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中試控股技術研究院魯工為您講解：介質(zhì)損耗及超低頻測量儀

中試控股是ZSHVA-30KV超低頻電纜介質(zhì)損耗測試儀源頭實力大廠
可以完成試驗：應用于6kV、10kV、35kV電纜、電力電容器、大中型發(fā)電機、電動機的無損耐壓及介質(zhì)損耗等項目的測試，集成介質(zhì)損耗診斷系統(tǒng)、耐壓測試等多種測試功能，峰值電壓可達80kV。
參考標準：DL/T849.4-2004和IEEE400.2-2013
ZSHVA-30KV超低頻電纜介質(zhì)損耗測試儀是由中試控股研發(fā)生產(chǎn)，采用 7 寸觸模屏、最新 ARM7 單片機、高速 AD 采集電路，并配有后臺管理軟件。它克服了國內(nèi)同類產(chǎn)品的諸多缺點，特別適用于絕緣等值電容較大的電氣設備（例如：電力電纜、電力電容器、大中型發(fā)電機和電動機等）耐壓試驗，符合 2004 年國家新頒布電力行業(yè)標準《超低頻高壓發(fā)生器通用技術條件 DL/T849.4-2004》要求。
ZSHVA-30KV超低頻電纜介質(zhì)損耗測試儀采用了降低試驗頻率，從而降低了試驗電源容量的方法。從國內(nèi)外多年的理論和實踐證明，用 0.1Hz 超低頻耐壓試驗替代工頻耐壓試驗，不但能有同樣的等效性，而且設備的體積大為縮小，重量大為減輕，理論上容量約為工頻的五百分之一，且操作簡單。這就是為什么發(fā)達國家普遍采用這一方法的主要原因。

中試控股多年專業(yè)制造 ? 國家電網(wǎng).南方電網(wǎng).內(nèi)蒙電網(wǎng).入圍合格供應商

中試控股一直致力于從事超低頻耐壓介質(zhì)損耗測試裝置，檢測試驗與設備維保三位于一體，集設計、生產(chǎn)、銷售的服務商，為客戶提供一站式工業(yè)產(chǎn)品智能系統(tǒng)解決方案。

電氣設備的高壓耐壓試驗是《絕緣預防性試驗》規(guī)定的最重要項目之一。
耐壓試驗可分為交流耐壓試驗和直流耐壓試驗，交流耐壓試驗又可分為工頻、變頻和 0.1Hz 超低頻介損測試技術，其中 0.1Hz 超低頻介損技術是最新技術，是當前國際電工委員會推薦的技術。我公司新一代本系列超低頻介損高壓發(fā)生器是采用最新
美國技術自主開發(fā)的核心產(chǎn)品，采用 7 寸觸模屏、最新 ARM7 單片機、高速 AD 采集電路，并配有后臺管理軟件。
ZSHVA超低頻耐壓介質(zhì)損耗測試裝置遠遠高于同類進口產(chǎn)品，特別適用于絕緣等值電容較大的電氣設備（例如：電力電纜、電力電容器、大中型發(fā)電機和電動機等）耐壓試驗，符合 2004 年國家新頒布電力行業(yè)標準《超低頻高壓發(fā)生器通用技術條件 DL/T849.4-2004》要求。

1.電壓（峰值）0-80kv， 靈敏度：0.1kV， 精確度：1 % 
2.波形：超低頻正弦波、直流電壓，電壓正，負峰值誤差：≤3％，電壓波形失真度：≤1％
3.頻率范圍：0.1 Hz 0.05 Hz 0.02 Hz 負載范圍（超低頻測試）：10nF–10μF
4.電流：測量范圍：0–70 mA ，靈敏度：1μA ，精確度：1 %
5.介損：
超低頻正弦波電壓范圍：1–80kVrms 
負載范圍：50nF–5μF
分辨率：不低于1x10-6
精確度：不低于1x10-3
測量范圍：1x10-3–21000x10-3
介損測量頻率：0.1Hz 
電容量范圍：50nF-5μF
電阻值范圍：30MΩ-10GΩ
體積：48cm*28cm*58cm
重量：45kg
6.使用條件：戶內(nèi)、戶外；溫度：-10℃～+40℃；濕度：≤85％RH
7.電源：頻率50Hz,60hz，電壓100v -260V±5%。
8.usb通信口。 
9.使用條件：戶內(nèi)、戶外；溫度：-10℃～+40℃；濕度：≤85％RH
10.電源：電壓 220V±5%，50±5Hz

