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中試控股技術研究院魯工為您講解：電纜試驗諧振調試裝置（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

 串聯諧振耐壓實驗裝置結構分析

1.1.1 電源

1. 380V的市電,詳細接法請務必按照。

2. 4.4.0勵磁變壓器接法的說明中連接!

1.1.2 操作面板說明

 1. 電源開關：負責計算機部分的電源供給。

 2. 電源指示：總電源上電指示，空氣開關合上時點亮。

 3. 復位：負載失諧、變頻源過熱以及其它保護動作后的故障復位。

 4. 停止：發生緊急情況的應急中斷按鍵。

 5. 信號：用于接入分壓器低壓臂，最大電壓 100V，輸入阻抗 10M。

 6. 接地：用于系統安全接地。

 7. 液晶顯示器：用于系統各參數、波形、菜單等的顯示。

 8. 輸入：電源接入。10KW 以下通過中間變壓器接入，10KW 以上直接在 380V

電源電源的兩根火線上接入。

 9. 輸出：調頻電源輸出至勵磁變壓器輸入。

 10. 大容量控制臺的輸入輸出的接線柱在箱體背面的下部分。

 1.1.3 接通電源：

操作箱在上電后啟動“電源開關”,“電源指示”燈亮，液晶點亮顯示。注意：儀器兩側開孔處的風扇在運行則表示表示儀器內部功率器件正常工作。否則表示儀器內部過熱或上次試驗時沒有復位。此時應該切斷電源，將儀器置于通風處靜置1小時左右，待內部適當降低溫度后再啟動電源。當風扇經常性的不啟動時，建議立即與廠家聯系。當設備出現不可恢復性故障時，請不要自行拆卸儀器。

 1.2.0 觸摸屏顯示器：調頻電源的控制屏幕為全觸摸屏，你只需要在屏幕上要操作的位置輕輕點擊，即可以進行操作。

 1.2.1 開機后，液晶的顯示界面如圖 2 所示。

 1. 自動、手動：選擇試驗模式；

 2. 設置：各種試驗參數的設置；

 3. 資料：查看和輸出試驗記錄；

 4. 時間：設置試驗時間；

 1.2.2 試驗參數設置：在每次試驗前必須正確設置當次試驗是的各種參數！點擊“設置”后，液晶的顯示界面如圖 3。

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 試驗頻率：選擇自動調諧時的頻率區間，自動調諧時在此區間內掃頻。

 1.下限頻率最高為 100HZ，上限頻率最低為 150HZ。

 2.當第一次試驗時建議采用 30HZ～300HZ 進行掃描。

 3.當已經知道大概頻率范圍時，可以選定在適當的頻率段掃描，以減少試驗時間。

 輸出電壓：設置調諧時輸出電壓的初此值。

 1. 對 Q 值較低的試品如發電機、電動機，初此值設定為 30～40V；

 2. 對 Q 值較高的試品如電力電纜、變壓器、GIS 等，初此值設定為 10～15V。試驗電壓：設置試驗電壓的最高值。

 我們的電壓跟蹤系統具備自動校核較大電壓波動的功能，但電網電壓的波動幅度較小，由此而引起的高壓電壓的波動也在儀器的捕捉范圍內，因此，我們強烈建議你在設置試驗電壓時，將“試驗電壓”的數值設定為比要施加的試驗電壓低 5％Ue。

 報警電壓：設置試驗電壓的極限值，電壓超過時自動終止試驗。一般比試驗電壓高 10%。

 報警電流：設置輸出電流的最高值。在不知道實際試驗電流的情況下，一般將其設置成裝置額定電流的 2/3。

 運行時間：設置試驗電壓的加壓時間。00:01 指試驗時間為 1 分鐘，其余的依此類推。

 電壓比：用于設置分壓器的分壓比。一般在出廠時已經設置完畢，現場試驗時不能調整，以免計量的電壓不對。之所以在界面上保存此項，是用于在一定的時候效驗分壓器。

 確認：移動需要設置的位置。當設置完某一參數后，點擊“設置”自動保存該參數并進入下以設置項。

 1～0：數字鍵：選擇需要設置的數值。

 020.00 位置：按數字時顯示需要值。

 退格：改變設置位數。

 返回：設置完成后返回到圖 2 界面。

 點擊“返回”后，保存所有設置了的參數，進入到試驗界面。

 注意：因為你是第一次使用我們的設備，建議在進行試驗操作前仔細檢查你的當次設置是否符合試驗要求。具體做法就是在試驗前你再次點擊“設置”，進入圖 3 界面，依次檢查每一項參數，確認與試驗要求符合后再點擊“返回”進入待試驗的圖 2 界面。

