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中試控股技術研究院魯工為您講解：串聯諧振耐壓裝置（電力院）

ZSBP-108KVA/108KV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置

全自動模式、半自動模式、手動模式

實時顯示試驗狀態，用戶可根據試驗狀態進行相應操作。

參考標準：DL/T 849.6-2016，DL/T 474.4-2018

變頻串聯諧振耐壓試驗裝置：變頻串聯諧振耐壓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。
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，在小重量下確保儀器穩定和安全。

變頻串聯諧振耐壓試驗裝置組成部分：變頻電源主機、激勵變壓器、電抗器、電容分壓器、補償電容器、測試附件組成。元器件（純進口）：功率器件：德國英飛凌，模塊：日本富士IGBT，芯片：英特爾等

參數

變頻串聯諧振耐壓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。
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，在小重量下確保儀器穩定和安全。
1、輸入:電壓220V或者380V ±10%
2、頻率：45/65Hz
3、輸出電壓：0-250V
4、輸出波形：正弦波
5、頻率調節范圍：30-300Hz
6、頻率分辨率：0.01Hz
7、頻率穩定度：0.1%
8、頻率步進值：5Hz,1Hz，0.1Hz，0.01Hz
9、電壓分辨率：0.1kV
10、電壓測量精度：1.5%
11、電壓步進值： 1%，0.5%，0.1%，0.01%
12、運行連續工作時間：60分鐘

全套系統的配置用法說明：
變頻電源單獨可靠接地。
激勵變壓器一般有好幾個高壓端輸出：
用于10kV電纜的耐壓裝置，激勵變高電壓輸出部分和電抗器之間連接，一般接電壓低一些的電壓端，比如2kV；
用于35kV電纜的耐壓裝置，35kV電纜的耐壓，激勵變高電壓輸出部分和電抗器之間連接，一般接電壓較高一點的電壓端，比如3-4kV；
用于110kV電纜的耐壓裝置，110kV電纜的耐壓，激勵變高電壓輸出部分和電抗器之間連接，一般接電壓高端比如5-6kV；（110kV變壓器）
用于110kV互感器，組合電器，開關等的耐壓裝置，激勵變高電壓輸出部分和電抗器之間連接，一般接電壓高端比如10--15kV；
電抗器和分壓器：本裝置含有自檢功能即不帶任何被試品情況下可以自諧升壓；電抗器必須保證2節以上疊在一起串聯起來和分壓器組成諧振回路產生高壓。被試品的連線一般接在比較重的電抗器頂端，這樣不至于被張力拉倒。電抗器使用時，電抗器底部不要放在金屬板上面，因為電抗器是個開口磁路，試驗時和鐵板會產生渦流長時間會燒壞電抗器。
產品概述
1、目前在國際和國內已有越來越多的XLPE交聯聚乙烯絕緣的電力電纜替代原來的充油油紙絕緣的電力電纜。但在交聯電纜投運前的試驗手段上由于被試容量大和試驗設備的原因，仍沿襲使用直流耐壓的試驗方法。近年來國際、國內的很多研究機構的研究成果表明直流試驗對XLPE 交聯聚乙烯電纜有不同程度的損害。有的研究機構觀點認為XLPE 結構具有承儲積累單極性殘余電荷的能力，當在直流試驗后，如不能有效的釋放直流殘余電荷，投運后在直流殘余電荷加上交流電壓峰值將可能致使電纜發生擊穿。國內一些研究機構認為，交聯聚乙烯電纜的直流耐壓試驗中，由于空間電荷效應，絕緣中的實際電場強度可比電纜絕緣的工作電場強度高達11倍。交聯聚乙烯絕緣電纜即使通過了直流試驗不發生擊穿，也會引起絕緣的嚴重損傷。其次，由于施加的直流電壓場強分布與運行的交流電壓場強分布不同。直流試驗也不能真實模擬運行狀態下電纜承受的過電壓，并有效的發現電纜及電纜接頭本身和施工工藝的缺陷。因此，使用非直流的方法對交聯電纜進行耐壓試驗就越來越受到人們的重視。同時，各種大型變壓器的交流耐壓試驗，火力及水力發電機的交流耐壓試驗也定期進行。這些設備的試驗要求的試驗設備容量大，，通常情況下采用諧振的方法進行試驗，但必須是在工頻條件下或等效工頻條件下進行。等效工頻條件一般采用45—65HZ的頻率范圍，但是很多試驗單位要求30-300HZ試驗電源對這類設備進行交流耐壓試驗。另外還有一種低頻設備，0.1HZ的超低頻設備耐壓儀，他有一個弊端就是電壓很難做到很高，在行業里推廣使用一直沒有得到用戶的大面積認可。串聯諧振裝置的應用很快就得到市場的認可，他是真實模擬運行狀態施加電壓，能夠很快的發現被試設備本身狀態情況。
我公司系列串聯諧振裝置主要用于10kV、35kV、66kV、110kV、220kV的交聯橡塑電力電纜，66kV、110kV、220kV的組合電器（GIS）的變頻交流耐壓試驗，水力和火力發電機或電力變壓器等的工頻交流耐壓試驗。其基本原理是采用可調節（30-300HZ）串聯諧振試驗設備與被試品電容諧振產生交流試驗電壓。由于電纜的電容量較大，采用傳統的工頻試驗變壓器很笨重、龐大、大電流的工作電源現場不易取得，因此一般都采用串聯諧振交流耐壓試驗設備。其輸入電源的容量顯著降低，重量減輕，便于使用和運輸。初期都采用調感式串聯諧振設備（50HZ），但存在自動化程度差、噪音大等缺點。因此現在大多采用變頻諧振，可以得到更高的品質因數（Q值），并具有自動調諧、多重保護、以及降低噪音、靈活的組合方式、單件重量輕等優點。

