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中試控股技術研究院魯工為您講解：電纜變頻諧振調試裝置（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

 （1）產品的設計過程中使產品能達到其設計使用功能的功能耐壓測試；

 （2）產品的生產過程中為確保產品能達到設計規格要求的規格耐壓測試；

 （3）產品的檢驗過程中為確認產品的質量符合相關安規標準的確認耐壓測試；

 （4）產品維修后能維持符合相關安規標準的安全耐壓測試。

耐壓測試（有時也稱做“高壓介電測試”）的測試電壓標準規定以兩倍于被測產品的工作電壓加上1000V。但有些具有“雙絕緣”設計產品的測試電壓也可能高于上述電壓標準。它的工作電壓范圍是（100～240）V，這類產品的耐壓測試電壓可能在（1000～4000）V之間甚至更高。提供耐壓測試電壓的耐壓測試儀輸出電壓須保持在規定測試電壓的(100～120)%的范圍內，且應連續可調。交流耐壓測試儀的輸出頻率范圍為（40～70）Hz之間，測試電壓波峰值為均方根(RMS)電壓值的（1.3～1.5）倍。通過產品耐壓測試應能檢測出如下產品缺陷：絕緣材料的絕緣強度太弱；零部件之間的距離太近導致絕緣強度變差；絕緣體上有針孔、氣泡或受擠壓而破裂變形等。

進行耐壓測試前首先明確該產品應該使用何種電壓測試方式，絕大多數產品只允許接受直流電壓或交流電壓中的一種耐壓測試方式，而有些產品則可以同時接受交、直流電壓兩種耐壓測試方式。操作者應根據實際情況來決定采用何種耐壓測試方式。為了使被測產品達到安規規定標準，使用者必須對直流耐壓測試和交流耐壓測試的優缺點有所了解。

交流耐壓測試的優點

通常用戶更容易接受交流耐壓測試，因為大部分的產品都使用交流供電，交流耐壓測試可以同時對產品的正負極性進行測試，與產品實際應用環境一致。大部分被測產品都會含有一些雜散電容，在交流耐壓測試時無法立刻使這些雜散電容飽和，電流流過這些雜散電容會持續一段時間，不會產生瞬間沖擊電流，不需緩慢提升測試電壓，如果這種產品對沖擊電壓不是非常敏感，就可以在開始測試時就施加較高的測試電壓，耐壓測試后不必對測試產品放電，這樣極大地提高了測試效率。

 交流耐壓測試的缺點

 如果被測產品為電容性負載或者含有較大的雜散電容時，耐壓測試所產生的電流會遠遠大于實際的泄漏電流，因而無法得到被測產品的真實泄漏電流值，耐壓測試實際輸出的電流值會比采用直流耐壓測試時的輸出電流值大很多，會增加操作人員的觸電危險性。

 直流耐壓測試的優點

 由于直流耐壓測試會迅速充滿被測產品上的雜散電容，測試過程中所產生的容性電流在雜散電容被充滿后，會迅速下降接近于零。此時只剩下被測產品實際的泄漏電流，可見直流耐壓測試能真實地反映出被測產品實際的泄漏電流值。此外由于僅需在開始極短時間內提供被測產品的充電電流，其余時間幾乎不提供的電流，因此與交流耐壓測試時所需的電流容量相比直流耐壓測試的電流容量更低，這樣可以降低測試儀器成本，同時提高了操作人員安全性。

 直流耐壓測試的缺點

 由于被測產品存在雜散電容，為避免充電電流迅速增大，直流耐壓測試電壓必須由“零”開始，緩慢上升。被測產品上的雜散電容量越大所需的測試電壓上升時間越長。另外因雜散電容引起的過大充電電流會導致測試儀器的產生誤判，從而使測試的結果產生偏差。直流耐壓測試過程會使被測產品雜散電容產生電荷而帶靜電，為保障操作人員安全，在測試結束后，必須要對被測產品接地放電。另外直流耐壓測試與交流耐壓測試不同，只能測試單一極性，如果被測產品要在交流電壓下使用，就必須要考慮直流耐壓測試這個缺點。交流耐壓測試實際測試電壓的波峰值是儀表顯示值的幾倍，一般測試儀表無法顯示此波峰值，直流耐壓測試也無法做到。所以如果使用直流耐壓測試方式，必須將測試電壓提高到相應的數值。

 綜上所述，正確選擇交、直流耐壓測試方式，既能獲得真實有效的測試數據，提高測試精度，同時也可降低測試成本，提高測試效率，提供給用戶滿意的技術支持。

 當電路發生串聯諧振時，電路的阻抗Z=√R2+XC-XL2=R,電路中總阻抗最小，電流將達到最大值,電抗元件上的電壓最高，所以又稱為電壓諧振。生活中的許多地方都運用串聯諧振的原理。如變頻串聯諧振耐壓試驗裝置就是運用串聯諧振的原理設計的。變頻串聯諧振試驗裝置由變頻電源、勵磁變壓器、電抗器和電容分壓器組成。

  被試品的電容與電抗器構成串聯諧振連接方式；分壓器并聯在被試品上，用于測量被試品上的諧振電壓，并作過壓保護信號；調頻功率輸出經勵磁變壓器耦合給串聯諧振回路，提供串聯諧振的激勵功率。