 1.3 勵磁變壓器：

 1. A1、A2 等高壓端的電壓值是根據用戶試品對象特殊設計的，不能接錯。

 2. 一般在對試驗電壓低、電流大的試品試驗時接較低電壓端，反之接較高電壓端。

 3.用于發電機、電動機耐壓的諧振裝置的勵磁變壓器的輸出電壓較高，在使用時請盡可能將連接線與其他物體隔離。

 4. 勵磁變壓器的接地端是保證隔離效果和安全的重要端口，必須可靠接地。

 1.4 電容器分壓器：

 1.我們提供的電容器分壓器是保證在不帶任何試品的情況下，可以自升壓的必備件，主要用于檢查裝置和效驗分壓器。

 2.電容分壓器的額定電容量通常與所有電抗器串聯時的電抗值匹配，所以在沒有特殊說明的情況下，對裝置自升壓時請將所有電抗器串聯連接。

本公司生產的串聯諧振設備在行業內都廣受好評，以打造最具權威的“串聯諧振“高壓設備供應商而努力。1．LC串聯諧振吸收電路

 吸收電路的作用是將輸入信號中某一頻率的信與去掉。圖4-65所示是采用LC串聯諧振電路構成的吸收電路。電路中的VT1構成一級放大器，U是輸入信號，U是這一 放大器的輸出信號。Ll和Cl構成LC串聯諧振吸收電路，其諧振頻率為fo，它接在VT1輸入端與地端之間。

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圖4-65

 (1)輸入信號頻率為fo。對于輸入信號中頻率為fo的信號，由于與Ll和Cl的諧振頻率相同，Ll和Cl的串聯電路對它的阻抗很小，頻率為五的輸入信號被Ll和Cl旁路到地而不能加到VT1基極，VT1就不能放大矗信號，當然輸出信號中也就沒有頻率為fo的信號了。

 (2)輸入信號頻率高于或低于石。對于輸入信號中頻率高于或低于fo的信號，由于與Ll和Cl的諧振頻率不等，這時Ll和Cl串聯電路失諧，其阻抗很大，其輸入信號不會被Ll和Cl旁路到地，而是加到了VT1基極，經VT1放大后輸出。

 從這一放大器的頻率響應特性中可以看出，輸出信號中沒有頻率為fo的信號存在了。

 2．串聯諧振高頻提升電路

 圖4-66所示是采用LC串聯電路構成的高頻提升電路。電路中的VT1構成一級共發射極放大器，Ll和C4構成LC串聯諧振電路，用來提升高頻信號。Ll和C4串聯諧振電路的諧振頻率為五，它高于這一放大器工作信號的最高頻率。

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圖4-66

 由于Ll和C4電路在諧振時的阻抗最小，與發射極負反饋電阻R4并聯后負反饋電阻最小，因此此時的放大倍數最大。這樣，接近fo的高頻信號得到提升，如圖中放大器的頻響特性曲線所示，不加Ll和C4時的高頻段響應曲線為虛線，加入Ll和C4時的為實線，顯然實線的高頻段響應優于虛線。

 對于頻率遠低于fo的輸入信號，Ll和C4電路對其沒有提升作用。因為Ll和C4電路處子失諧狀態，其阻抗很大，此時的負反饋電阻為R4。

 3．LC諧振電路工作原理分析小結

 (1)掌握阻抗特性。了解這兩種諧振電路的一些主要特性是分析它們應用電路的基礎，其中最主要的是兩種諧振電路的阻抗特性，因為在各種電路的工作原理分析中，主要是依據電路的阻抗對電路進行分析。LC并聯諧振電路諧振時阻抗最大，LC串聯諧振電路最小，將它們對應起來比較容易記憶。