?一機多用
該儀器自身集成符合IEEE 400.2-2013的耐壓測試和介質(zhì)損耗因數(shù)診斷模塊?？蛇M行電纜交直流耐壓測試、外護套測試及故障定位等多種測試。

?強大的輸出
輸出電壓峰值可達29kV，有效值可達21KV。與同品類儀器相比，電容*大10μF，可測試更長距離電纜。輸出電流*大可達20mA，比同類儀器所需測試時間更短。

?無限制運行時間
可對電纜進行持續(xù)測量，而同品類儀器在連續(xù)工作1小時后，需要將儀器停機散熱2小時。

?可視化軟件
所有的結(jié)果可以通過USB或藍牙進行下載、編輯并生成報告。軟件具有圖形分析功能，可以更加直觀地讀取測試結(jié)果并與之前測試結(jié)果生成對比。

?DDD安全系統(tǒng)
儀器具有兩個獨立的接地裝置（電子和機械放電），確保儀器運行時因電源被意外切斷，也能使儀器放電，保證操作人員的安全。

?返回電壓保護
防止測試過程中電纜突然上電對人員造成傷害。當儀器檢測到外部電壓大于100V時，自動切斷電源并有紅色指示燈指示，保證操作人員安全。

?運輸方便
在尺寸，重量（14 kg）方面都具有突出特點，具有防水等級為IP67的非常堅固的水密外殼，減少了額外的運輸箱，便于現(xiàn)場測試及運輸。

?高清顯示屏
具有高清的彩色顯示屏(4,3")，可以輕松讀取測試結(jié)果。

?干性系統(tǒng)
內(nèi)部無油填充部件，方便用戶日常的維護及運輸。

?系統(tǒng)可升級
可根據(jù)用戶的需要添加局部放電測試模塊，同時進行電纜耐壓、局部放電、介質(zhì)損耗因數(shù)測試。

何謂超低頻，根據(jù)IEEE 400.2 規(guī)定輸出頻率范圍 0.1 – 0.01 Hz便稱為超低頻。采用0.1Hz高壓發(fā)生器產(chǎn)生純正弦波高壓，施加到被測電纜上激發(fā)缺陷點的局放，檢測系統(tǒng)經(jīng)耦合電容器分壓后接檢測阻抗的測量回路，采用脈沖電流法進行局放測量。為何B2HV要采取正弦波呢？首先直流電對電纜損害非常大，超低頻余弦也不能測局放和介損。

自2012年以來超低頻技術的發(fā)展推動了各地的應用，廣泛的實踐應用又促進了標準的形成：IEEE、IEC等國際標準陸續(xù)納入并推薦配網(wǎng)電纜的超低頻介損、局放、耐壓的多功能監(jiān)測式耐壓試驗。

是一款10KV電纜超低頻介損測試儀，可評估電纜老化程度，電纜健康情況盡在掌握。僅有14kg重量，現(xiàn)場測試一人搞定，使用時間不受限。另外IP67防護等級使其可在惡略環(huán)境下使用；特有的電壓檢測保護以及雙放電裝置，確保操作人員的生命安全，5公里以內(nèi)電纜介損測試必備神器！

產(chǎn)品考慮到客戶的使用使用情況，可以兼容高壓和低壓側(cè)采樣。高壓側(cè)采樣的優(yōu)點是會提高電纜的測試精度（例如10米以下的電纜），低壓側(cè)采樣的優(yōu)點是接線少操作簡便。

