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中試控股技術研究院魯工為您講解：電纜試驗諧振裝置（電科院）

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

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。 
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。 

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

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。
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

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

變頻串聯諧振儀器優點：

1、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。

2、設備的重量和體積大大減少。串聯諧振電源中，不但省去了 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 勵磁電源只需試驗容量的 1/Q，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。

3、改善輸出電壓的波形。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，有效的防止了諧波峰值 對試品的誤擊穿。

4、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。而并聯諧振或者試驗變壓器方式做耐壓試驗時，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。所以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 的隱患。

5、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。

串聯諧振的產生原理：

諧振是由 R、L、C 元件組成的電路在一定條件下發生的一種特殊 現象。首先，我們來分析 R、L、C 串聯電路發生諧振的條件和諧振時 電路的特性。圖 1 所示 R、L、C 串聯電路，在正弦電壓 U 作用下，其 復阻抗：Z = R + j ωL | 1 ωC = R + j XL | XC = R + jX 式中電抗 X＝XL—Xc 是角頻率ω的函數，X 隨ω變化的情況如圖 2 所示。當ω從零開始向∞變化時，X 從﹣∞向﹢∞變化，在ω＜ω0 時、X＜0，電路為容性；在ω＞ω0時，X＞0，電路為感性；在ω＝ ω0時 圖 1 圖 2 Χ(ω0) = ω0L | 1 ω0C = 0 （式 1） 8 此時電路阻抗 Z(ω0)＝R 為純電阻。電壓和電流同相，我們將電 路此時的工作狀態稱為諧振。由于這種諧振發生在 R、L、C 串聯電路 中，所以又稱為串聯諧振。式 1 就是串聯電路發生諧振的條件。由此 式可求得諧振角頻率ω0如下：ω0 = 1 LC 諧振頻率為 f0 = 1 2π LC 由此可知，串聯電路的諧振頻率是由電路自身參數 L、C 決定 的．與外部條件無關，故又稱電路的固有頻率。當電源頻率一定時， 可以調節電路參數 L 或 C，使電路固有頻率與電源頻率一致而發生諧 振；在電路參數一定時，可以改變電源頻率使之與電路固有頻率一致 而發生諧振。