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中試控股技術研究院魯工為您講解：電纜電壓檢測儀（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

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
目前在國際和國內已有越來越多的XLPE交聯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、國內的很多研究機構的研究成果表明直流試驗對XLPE 交聯聚乙烯電纜有不同程度的損害。有的研究機構觀點認為XLPE 結構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生擊穿。

我公司系列串聯諧振裝置主要用于10kV、35kV、66kV、110kV、220kV的交聯橡塑電力電纜，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節（30-300HZ）串聯諧振試驗設備與被試品電容諧振產生交流試驗電壓。

由于電纜的電容量較大，采用傳統的工頻試驗變壓器很笨重、龐大、大電流的工作電源現場不易取得，因此一般都采用串聯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。初期都采用調感式串聯諧振設備（50HZ），但存在自動化程度差、噪音大等缺點。

因此現在大多采用變頻諧振，可以得到更高的品質因數（Q值），并具有自動調諧、多重保護、以及降低噪音、靈活的組合方式、單件重量輕等優點。

串聯諧振在電力系統應用中的優點：
1、所需電源容量大大降低。串聯諧振電源是利用諧振電抗器和被試品的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，試驗所需要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的減少。串聯諧振電源中，不但省去了笨重的大功率調壓裝置和大功率試驗變壓器，而且，諧振激磁電源只需要試驗容量的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1/5-1/30.
3、改善輸出電壓的波形。諧振電源是諧振式濾波電容，能改善輸出電壓的波形畸變，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，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憂患。

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

Q值受電壓等級、工藝結構、材料性能等外部因素的影響，理論上Q值越大，單位電流變化內允許的頻率偏移越小，頻率選擇性越高，Q值是衡量電感的主要參數，其計算方式為：Q=電感電容等儲能器件攜帶的能量÷電阻的損耗功率。

變頻串聯諧振試驗裝置Q值受到哪些影響?

Q值的大小受綜合因數的影響，比如制作工藝，原材料、材料性能等，例如，同樣一個電感，如果其他參數不變，僅改變繞制電感導線的粗細，則導線粗的電感Q值要比導線細的電感Q值高，如果再在導線上鍍銀，則鍍銀導線所繞制的電感要比不鍍銀導線繞制的電感Q值高，很明顯這就是工藝結構、原材料所帶來的影響，對于串聯諧振試驗裝置Q值來說，Q值越高，回路的損耗就越小，回路的效率就越高，通過Q值的大小也可以簡單的判斷產品的質量和效能，但不是決定串聯諧振裝置質量好壞的最終標準，Q值的提高往往受到一些因素的限制，如導線的直流電阻、線圈骨架的介質損耗、鐵心和屏蔽引起的損耗以及高頻工作時的集膚效應等。

Q值越高越好?

那么，我們購買變頻串聯諧振試驗裝置時到底要不要去衡量Q值呢?其實對于不太了解的客戶可能認為“Q值高，產品就好”，Q值只是作為一個概念性的參考，Q值并不能代表性能好壞的唯一因素或者是絕對因素，比如，Q值過大可能會造成電感燒毀，電容擊穿，電路振蕩等現象，有些科技類型產品，選材和工藝都非常好，反而會想辦法降低Q值，所以，Q值只是衡量電感效能的品質因數。

綜上所述，我們應該清楚關注產品質量應該關注穩定性、創新度，這才是根本!

如何選擇變頻串聯諧振廠家，現在世面上串聯諧振的廠家有很多，如何選擇串聯諧振，可以從廠家的從業年限，產品應用案例，產品口碑等幾個方面來做參考。

首先如何選擇串聯諧振：做不同的高壓試驗所需要的電壓等級不一樣，所以得根據自己的需求(電壓等級、被試品)來制定不同的方案，一般來說，串聯諧振廠家都會根據客戶的需求來制定符合的技術方案。

變頻串聯諧振適合各種大型電力變壓器、電力電纜、汽輪及水輪發電機及其它容性設備的交流耐壓試驗，這些試驗所需要的電壓等級都必須嚴格按試驗規程定期進行。在工頻條件下，由于被試品電容量較大，或者試驗電壓要求較高，對試驗裝置的電源容量相應的也有較高的要求，傳統的工頻耐壓裝置往往單件體積大，重量重，不便于現場搬運，而且不便于任意組合，靈活性較差，因此可以考慮串聯諧振試驗裝置。

在串聯諧振中，當電壓源施加到電感器和電容器時，必須添加電阻器，因為串聯諧振中的L和C等于短路，因此電壓源不能短路。當電阻值恒定時，確定串聯諧振電流。在功率方面，電感器和電容器的功率交替傳輸而不考慮損耗。當電容器放電時，電感器充電時電容器充電。

在恒壓源并聯諧振電源中，電感和電容的均方根電流是固定的，這只與電感和電容的大小有關;只有當電流源恒定時，增加電阻才能改變電感和電容的電流值。當條件恒定時，功率也是不變的，類似于串聯諧振。

當電機串聯電容形成串聯諧振時，由于電機線圈的電阻存在，因此在固定電壓下，電機線圈的電流在理論上趨于無窮大。因此，它不會趨向于無窮大，但也會大大超過額定電流。由于電機線圈的阻抗固定，電流增大，因此線圈兩端的電壓增大，勵磁能量增加，功率增加，但由于電流很大，電機線圈容易燒毀。

對于并聯電容器的并聯諧振，由于電壓源的存在以及電感和電容器兩端的電壓的存在，使得電感兩端的電流是恒定的。然而，由于電容器的補償，電壓和電流的相位是相同的，這就增加了電源，即p=u*i*cos相位角。而平行共振在原則上使用的是一個電流源，它與這個源有點不同。由于電流源電流是恒定的，當電流源并聯諧振時，L和C的兩端是相當開放的，而電阻直接通過電流源電流，即流過電流源的電流增大。它增加了兩端的電壓，增加了L和C兩端的電壓，最終導致電流的上升。

為了適應具有大靜電電容量試品的工頻耐壓試驗需要，因此交流高壓串聯諧振試驗設備就很有必要了。今天我們就分享一下利用串聯諧振的工頻耐壓試驗的特點分析!