輸出電流可達20mA,測試電流的大小決定了測量相同長度及容量的電纜所用的時間長短，長度越長電容越大的電纜對測試電流的要求*越高。而測試輸出電流越大則測試速度*越快。

操作說明
1.操作程序
開機、關機、復位
按上述方法連好所有線路之后，就可以將電源開關打開。儀器在微機上電或復位后，自動進入如圖 4 所示的界面。在進行連線、拆線、或暫不使用儀器時，應將電源關掉。電源插座上裝有保險管。若開機屏幕無顯示，應先檢查保險管是否熔斷，保險管大小應按表 3 提供的數(shù)據(jù)更換。
首先在圖 4 屏上點擊“設置”按鍵會出現(xiàn)圖 5 所示的設置參數(shù)界面，在圖 5 上可根據(jù)試驗的需要設定好輸出頻率、試驗時間、試驗電壓、高壓側(cè)的過流保護值、過壓保護值。修改方法如下：
★ 頻率有三種選擇：0.1、0.05、0.02，單位為 Hz。
★ 定時修改范圍：0-99 分。它規(guī)定了試驗時間的長短，單位為分鐘。
★ 設定電壓：范圍為 0 至額定值，單位為 kV。它設置了我們所要升至的試驗電壓。儀器升至這個設定限壓值時，就不再升壓,并保持在這個峰值下進行等幅的正弦波輸出。
★ 設定限壓：電壓保護值設定范圍為 0 至額定值，單位為 kV。它規(guī)定了通過試品的電壓上限值，當電壓超過此設定時，儀器自動切斷輸出。
★ 設定限流：電流保護值設定范圍為 0 至額定值，單位為 mA。它規(guī)定了通過試品的電流上限值，當電流超過此設定時，儀器自動切斷輸出。
（注意：以上電壓、電流及儀器顯示的測量數(shù)據(jù)均為峰值。）
（3) 自動升壓
按圖 4 中的“開始”鍵后，儀器在電腦的控制下，按如下流程進行升壓試驗：自檢→升壓→等幅輸出→停機
具體過程如下：
自檢過程
控制器自動進入負載檢測，若未檢測到負載，則如圖 6 狀態(tài)欄中提示信息：“未接負載”,
表示未接升壓體或未接容性試品。
圖 6 控制器提示未接負載
升壓過程
自檢成功后，儀器自動進入升壓狀態(tài)，則如圖 7 所示，狀態(tài)欄中提示信息：“正在升壓”。
與此同時，計時開始進行。
圖 7 控制器提示正在升壓
等幅輸出
控制器在若干個周期的時間內(nèi)將電壓升至設定值，儀器將進行等幅輸出，則如圖 8 所示，
狀態(tài)欄中提示信息：“等幅輸出”
當計時達到設定時間，儀器自動停機，則如圖 9 所示，狀態(tài)欄中提示信息：“停止試驗”。

量諧振是發(fā)生在含時變元件電路內(nèi)的諧振。一個凸極同步發(fā)電機帶有容性負載的電路內(nèi)就可能發(fā)生參量諧振。

串聯(lián)諧振電路：  用線性時不變的電感線圈和電容器串聯(lián)成的諧振電路。這種電路產(chǎn)生的諧振稱串聯(lián)諧振，又稱電壓諧振。當外加電壓的頻率ω 等于電路的諧振頻率ω0時，除改變ω可使電路諧振外，調(diào)整L、C的值也能使電路諧振。諧振時電路內(nèi)的能量過程是在電感和電容之間出現(xiàn)周期性的等量能量交換。以品質(zhì)因數(shù)Q值表示電路的性能，Q值越大，諧振曲線越尖窄 ，則電路的選擇性越好?？紤]信號源的內(nèi)阻時，Q值要下降 ，因此，串聯(lián)諧振電路不宜與高內(nèi)阻信號源一起作用。

