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中試控股技術研究院魯工為您講解：6KV電纜試驗標準與耐壓試驗裝置

ZSBP-22kVA/22kV 變頻串聯諧振耐壓試驗裝置

10kV/25mm2電纜1km交流耐壓試驗，電容量≤0.1576uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓22kV，試驗時間5min。
10kV/120mm2電纜0.6km交流耐壓試驗，電容量≤0.1562uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓22kV，試驗時間5min。
10kV/300mm2電纜0.5km交流耐壓試驗，電容量≤0.1877uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓22kV，試驗時間5min。
10kV/630mm2電纜0.2km交流耐壓試驗，電容量≤0.102uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓22kV，試驗時間5min。

參考標準：DL/T 849.6-2016，DL/T 474.4-2018

變頻串聯諧振試驗裝置：ZSBP系列變頻串聯諧振耐壓試驗裝置，中試控股采用調節電源頻率的方式，使得電抗器與被試電容器實現諧振，從而在被試品上獲得高電壓大電流，因其所需電源功率小、設備重量輕體積小在國內外得到了廣泛應用，是當前高電壓試驗的新方法和潮流。

交流耐壓試驗是電力設備絕緣強度有效和直接的方法，是電力預防性試驗的一項重要內容。 此外，由于交流耐壓試驗電壓一般比運行電壓高，因此通過試驗后，設備有較大的安全裕度，因此交流耐壓試驗是電力設備安全運行的一種重要手段。一般變頻串聯諧振試驗裝置來進行交流耐壓試驗。  
試驗電壓的確定交流耐壓試驗中，關鍵的問題就是正確選擇試驗電壓的數值，一方面要求能保證絕緣水平，另一方面要考慮因試驗電壓過高而引起的絕緣劣化。

警 告！
禁止帶電拔插測試線，您在插拔測試線、電源插座時，會產生電火花，小心電擊，避免觸電危險，注意人身安全！
高壓危險！操作此電源或諧振系統的人員必須具備高壓專業技術人員資格。
1． 查看或拆接試驗回路連線時，必須斷開設備電源，         嚴禁設備帶電時查看或拆接試驗回路連線。否則可能造成人員傷亡事故。
2． 操作人員必須熟讀操作手冊了解操作注意事項后，嚴格按照操作手冊進行操作。
3． 通電試驗前必須檢查所有試驗連線正確，尤其是接地端子必須良好接地。
安全要求
請閱讀下列安全注意事項，以免人身傷害，并防止本產品或與其相連接的任何其它產品受到損壞。為了避免可能發生的危險，本產品只可在規定的范圍內使用。
只有合格的技術人員才可執行維修
—防止火災或人身傷害！
使用適當的電源線：只可使用本產品專用、并且符合本產品規格的電源線。
正確地連接和斷開：當測試導線與帶電端子連接時，請勿隨意連接或斷開測試導線。
產品接地：本產品除通過電源線接地導線接地外，產品外殼的接地柱必須接地。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

驗證：

1、110kV/300mm長度0.5km電纜的交流耐壓試驗，電容量≤0.0735uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓128kV，試驗時間60min。

使用電抗器兩節并聯，則L=350/2=175H

2、35kV/300mm長度1km電纜的交流耐壓試驗，電容量≤0.1945uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓52kV，試驗時間60min。

使用電抗器兩節并聯，則L=276/2=138H

當回路發生串聯諧振時,X1=Xc,Uc=U/RXc=U/RXL。其中XL為回路感抗,Xc為回路彎抗,U為勵磁電壓,Uc為試品承受電壓。設諧振回路的品質因數為Q,則Uc=QU,即被試品上獲得的電壓為勵磁電壓的Q倍,被試品上獲得的容量也為試驗電源容量的Q倍,就實現了用低電壓小容量試驗變壓器對大容量試品進行交流耐壓試驗的目的。

特征

變頻串聯諧振耐壓試驗裝置，中試控股采用調節電源頻率的方式，使得電抗器與被試電容器實現諧振，從而在被試品上獲得高電壓大電流，因其所需電源功率小、設備重量輕體積小，在國內外得到了廣泛好評和應用，是當前高電壓試驗的新方法和潮流。

什么是串聯諧振？ 
由于電力預防試驗大多是對于大容量和高電壓的電氣設備，建議采用工頻耐壓進行絕緣性能的檢測，也就是剔除了采用直流高壓發生器對于電氣設備絕緣性能檢測的使用要求，雖兩者都屬于破壞性試驗，但經過長期的研究，采用工頻耐壓的方式相對于直流耐壓穩定性，安全性要好，由于電氣設備的容量大，電壓高，往往像油浸式試驗變壓器一類的工頻耐壓設備無法滿足測試要求，在國內，為了達到這一目的，基本通過變頻串聯諧振來實現測量。 
變頻串聯諧振，“變頻”在串聯諧振電路中，通過調整可變的頻率范圍產生諧振條件，“串聯”是指在整個電路中的鏈接方式，串聯時，電壓相加，電流不變，“諧振”是指的諧振電路，組合起來就是我們常說的串聯諧振試驗裝置。
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。
設備的重量和體積大大減少。串聯諧振裝置中，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，諧振激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。
有效改善輸出電壓波形。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，有效防止了諧波峰值對試品的誤擊穿。

