聯諧振或者試驗變壓器做耐壓試驗時，擊穿電流立即上升幾十倍，兩者相比，短路電流與擊穿電流相差數百倍。串聯諧振能有效的找到絕緣弱點，又不存在大的短路電流燒傷故障點的憂患。
11、不會出現任何恢復過電壓。試品發生擊穿時，因失去諧振條件，高電壓也立即消失，電弧即刻熄滅，且恢復電壓的再建立過程很長，很容易在再次達到閃絡電壓前斷開電源，這種電壓的恢復過程是一種能量積累的間歇振蕩過程，其過程長，而且不會出現任何恢復過電壓。
四、主要技術參數
1.中試控股額定容量：44kVA
2.額定電壓：22kV；44kV
3.額定電流：2A；1A
4.測量精度：系統有效值1.5級
5.工作頻率：30-300Hz
6.裝置輸出波形：正弦波
7.品質因素：裝置自身Q≥30(f=45Hz)
8.波形畸變率：輸出電壓波形畸變率≤1%
9.輸入電源：單相220或三相380V電壓，頻率為50Hz
10.工作時間：額定負載下允許連續60min；過壓1.1倍1分鐘
11.溫    升：額定負載下連續運行60min后溫升≤65K
12.保護功能：過壓、過流、零位啟動、系統失諧（閃絡）等保護功能
13.環境溫度：－20℃-55℃
14.相對濕度：≤90%RH
15.海拔高度:≤3000米
五、中試控股ZSBP-44kVA/44kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置容量驗證
裝置容量定為44kVA，分兩節電抗器，電抗器單節為22kVA1A
六、試驗時設備組合方式
組合方式
被試品對象 電抗器選擇
（22kVA/22kV兩節） 激勵變壓器
輸出端選擇 試驗電壓(kV)
10kV/300mm2電纜1km 使用電抗器兩節并聯 1.5kV ≤22kV
10kV開關等電氣設備 使用電抗器兩節串聯 3kV ≤42kV
七、中試控股系統配置參數
(一)變頻電源ZSXZ-4kW                                      1臺
1)額定輸出容量：4kW
2)工作電源：220/380±10%V（單/三相），工頻
3)輸出電壓：0–400V
4)額定輸入電流：10A
5)額定輸出電流：10A
6)電壓分辨率：0.01kV
7)電壓測量精度：1.5%
8)頻率調節范圍：30–300Hz
9)頻率調節分辨率：≤0.1Hz
10)頻率穩定度：0.1%
11)運 行 時 間：額定容量下連續60min
(二)激勵變壓器ZSJL-3kVA
1)額定容量：3kVA
2)輸入電壓：0-400V
3)輸出電壓：1.5/3kV
4)結    構：干式
6)重    量：約35kg
(三)高壓電抗器ZSDK-22kVA/22kV
1)額定容量：22kVA;
2)額定電壓：22kV
3)額定電流：1A
4)電 感 量：110H/單節
5)品質因素：Q≥30 (f=45Hz)
6)結    構：干式
(四)電容分壓器ZSFY-3000pF/50kV
1)額定電壓：50kV
2)高壓電容量：3000pF
3)介質損耗：tgσ≤0.5%
4)分 壓 比：1000：1
5)測量精度：有效值1.5級
6)重    量：約8kg
(五)中試控股ZSBP-44kVA/44kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置補償電容器ZSBC-20000pF/40kV
1)額定電壓：40kV；
2)高壓電容量20000pF；
3)重量：8kg；

ZSBP-54KVA/54KV變頻串聯諧振成套試驗裝置
技術方案
一、適用范圍
1. 10kV/300mm2的電纜，長度1km，電容量≤0.378uF試驗頻率為30-300Hz,試驗電壓22kV。
2. 35kV/300mm2的電纜，長度0.5km，電容量≤0.01uF試驗頻率為30-300Hz,試驗電壓52kV。