 (2) LC串聯諧振電路諧振時阻抗最小。分析LC串聯諧振電路時要注意的事項同并聯諧振電路相同，只是串聯諧振時電路的阻抗最小，而并聯諧振時的阻抗最大。

 對于LC串聯諧振電路而言，電路失諧時電路的阻抗很大，此時對于頻率低于諧振頻率的信號主要是因為電容Cl的容抗大了，對于頻率高于諧振頻率的信號主要是因為電感Ll的感抗大了。

 (3) LC并聯諧振電路失諧時阻抗小。對于LC并聯諧振電路而言，電路失諧時電路的阻抗很小，此時頻率低于諧振頻率的信號主要是從電感Ll支路通過的，而頻率高于諧振頻率的信號主要是從電容Cl支路通過的。

 (4)輸入信號頻率分成兩種情況。分析這兩種LC諧振電路的應用電路時，要將輸入信號頻率分成兩種情況：輸入信號頻率等于諧振頻率時的電路工作情況和輸入信號頻率不等于諧振頻率時的電路工作情況。

 (5)阻尼電阻作用。在并聯諧振電路中加入阻尼電阻的目的是為了獲得所需要的頻帶寬度。所加電阻的阻值越小，頻帶越寬，反之則越窄。

 輸入LC并聯諧振電路的信號頻率是很廣泛的，其中含有頻率為諧振頻率的信號。在眾多頻率的輸入信號中，電路只對頻率為諧振頻率的信號發生諧振，這時電路的阻抗最犬。諧振電路有一個頻帶寬度。在電路分析中，可以認為頻帶內的信號都與諧振頻率的信號一樣，被同樣地放大或處理；但對頻率偏離諧振頻率的信號，掌握的。頻帶的寬度與Q值大小有關，Q值大，則認為沒有受到放大或處理，這是電路分析要頻帶窄；Q值小，頻帶寬。

串聯諧振交流耐壓操作說明1.1 電纜試驗操作:

1.1.1 現場接線示意圖:

1.1.2 勵磁變壓器接線注意事項:

用于 10KV 電纜的耐壓裝置，勵磁變壓器一般接低端;

2. 用于 10KV 和 35KV 電纜的耐壓裝置，10KV 電纜耐壓勵磁變壓器接低端，35KV 電纜耐壓勵磁變壓器接較高端;

3. 用于 10KV 、35KV 和 110KV 電纜的耐壓裝置:10KV、35KV 電纜耐壓勵磁變壓器接低端，中試控股110KV 電纜耐壓勵磁變壓器接高端;1.1.3 電抗器及電容器分壓器接線注意事項:對于短電纜，無論電壓高低，一般將至少兩節電抗器串聯，以確保回路可以諧振。

1.2 電機耐壓試驗操作:1.

2.1 現場接線示意圖:1.

2.2 勵磁變壓器接線注意事項:1.用于電機的耐壓裝置，勵磁變壓器一般接低端;

2. 用于電機和電纜的耐壓裝置，電纜耐壓勵磁變壓器接低端，電機耐壓勵磁變壓器接高端;

3. 通常情況下，用于電機耐壓的諧振裝置兼容較低電壓的電纜。

4.2 GIS、開關及變壓器試驗操作:

4.2.1 現場接線示意圖:

1.2.2 勵磁變壓器接線注意事項:1.用于開關、GIS、變壓器的耐壓裝置，勵磁變壓器的輸出電壓一般較高;

2. 用于開關、GIS 的耐壓裝置，勵磁變壓器接高端，變壓器耐壓勵磁變壓器接低端;

3. 通常情況下，改種型號的諧振裝置兼容較較短長度的電纜，勵磁變壓器接低端。

4.2.3 電抗器接線注意事項:1.用于開關及較低電容量的試品交流耐壓試驗時，需要將所有電抗器串聯在高壓回路中，可以確保諧振。

2.用于開關、GIS、變壓器的耐壓時，需要將電抗器串聯連接，電抗器串聯只數按照實際的試驗電壓確定。