并聯(lián)諧振電路：用線性時不變電感線圈和電容器并聯(lián)組成的諧振電路。其中的諧振稱并聯(lián)諧振，又稱電流諧振。以Q表示電路的性能，電路內(nèi)的能量過程與串聯(lián)諧振電路類似。信號源內(nèi)阻會降低Q 值，且內(nèi)阻越小，品質(zhì)因數(shù)值越小 ，所以并聯(lián)諧振電路不宜與低內(nèi)阻信號源一起使用。

式中R為電阻，L為電感，C為電容，ω為非諧振頻率，ω0為諧振頻率。電路內(nèi)的能量過程與串聯(lián)諧振電路類似。信號源內(nèi)阻會降低Q 值，且內(nèi)阻越小，品質(zhì)因數(shù)值越小 ，所以并聯(lián)諧振電路不宜與低內(nèi)阻信號源一起使

原理：

主要是指電感、電容并聯(lián)諧振組成的LC振蕩器。

因為LC回路有選頻特性。理由：回路的等效阻抗Z=(-J/ωC)//(R+JωL),可知，阻抗Z與信號頻率有關。不同頻率的信號電流（同等大小的電流）在通過回路時，產(chǎn)生的電壓是不同的。只有一個頻率的信號電流產(chǎn)生的電壓最大，就是當信號角頻率ω=ω0=1/√LC時。此時回路阻抗最大，叫做并聯(lián)諧振。

作用:

RCL串聯(lián)電路中的感抗與容抗有相互抵消的作用，即ωL-1/ωC=0，此時串聯(lián)電路中的電抗為0，電流和電壓同相位，稱謂串聯(lián)諧振。

RLC并聯(lián)電路中的感抗與容抗有相互抵消的作用，即1/ωL-ωC=0，此時并聯(lián)電路中的電抗為0，電流和電壓同相位，稱謂并聯(lián)諧振。

串聯(lián)諧振的電流有效值達到最大，并聯(lián)諧振的電壓有效值達到最大，串聯(lián)諧振的L和C兩端可能出現(xiàn)高電壓，并聯(lián)諧振L和C兩端肯能出現(xiàn)過電流，串聯(lián)諧振電抗電壓為0，并聯(lián)諧振電抗電流為0。

隨著電力預防性試驗針對于大容量和高電壓的電氣設備，建議采用工頻耐壓進行絕緣性能的檢測，也就是剔除了采用直流高壓發(fā)生器對電氣設備絕緣性能檢測的使用要求，雖然兩者都屬于破壞性試驗，但經(jīng)過長期的研究，采用工頻耐壓的方式相比于直流耐壓穩(wěn)定性，安全性要好，由于電氣設備的容量大，電壓高，往往像油浸式試驗變壓器一類的工頻耐壓設備無法滿足測試要求，在國內(nèi)，為了達成這一目的，基本通過變頻串聯(lián)諧振來實現(xiàn)測量。

變頻串聯(lián)諧振，"變頻"在串聯(lián)諧振電路中，通過調(diào)整可變的頻率范圍產(chǎn)生諧振條件，“串聯(lián)”是指在整個電路中的連接方式，串聯(lián)時，電壓相加，電流不變，“諧振”是指的諧振電路，組合起來就是我們常說的串聯(lián)諧振試驗裝置。

串聯(lián)諧振

串聯(lián)諧振是一種電路性質(zhì)。同時也是串聯(lián)諧振試驗裝置。

串聯(lián)諧振試驗裝置分為調(diào)頻式和調(diào)感式。一般是由變頻電源、勵磁變壓器、電抗器和電容分壓器組成。被試品的電容與電抗器構成串聯(lián)諧振連接方式；分壓器并聯(lián)在被試品上，用于測量被試品上的諧振電壓，并作過壓保護信號。

