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中試控股技術(shù)研究院魯工為您講解：串聯(lián)諧振耐壓裝置（電力院）

ZSBP-108KVA/108KV變頻串聯(lián)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(tài)，用戶可根據(jù)試驗狀態(tài)進行相應操作。

參考標準：DL/T 849.6-2016，DL/T 474.4-2018

變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置：變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置采用了調(diào)節(jié)電源的頻率的方式使得電抗器與被試電容器實現(xiàn)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(nèi)外已經(jīng)得到廣泛的應用。
采用了專用的SPWM數(shù)字式波形發(fā)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(diào)制方式，確保在整個頻率區(qū)間內(nèi)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(wěn)定和安全。

變頻串聯(lián)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(shù)

變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置采用了調(diào)節(jié)電源的頻率的方式使得電抗器與被試電容器實現(xiàn)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(nèi)外已經(jīng)得到廣泛的應用。
采用了專用的SPWM數(shù)字式波形發(fā)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(diào)制方式，確保在整個頻率區(qū)間內(nèi)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(wěn)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(diào)節(jié)范圍：30-300Hz
6、頻率分辨率：0.01Hz
7、頻率穩(wěn)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(xù)工作時間：60分鐘

全套系統(tǒng)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(jié)以上疊在一起串聯(lián)起來和分壓器組成諧振回路產(chǎn)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(chǎn)生渦流長時間會燒壞電抗器。
產(chǎn)品概述
1、目前在國際和國內(nèi)已有越來越多的XLPE交聯(lián)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(lián)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(nèi)的很多研究機構(gòu)的研究成果表明直流試驗對XLPE 交聯(lián)聚乙烯電纜有不同程度的損害。有的研究機構(gòu)觀點認為XLPE 結(jié)構(gòu)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(fā)生擊穿。國內(nèi)一些研究機構(gòu)認為，交聯(lián)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(lián)聚乙烯絕緣電纜即使通過了直流試驗不發(fā)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(tài)下電纜承受的過電壓，并有效的發(fā)現(xiàn)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(lián)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(fā)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(yè)里推廣使用一直沒有得到用戶的大面積認可。串聯(lián)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(tài)施加電壓，能夠很快的發(fā)現(xiàn)被試設備本身狀態(tài)情況。
我公司系列串聯(lián)諧振裝置主要用于10kV、35kV、66kV、110kV、220kV的交聯(lián)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(fā)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(diào)節(jié)（30-300HZ）串聯(lián)諧振試驗設備與被試品電容諧振產(chǎn)生交流試驗電壓。由于電纜的電容量較大，采用傳統(tǒng)的工頻試驗變壓器很笨重、龐大、大電流的工作電源現(xiàn)場不易取得，因此一般都采用串聯(lián)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(diào)感式串聯(lián)諧振設備（50HZ），但存在自動化程度差、噪音大等缺點。因此現(xiàn)在大多采用變頻諧振，可以得到更高的品質(zhì)因數(shù)（Q值），并具有自動調(diào)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(yōu)點。

結(jié)構(gòu)： 采用干式結(jié)構(gòu),絕緣耐熱等級H級,滿足干式變壓器國家規(guī)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(nèi)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(chǎn)品輸入或輸出終端連接前，應確保本產(chǎn)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(chǎn)品的所有額定值和標記。在對本產(chǎn)品進行連接之前，請閱讀本產(chǎn)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(chǎn)品有損壞，請本公司維修人員進行檢查，切勿繼續(xù)操作。
請勿在潮濕環(huán)境下操作
請勿在易爆環(huán)境中操作
保持產(chǎn)品表面清潔和干燥

(1)被試設備應調(diào)試合格，其他絕緣、特性試驗合格后，校驗SF6氣體在額定壓力，試驗回路中的TA二次應短路接地，試驗回路中的避雷器和保護火花間隙應與被試GIS間隔斷開。試驗前檢查高壓電纜和架空線、電壓互感器、避雷器、電力變壓器高壓引出線是否與GIS斷開，方可進行耐壓試驗。對于部分電磁式對于互感器，如采用變壓器電源、電磁式電壓互感器經(jīng)頻率計算不會引起磁飽和，也可以和主回路一次耐壓。

