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中試控股技術研究院魯工為您講解：電纜電壓調試儀（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

為了保證電纜安全可靠運行，有關的國際標準對電纜的各種試驗做了明確的規定。主要試驗項目包括：測量絕緣電阻、直流耐壓和泄漏電流。其中串聯諧振耐壓試驗裝置測量絕緣電阻主要是檢驗電纜絕緣是否老化、受潮以及耐壓試驗中暴露的絕緣缺陷。直流耐壓和泄漏電流試驗是同步進行的，其目的是發現絕緣中的缺陷。但是近年來國內外的試驗和運行經驗證明：直流耐壓試驗不能有效地發現交聯電纜中的絕緣缺陷，甚至造成電纜的絕緣隱患。德國Sechiswag公司在1978～1980年41個回路的10 kV電壓等級的XLPE電纜中，發生故障87次；瑞典的3 kV～24．5 kV電壓等級XLPE電纜投運超出9 000 km，發生故障107次，國內也曾多次發生電纜事故，相當數量的電纜故障是由于經常性的直流耐壓試驗產生的負面效應引起。因此，國內外有關部門廣泛推薦采用交流耐壓取代傳統的直流耐壓。

說起變頻串聯諧振想必大家都知道，但是變頻串聯諧振有什么特性?實際使用中怎么解決?今天我們就一起來看一下。

一、變頻串聯諧振主要特性：

1、防止短路電流過大而燒壞故障點。在諧振的狀態中，當樣品的絕緣弱點被打破時，電路立即發生失諧，電路電流迅速下降到正常測試電流的1/Q。擊穿電流與并聯諧振或常規測試變壓器有數百倍的不同。

2、沒有恢復過電壓。當被擊穿閃絡發生時，由于諧振條件的損失，高壓會立即消失，電弧會立即熄滅，器件的保護電路會移動，輸出會被切斷。

3、很大程度減小了變頻串聯諧振的重量和體積。不僅省去了大功率調壓器和常用大功率試驗變壓器，而且諧振勵磁電源只需要試驗容量的1/Q，大大降低了系統的重量和體積。一般為一般試驗設備的1/5-1/10。

4、改善輸出電壓波形。諧振電源是一種諧振濾波電路。變頻串聯諧振可以改善輸出電壓波形畸變，獲得優良的正弦波，有效防止諧波峰值引起的假擊穿。

5、串聯諧振變換器的供電能力大大降低。在整個系統中，電源只需提供系統的部分有功功耗，因此實驗所需的功率僅為實驗容量的1/Q。

二、串聯諧振實際使用中的解決方案

1、串聯諧振的困難有什么?

首先，串聯諧振的歷史是20世紀60年代和70年代最流行的串聯諧振變換器，只要給出合適的死區時間，就可以實現良好的軟開關變換。現代數控技術為這種經典的轉換電路增添了許多活力。串聯諧振具有以下三個問題：ZCS頻率跟蹤控制、ZVS死區跟蹤控制、ZCS_ZVS交替跟蹤控制。那么，解決串聯諧振技術難題的好辦法是什么呢?

2、解決方案

并聯諧振和串聯諧振的諧振試驗由變頻電源、勵磁變壓器、高壓電抗器和電容電壓組成，由變頻電源、勵磁變壓器、高壓電抗器和電容電壓組成。

變頻電源的功能：將普通電源改為頻率可調，電壓連續可調，集操作、保護、控制、監控功能于一體。

勵磁變壓器的作用是提高變頻電源的輸出電壓，同時隔離高低壓。

高壓電抗器的特性：與試驗有關的共振條件。

分壓器的作用：測量調節器上的高電壓和低電壓，同時補償電容。

3、應用范圍

串聯諧振與并聯諧振特點顯著，應用于電力、冶金、石油、化工、鐵路、發電等行業，適用于大容量，高電壓的電容性試品的交接和預防性試驗，比如：電力電纜、GIS開關、變壓器等，例如

(1)、6KV-500KV高壓交聯聚乙烯電纜的交流耐受電壓;

(2)、發電機的交流耐壓;

(3)、GIS和開關的交流耐壓;

(4)、500 kV變壓器工頻耐壓;

(5)、其它電力高壓設備如母線、套管、變壓器等的交流耐壓。

對于變頻串聯諧振的特性和實際使用中的解決方案就介紹到這里，希望可以幫到大家!

在購買變頻串聯諧振試驗裝置中，我們經常會被問到Q值多少。那么這里的Q值是什么?變頻串聯諧振試驗裝置中Q值受到哪些影響?越高越好嗎?