二、中試控股系統主要性能及參數
1、電源電壓：   220V±10%、50Hz；
  2、額定容量：  54KVA；
  3、輸出電壓：    54KV，
  4、輸出電流：   1A，2A，
  5、輸出電壓波形:  正弦波；
6、輸出電壓波形畸變率: ≤0.5% ；
7、允許連續工作時間：額定輸出電流下持續運行時間為60分鐘；
  8、輸出頻率范圍:     30～300Hz ；
    9、品質因數:         ≥30
10、系統噪聲:       ≤60db
11、系統測量精度:    1.0級
12、頻率分辨率:      0.01Hz
13、頻率不穩定度:    ≤0.05% 
14、環境溫度：       -25℃～ +55℃ 
相對濕度:       ≤90%
海拔高度:       ≤2000m
15、具備手動試驗/自動調諧/自動試驗模式。
16、具備大屏幕顯示,可指示:輸出電壓(有效值)及輸出頻率等。
17、具備試驗電壓、時間、試驗頻率范圍等試驗參數設置功能。
18  具備過電壓、過電流、過熱保護功能。
19、具備閃絡保護功能,在試品發生閃絡時諧振回路失諧,電源立即停止輸出,屏幕提示“試驗失敗”及相關信息。
20、具備各種數據打印功能。
三、系統配置及具體參數
1、變頻控制電源6KW                1臺
a) 變頻控制電源采用高壓耐壓試驗專用變頻電源,采用一體化設計,控制電源本體具備調頻、調壓、控制、保護等功能。
b) 額定輸出容量:  6KW
c) 工作電源:      交流220V、50Hz 。
d) 輸出電壓:      0～250V可調。
e) 輸出電壓不穩定度≤0.05%
f) 最大輸出電流:  24A
g) 輸出波形:正弦波,      波形畸變率:≤0.5%
h) 頻率調節范圍:  30～300Hz
頻率調節分辨率: 0.001 Hz
i) 連續運行時間: 大于1小時
j) 噪聲水平:≤ 60dB
k) 變頻電源采用高性能專用微機控制電壓、頻率調節
l) 變頻電源配備專用引線和插頭與其他設備進行連接。
m) 保   護 ：具有過壓、過流、過熱、放電保護功能。
n) 具備手動試驗/自動調諧/自動試驗三種模式,并可任意切換。
具備大屏幕顯示,可指示:輸出電壓(有效值)及輸出頻率、勵磁電流、勵磁電壓、試驗時間等。
具備試驗電壓、時間、試驗頻率范圍等試驗參數設置功能及各種數據打印功能。
  O) 重   量： 16Kg  
2、 中試控股勵磁變壓器6KVA            1臺
a) 額定容量:    6KVA
b) 輸入電壓:    250V
c) 輸出電壓：   1.75KV；3.5KV；
d) 工作頻率范圍： 30～300Hz
e) 連續運行時間: 大于1小時
f) 電壓比測量誤差: 小于1%
g) 結構： 采用干式結構,絕緣耐熱等級H級,滿足干式變壓器國家規范要求；
高﹑低壓繞組間和鐵芯設靜電屏蔽,既作為勵磁變,又是隔離變；
內置過電壓保護,防止擊穿反擊。
  h) 重   量：    40Kg ;
3、高壓電抗器 DK-27/27      2臺
a) 額定容量：   27KVA
b) 額定電壓：   27KV
c) 額定電流：1A
e) 品質因素：  Q≥30
f) 結    構： 干式；
    g)  重    量： 35Kg/臺
h) 連續運行時間：≥ 1小時
4、 電容分壓器   60/0.003              1臺
a) 額定電壓：    60KV
b) 工作頻率：    30～300Hz
c) 分 壓 比：    1000：1 
d) 分壓比誤差：  ≤1%,
e) 測量精度：    交流有效值1.0級
f) 介質損耗：    tgδ≤0.5% ;
g) 重    量：    10Kg
h)高﹑低壓臂的電容采用一致的介質結構,溫度系數小,角位移小,在30-300HZ內分壓比不變。
五、檢驗
1、變頻電源
1）絕緣電阻測試
2）耐壓試驗：2000V，1分鐘
3）負載試驗：在滿負荷下，各器件的溫升不大于45K 。
2、勵磁變壓器
1）直流電阻測量
  2）變比測量
  3）空載電流及空載損耗
  4）短路阻抗和負載損耗
  5）絕緣電阻測試
  6）溫升試驗：額定容量下運行60min,溫升不大于65K
 3、電抗器試驗
1）直流電阻測量
2）電感量測量
3）交流耐壓試驗
溫升試驗：額定容量下運行60min,溫升不大于65K
      4、中試控股成套裝置試驗
（1） 耐壓試驗：1.1額定電壓下，耐壓1min；
（2） 短路試驗：電壓為0.5U，0.8U，1.0U的條件下，將高壓輸出突發短路3次，保護裝置可靠動作，各單元完好。
（3）噪音小于60dB；

電纜現場交接試驗

1.試驗項目和設備接線

當進行電纜芯線外護套的絕緣電阻測量時，測量人員應根據實際情況和具有適當測量范圍的兆歐表測量電纜的絕緣電阻，以判斷電纜的絕緣電阻值是否滿足相關要求，電纜交流耐壓試驗接線圖如圖1所示。

圖1 中試控股電纜交流耐壓試驗接線圖

式中：VF為變頻電源，t為調壓器，B為中間變壓器，l為高壓電抗器，C1、C2為分壓電容，CX為試驗電纜，V為電壓表。 

2.ZSBP-54KVA/54KV變頻串聯諧振成套試驗裝置、電纜專用耐壓試驗設備試驗準備工作

正式測試前，測試人員必須做好測試準備工作，這樣才能安全地進行測試工作。安裝電纜時，必須確保電纜外護套正常絕緣，并且電纜具有至少一個安全連接點。如果電纜終端配備了GIS間隔避雷器，則應在進行試驗前將其拆下，然后再補充SF6氣體。當電纜高壓試驗完成時，應恢復GIS間隔避雷器的接入。試驗前，測試儀應保證電纜外端子塔空電纜與電纜頭之間的連接斷開，為試驗的安全提供保證，同時，電流互感器二次繞組側必須短路接地。當GIS電纜終端側需要加壓時，測試儀必須拆除GIS出線套管和主變壓器的連接，確保GIS電纜終端側的隔離開關、斷路器和閘刀均符合電纜高壓試驗的要求。 

3.電纜高壓試驗

電纜高壓試驗時，中試控股試驗機應先將試驗設備安裝在相應的電纜終端位置，然后對試驗設備進行調試。同時，測試人員還應在測試場地周圍設置相應的圍欄，并設置相應的警示標志，提醒行人注意“高壓危險”。 在電纜高壓試驗過程中，試驗人員首先要對電纜的絕緣電阻進行檢測，確保其符合相關規定，然后將試驗引線接在電纜終端接頭的一相，對試驗回路的所有接線、 儀表進行檢查。將試驗電源閉合，根據實際情況，對變頻電源的頻率進行調整，并將試驗回路調至諧振，確保調壓器處于初始位置。將輸出電壓逐漸調節到試驗電壓，并維持60 min，隨后快速將試驗電壓降到零，并將試驗電源斷開，在接地線掛在高壓端。試驗過程中，如有擊穿、閃絡等異?，F象，應及時停止試驗，并仔細檢查電纜是否能繼續進行耐壓試驗。中試控股只有經過檢查和處理，確保電纜達到耐壓試驗，才能保證電纜后期的安全運行。