(2)接線并檢查。試驗前，如利用隔離開關胡三通接上檢查套管，此時要回收隔離開關貨三通氣室的SF6氣體，卸掉隔離開關或三通的端蓋，然后安裝試驗用套管及連接金具、均壓部件等，最后該氣室抽真空后充入SF6氣體。如GIS為筒式，應認真檢查檢測套管連通相別。

若GIS整體電容量較大，耐壓試驗也可以分段進行。根據(jù)試驗方案，檢查GIS隔離開關、斷路器和接地開關的位置是否符合試驗方案中的方式，非試驗隔室斷路器、隔離開關應在斷開位置，接地開關應在合閘位置，GIS的擴建部分進行耐壓時，相鄰設備原有部分應斷電并接地，否則應對突然擊穿給原有部分設備帶來的不良影響，應采取特殊措施。每一相都應進行試驗，非試驗相和外殼一起接地。如懷疑斷路器和隔離開關的斷口在運輸、安裝過程中受到損壞或經(jīng)過解體，應做斷口間耐壓試驗。

下面為大家講解一下如何用變頻串聯(lián)諧振裝置進行GIS交流耐壓。試驗時，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，合理布置試驗設備，盡量使試驗設備接線緊湊并安放穩(wěn)固，接地線應使用專用接地線。按使用說明書進行試驗接線，并檢查試驗接線，試驗變壓器的一端接地并與GIS的外殼相連。檢查試驗設備的接地、分壓器的分壓比和擋位是否正確。

(3)GIS交流耐壓試驗前的老練試驗。GIS交流耐壓試驗前應進行老練試驗，老練試驗通過逐次增加電壓達到以下兩個目的：

1)將設備中可能存在的活動微粒遷移到低電場區(qū)域。

2)通過放電燒掉細小的微粒或電極上的毛刺、附著的塵埃等。

老練試驗的基本原則是既要達到設備凈化的目的，又要盡量減少凈化過程中微粒觸發(fā)的擊穿，還要減少對被試設備的損害，即減少設備承受較高電壓作用的時問。所以逐級開壓時，在低壓下可保持較長時間，在高電壓下不允許長時間耐壓。老練試驗過程中發(fā)生擊穿放電也按耐壓試驗的判據(jù)來判別。

老練試驗施加的電壓和時間可與制造廠、用戶協(xié)商，根據(jù)具體情況繪出“試驗電壓一試率比調(diào)節(jié)到2%或一個較小的電壓，通過旋轉(zhuǎn)頻率調(diào)節(jié)旋鈕改變試驗回路頻率的大小，觀察勵 磁電壓和試驗電壓的數(shù)值。當勵磁電壓為最小、同時試驗電壓為最大時，這個時候的率就是試驗回路的諧振頻率。當試驗回路達到諧振頻率時了開始升壓，電壓達到老練試驗電壓后，開始計時并讀取試驗電壓，試驗時間到后，繼續(xù)升壓至下一個老練點。老練過程結(jié)束后，確認設備狀態(tài)正常即可進行耐壓試驗。

按規(guī)定的升壓速度將電壓從零開始均勻地升壓至耐壓試驗電壓值（Us=0.8U出廠），讀取試驗電壓，并開始計時1min。試驗結(jié)束后，將電壓降壓到零位，切斷變頻電源主回路開關，斷開變頻器電源和試驗電源。試驗中如無破壞性放電發(fā)生，則認為通過耐壓試驗。

試驗中GIS室監(jiān)護人應密切注意GIS裝置的帶電狀態(tài)和儀表指示變化過程，當試驗過程中試品發(fā)生擊穿、閃絡或加壓過程中出現(xiàn)異常現(xiàn)象時，及時通知操作人員立即降下電壓，并切斷試驗電源，用接地棒對試品充分放電后，進行檢查、處理后再進行試驗。

試驗完畢，必須對高壓部位充分放電并接地，然后拆改接線，進行其他相或其他間隔試驗，其試驗步驟同上。

試驗結(jié)束后，用絕緣電阻表測量絕緣電阻。測試完畢，將彼試相短路接地，充分放電，恢復接線。