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。
設備的重量和體積大大減少。串聯諧振裝置中，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，諧振激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。
有效改善輸出電壓波形。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，有效防止了諧波峰值對試品的誤擊穿。

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。

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。

具體區別有以下幾點：      

1.逆變器供電不同。串聯諧振逆變器是恒壓源供電，并聯諧振則是恒流源供電。      

2.逆變器的工作頻率要求不同。串聯諧振逆變器的工作頻率必須低于負載電路的固有振蕩頻率，而并聯諧振逆變器的工作頻率必須高于負載電路的固有振蕩頻率。      

3.功率調節方式不一樣。并聯諧振逆變器的功率調節方式只有改變直流電源電壓Ud一種，而串聯諧振則多一種改變晶閘管的觸發頻率的方式。       

4.逆變器在換流時，晶閘管關斷時間和方式不同。串聯諧振逆變器在換流時，晶閘管是自然關斷的，關斷時間短。而并聯諧振逆變器在換流時，晶閘管是被強迫關斷的，關斷時間長。      

5.串聯諧振逆變器可以自激工作，也可以他激工作。而并聯諧振逆變器一般只能工作在自激狀態。     6.逆變器啟動難易程度不一樣。串聯諧振逆變器起動容易，適用于頻繁起動工作的場合；而并聯諧振逆變器需附加起動電路，起動較為困難。

在電阻、電容、電感串聯電路中，出現電源、電壓、電流同相位現象，叫做串聯諧振，其特點是：電路呈純電阻性，電源、電壓和電流同相位，電抗X等于0，阻抗Z等于電阻R，此時電路的阻抗最小，電流最大，在電感和電容上可能產生比電源電壓大很多倍的高電壓，因此串聯諧振也稱電壓諧振。

諧振電壓與原電壓疊加，并聯諧振：在電阻、電容、電感并聯電路中，出現電路端電壓和總電流同相位的現象，叫做并聯諧振，其特點是：并聯諧振是一種完全的補償，電源無需提供無功功率，只提供電阻所需要的有功功率，諧振時，電路的總電流最小，而支路電流往往大于電路中的總電流，因此，并聯諧振也叫電流諧振。

串聯諧振裝置就用運用串聯諧振原理設計的最新型交流耐壓試驗設備。一套串聯諧振耐壓試驗設備，可兼顧電力變壓器、交聯電纜、開關柜、電動機、發電機、GIS和SF6開關、母線、套管、CT、PT等試品的交流耐壓試驗，是全能型的交流耐壓設備。

串聯諧振稱為電壓諧振的原因：因為串聯諧振電路發生諧振時，電流與電壓同相位，電流達到最大，電容器和電感上的電壓分別等于外加電壓的Q倍，所以串聯諧振又稱電壓諧振。

在電阻、電感及電容所組成的串聯電路內，當容抗XC與感抗XL相等時，即XC=XL，電路中的電壓U與電流I的相位相同，電路呈現純電阻性，這種現象叫串聯諧振。當電路發生串聯諧振時電路的阻抗Z=√R^2 +(XC-XL)^2=R，電路中總阻抗最小，電流將達到最大值。

        阻抗條件，諧振后虛部相等符號相反。串聯阻抗等于0，并聯阻抗等于無窮大。就是在諧振的時候，串聯電路諧振電流無窮大；并聯電路諧振電壓無窮大（理論值）。

        在電阻、電感及電容所組成的串聯電路，內，當容抗XC=感抗XL相等時，即發生串聯諧振，此時電路中的電壓U與電流I的相位相同。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。

①利用串聯諧振產生工頻高電壓，應用在高電壓技術中，為變壓器等電力設備做耐壓試驗，可以有效的發現設備中危險的集中性缺陷，是檢驗電氣設備絕緣強度的最有效和最直接的方法。

①利用串聯諧振產生工頻高電壓，應用在高電壓技術中，為變壓器等電力設備做耐壓試驗，可以有效的發現設備中危險的集中性缺陷，是檢驗電氣設備絕緣強度的最有效和最直接的方法。

②在無線電工程中，常常利用串聯諧振以獲得較高的電壓。

RLC串聯諧振電路諧振時，總阻抗最小，電流最大。

串聯短路中，電流處處相等，而電感的電壓超前限流90°，電容的電壓滯后電流90°，這樣，電感個電容的相位差180°，電壓互相抵消。

頻率越高，電感兩端電壓越高，電容兩端頻率越低，這樣，就必然存在一個頻率，使電感和電容兩端的電壓一樣大。這時，就稱電路滿足諧振條件，這個頻率，就稱為諧振頻率。

諧振頻率f0=1/2π√LC。

體現在整個回路，諧振時，感抗和容抗完全抵消，回路總阻抗等于電阻值，阻抗達到最小。

這兩種現象是正弦交流電路的一種特定現象，它在電子和通訊工程中得到廣泛的應用，但在電力系統中，發生諧振有可能破壞系統的正常工作。