在電阻、電感及電容所組成的串聯(lián)電路內(nèi)，當容抗XC與感抗XL相等時，即XC=XL，電路中的電壓u與電流i的相位相同，電路呈現(xiàn)電阻性，這種現(xiàn)象叫串聯(lián)諧振。當電路發(fā)生串聯(lián)諧振時電路的阻抗Z=√R^2 +(XC-XL)^2=R，電路中總阻抗最小，電流將達到最大值。

產(chǎn)品優(yōu)點

1. 所需電源容量大大減小。系列串聯(lián)諧振試驗裝置是利用諧振電抗器和被試品電容產(chǎn)生諧振，從而得到所需高電壓和大電流的，在整個系統(tǒng)中，電源只需要提供系統(tǒng)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倍（Q為品質(zhì)因素）。

2. 設備的重量和體積大大減小。串聯(lián)諧振電源中，不但省去了笨重的大功率調(diào)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，使得系統(tǒng)重量和體積大大減小，一般為普通試驗裝置的1/5～1/10。

3. 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，有效地防止了諧波峰值引起的對被試品的誤擊穿。

4. 防止大的短路電流燒傷故障點。在諧振狀態(tài)，當被試品的絕緣弱點被擊穿時，電路立即脫諧（電容量變化，不滿足諧振條件），回路電流迅速下降為正常試驗電流的1/Q。而采用并聯(lián)諧振或者傳統(tǒng)試驗變壓器的方式進行交流耐壓試驗時，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(shù)百倍。所以，串聯(lián)諧振能有效地找到絕緣弱點，又不存在大的短路電流燒傷故障點的憂患。

5. 不會出現(xiàn)任何恢復過電壓。被試品發(fā)生擊穿閃絡時，因失去諧振條件，高電壓也立即消失，電弧立刻熄滅，裝置的保護回路動作，切斷輸出。

應用

串聯(lián)諧振廣泛用于電力、冶金、石油、化工等行業(yè)，適用于大容量，高電壓的電容性試品的交接和預防性試驗。

便攜式 變頻串聯(lián)諧振裝置主要用于以下方面：

1、6kV-500kV高壓交聯(lián)電纜的交流耐壓試驗

2、發(fā)電機的交流耐壓試驗

3、GIS和SF6開關的交流耐壓試驗

4、6kV-500kV變壓器的工頻耐壓試驗

5、其它電力高壓設備如母線，套管，互感器的交流耐壓試驗。

部件作用

組成部件：由變頻電源、勵磁變壓器、高壓電抗器和電容分壓器組成。

1.變頻電源：將220V/380V，50HZ的電源變?yōu)轭l率可調(diào)、電壓連續(xù)可調(diào)，同時集操作、保護、控制、監(jiān)測功能于一體。

2.勵磁變壓器：將變頻電源輸出的電壓升壓，同時隔離高壓和低壓。

3.高壓電抗器：與容性試品發(fā)生串聯(lián)諧振。

4.分壓器：測量調(diào)節(jié)器上的高壓電壓值和低壓。

中試控股生產(chǎn)的調(diào)感式串聯(lián)諧振具有過壓、過流、零位啟動、系統(tǒng)失諧(閃落)等保護功能，采用DSP平臺技術多種工作模式，高試驗速度等功能，中試控股獲取調(diào)感式串聯(lián)諧振試驗一手資料。

一、調(diào)感式串聯(lián)諧振試驗設備應用

A

 圖1、中試控股調(diào)感式串聯(lián)諧振試驗裝置

        20kV/600MW汽輪發(fā)電機的工頻交流耐壓試驗，單相電容量不超過0.4uF，試驗電壓不超過43kV。

        (1)發(fā)電機容量：600MW ；出口電壓：20kV；單相電容量為0.4μF 最高耐壓試驗值不超過43kV

        (2)諧振電感：L=1/0.4X(6.28×50)2=25.3H

        0.4uF下最大被試電容量時的試驗電流：50×6.28×0.4×10-6×2343×103=5.4A。