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。

為了防止電擊，接地導體必須與地面相連。在與本產品輸入或輸出終端連接前，應確保本產品已正確接地。
注意所有終端的額定值：為了防止火災或電擊危險，請注意本產品的所有額定值和標記。在對本產品進行連接之前，請閱讀本產品使用說明書，以便進一步了解有關額定值的信息。
在有可疑的故障時，請勿操作：如懷疑本產品有損壞，請本公司維修人員進行檢查，切勿繼續操作。
請勿在潮濕環境下操作
請勿在易爆環境中操作
保持產品表面清潔和干燥

串聯諧振的五個特征是什么？

特征1：電氣穩定性高，可靠性高。采用進口元件作為功率轉換的核心，電壓輸出和頻率輸出穩定，保護功能完善，經過多次高壓直接短路接地試驗，系統仍處于良好狀態，系統具有較強的過載能力。

特征2：自調諧功能強。當系統自動調諧時，從30 Hz到300 Hz，顯示掃描曲線，用戶可以直觀地看到系統的調諧過程。掃描完成后，系統在±5Hz范圍內進行0.01Hz分辨率的頻率精細掃描，最終準確鎖定諧振頻率。

特征3：支持多種測試模式。該系統支持“自動調諧手動調壓”、“自動調諧自動調壓”和“手動調壓”等測試模式。建議采用“自動調諧手動調壓”模式，既能快速找到諧振點，又能通過手動調壓控制測試過程。

特征4，系統具有友好的人機界面。測試參數設置，測試控制和測試結果顯示在同一屏幕上，直觀清晰，具有自動定時和操作提示功能。全觸屏操作和顯示，具有測試數據存儲和查詢功能。

特征5：保護功能強。具有零保護、過電壓保護、過電流保護、閃絡保護等功能，保證了系統的可靠性。考慮串聯諧振電路bai，有源電阻R考慮了線圈和電du容器中的能量損zhi耗，為便于分析和計算，在圖中將其作dao為單獨的元素顯示。

在發電機的交流電壓的作用下，交流電流在電路中流動。串聯電路的總電阻等于電容，電感和有源電阻的幾何（矢量）總和。

在一般情況下，它包含有功和無功組件，即：

無功分量X 等于電感和電容電阻之差：

就其性質而言，電路的電抗X 可以是電容性或電感性的，具體取決于哪個電阻，線圈的電感性電抗或電容器的電容性電抗具有較大的值。

回路電流取決于發電機電壓和回路阻抗：

電容器的電容 Xc和線圈的感抗XL取決于供電電流的頻率：第一個隨著頻率的增加而減小，第二個隨著頻率的增加而增大。如上所示，在串聯諧振電路中，電容和電感兩端的電壓相互抵消。

在這種情況下，電容性電阻和電感性電阻具有不同的符號：電感性電阻被視為正，而電容性電阻為負。

圖串聯回路電抗與發電機頻率的關系

當發電機頻率等于電路的諧振頻率時，這些電阻在數值上相等。

當電容性電阻和電感性電阻相等時，在串聯電路的電路中發生的模式稱為 串聯諧振模式 。

早些時候，獲得了一個將諧振頻率與諧振電路的電感和電容值聯系起來的公式：

結果與電路的自由（自然）諧振頻率的公式相同。

因此，諧振的條件是電源發生器的頻率與電路的固有頻率（自由諧振的頻率）相等（一致）：

串聯諧振電路和bai并聯諧振電路的選du擇特性具有相反的zhi性質。在圖定性地給出了dao具有相同諧振頻率和接近Q因子的串聯和并聯電路的輸入電流/（ω）的頻率依賴性。

串聯諧振電路能夠傳遞諧振頻率和接近諧振頻率的信號，并延遲其他頻率的信號。并聯電路會延遲諧振頻率并接近頻率，并且對于其余頻率范圍的信號是“透明的”。

類似于無線電工程中用于并行電路的串行電路的帶寬，使用了阻帶或陷波的概念。具有高Q因子的并聯諧振電路稱為抑制器。

所考慮的串聯諧振和并聯諧振電路是具有頻率選擇特性的最簡單的諧振電路。為了獲得更明顯的

圖諧振電路的輸入電流/（ω）的頻率依賴性的定性視圖：

一個 保持一致，使用并行選擇質量，并且在頻率上包含電感耦合線圈的諧振電路（耦合電路）中使用更復雜的電路。

電力電纜試驗一般可分為以下幾步。

第一，在被試電纜兩端設好圍欄并有專人看護。

第二，測量電纜相位，確保電纜兩端相位一致。

第三，先用5000V兆歐表測量，正常情況下新電纜阻值均在10000MQ以上。多芯電纜應分別測量每一芯線對其它芯線及外皮的絕緣電阻。外護套

及內襯層使用500V絕緣電阻測試儀測試其對地電阻。

第四，用變頻串聯諧振裝置開始打耐壓，每相時間一般為20分鐘。

第五，試驗完成后先把電壓降下來再切斷電源放電。

第六，用5000v兆歐表再測量一次絕緣，絕緣電阻不應有明顯下降。串聯諧振是bai指在電阻、du電感及電容所組成zhi的串聯電路內，當容dao抗回XC與感抗XL相等時，即XC＝XL，電路中答的電壓U與電流I的相位相同，電路呈現純電阻性，這種現象稱為串聯諧振。串聯諧振時電路中的總阻抗Z最小，并等于電阻R，這時電路中電流最大，電感上的電壓等于電容上的電壓，而且可能比電源電壓大許多倍。所以串聯諧振也稱為電壓諧振。