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中試控股技術研究院魯工為您講解:電纜耐壓諧振試驗裝置(計量院)
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。
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
串聯諧振試驗中控制逆變器的方法有調幅控制和脈沖調頻控制兩種。脈沖頻率調制方法實現起來比較簡單,可以在下面兩種情況下使用。
參數
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。
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。
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 )如果負載對工作頻率范圍沒有嚴格限制,這時頻率必須跟蹤,但相位差可以存在而不處于諧振工作狀態。
2 )如果負載的Q值較高,或者功率調節范圍不是很大,則較小的頻率偏差就可以達到調功的要求。
脈沖頻率調制方法的主要缺點是工作頻率在功率調節過程中不斷變化,導致集膚深度也隨之而改變,在某些應用場合如表面淬火等,集膚深度的變化對熱處理效果會產生較大的影響,這在要求嚴格的應用場合中是不允許的。
變頻串聯諧振試驗裝置是用于鑒定電氣設備絕緣強度,它對于判斷電氣設備能否投入運行具有決定性的意義,也是用來保證設備絕緣水平,避免發生絕緣事故的重要手段。因為變頻串聯諧振試驗裝置能充分反映電氣設備在交流電壓下運行的實際情況,能真實有效的發現絕緣缺陷。
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
該裝置主要針110kV及以下電纜等所有電氣主設備的交流耐壓試驗設計制造。電抗器采用多只分開設計,既可滿足高電壓、小電流的設備試驗條件要求,又能滿足象6kV電纜這樣的低電壓的交流耐壓試驗要求,具有較寬的適用范圍,是地、市、縣級高壓試驗部門及電力安裝、修試工程單位理想的耐壓設備。
該裝置主要由變頻電源、激勵變壓器、電抗器、電容分壓器組成。
我公司調頻諧振裝置主要功能及其技術特點:
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。
整個裝置單件重量很輕,最大不超過60kg,便于現場使用。
裝置具有多種工作模式,方便用戶根據現場情況靈活選擇,提高試驗速度。
工作模式為:全自動模式、半自動模式、手動模式、
能存儲,存入的數據編號是數字,方便的幫助用戶識別和查找。
裝置自動掃頻時頻率起點可以在規定范圍內任意設定,同時液晶大屏幕顯示測頻和試驗頻率一致,方便使用者直觀了解是否找到諧振點。
采用了ARM平臺技術,可以方便的根據用戶需要增減功能和升級,也使得人機交換界面更為人性化。
技術特點歸納:先進的數字、功率技術;功率器件全部采用的德國英飛凌,日本富士的IGBT智能模塊,芯片采用英特爾的原裝器件等
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
串聯諧振品質因數也可以稱為Q值,通常用Q來表示,是諧振電路中一個非常重要的電氣參數,串聯諧振品質因數是電學和磁學的量,表示儲能原件在諧振電路中所儲存能量與每周期損失能量的質量指標,串聯電路回路中原件的Q值等于電抗與等效串聯電阻的比,元件的Q值越大,用該原件的電路選擇性越強。
串聯諧振品質因數計算方法:
品質因數的大小決定諧振電路曲線的尖銳程度,而尖程度是與電路中的能量有關,所以品質因數的最原始定義為:
串聯諧振裝置的品質因數與計算方式
在由電容電感電阻組成的電路中,儲能元件是電感和電容,耗能元件是電阻,所以上圖公式又可以寫成:
串聯諧振裝置的品質因數與計算方式
從以上論述中得知:電路中總的瞬時儲能也是一恒定值,幾位儲存的最大能量,電路中消耗總能量為:
串聯諧振裝置的品質因數與計算方式
以上總結為:
一般RLC串聯諧振電路品質因數計算問題,應從品質因數原始入手,得出一般的RLC諧振電路的品質因數的計算方法,即先計算端口的阻抗值和導納,得到等效R、L、C參數,然后套用串、并聯諧振電路的品質因數計算公式即可。串聯諧振中頻爐的工作原理
中頻電爐的內部結構:
串聯諧振中頻電爐的內部結構示意圖
如圖2-1所示,電爐爐襯的主要材料是二氧化硅,它的耐熱溫度最高可以到達1650C。電爐的周圍是由感應線圈以及不銹鋼絲網環繞組成的,其中感應線圈與中頻電源直接連接,并且通過交頻磁通來對電爐進行加熱;不銹鋼絲網與漏爐保護電路直接連接,它是保護電路的一部分。在科學技術的帶領下,感應加熱電源根據各種各樣的需求,形成了不同模式:
① 整流器(AC-DC )
② 濾波環節(FILTER)
③ 逆變器(DC- AC)
④ 諧振槽路及負載(RESONANT TANK)
⑤ 控制及保護環節(CONTROL AND PROTECT)
電磁感應原理
根據電磁感應定律,我們可以得出:導體在交變的磁場下,感應電動勢會從導體內部產生,感應電流會因為電流的閉合而產生,這便是感應加熱的基本原理,也是電磁感應的基本原理。
感應加熱效應
就感應加熱而言,他有四種效應,他們分別是集膚效應、鄰近效應、端部效應和圓環效應。感應電爐就是利用這四種效應來對負載進行加工的。通過將金屬放入感應線圈中,并且對線圈的兩端施以交流電壓,進而在感應線圈中產生相應的交流電流,然后會產生出交變的磁場。在不斷變化的磁場中,圓環效應便會產生,在線圈的內側表面層之上電流會全部集中,而鄰近效會產生于感應線圈與金屬之間,集膚效應會出現在金屬本體之上。綜上為反應加熱的效應全過程。
集膚效應
線圈導體產生的交變電流與金屬坯料產生的渦流有著不均勻分布的電流密度,其中,電流密度的峰值將會在它的表層產生,并且按照指數函數的形式向中心部緩慢削弱,這便是集膚效應。
鄰近效應
鄰近效應指的是當通有交流電的兩根導體相互距離短時,兩者分別作用對方,這會更改電流的分布。倘若兩根導體中電流的流通方向不同時,電流的最大密度會在導體內側;倘若兩根導體中電流的流通方向相同時,電流的最大密度會在導體外側。
端部效應
在感應加熱時,工件端部的溫度常常與非端部的溫度略有不同,這就是感應加熱的端部效應。端部效應分為兩部分,他們分別是坯料和感應線圈的端部效應。集膚效應與端部效應的不同之處在于,集膚效應主要是對金屬坯料磁場分布的反應,而端部效應主要是對坯料和感應線圈端部磁場分布的反應。因為這個的不同,使得坯料的功率分布和加熱溫度遭受一些限制。
圓環效應
圓環效應是指當交變的電流在圓環形線圈上流動時,線圈導體的內側出現最大電流密度。通常情況下,在環內的磁力線較多,而在環外較少,所以,外側的電流線會比內側的電流線穿過更多的磁通。綜上,外側的電流密度和總電勢會比內側的小很多。
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