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中試控股技術研究院魯工為您講解：10kV電纜電性能試驗裝置

ZSBP-270kVA/108kV變頻串聯諧振試驗裝置

35kV/300mm2電纜2km的交流耐壓試驗，電容量≤0.389uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓52kV，試驗時間60min。
10kV/400mm2電纜5km的交流耐壓試驗，電容量≤2.1uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓22kV，試驗時間5min。
35kV開關柜、互感器、母線母盤的交流耐壓試驗，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓95kV，試驗時間1min。

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。

220KV串聯諧振交流耐壓裝置可以做什么? 
變頻串聯諧振成套耐壓試驗裝置適用于大容量，高電壓的電容性試品的交接和預防性試驗；

主要針對220KV及以內的電力電纜、變壓器、斷路器/開關、開關柜、避雷器、電壓互感器、電流互感器、套管、支柱絕緣子、電抗器、母線、隔離開關、輸電線路、發電機、電動機、熔斷器、電容器、接觸器、配電箱、絕緣材質、變電站系統的交流耐壓試驗。

裝置主要技術參數及功能：
1. 額定容量：270kVA；
2. 輸入電源：單相220或三相380V電壓，頻率為50Hz；
3. 額定電壓：27kV；54kV；108kV
4. 額定電流：10A；5A；2.5A
5. 工作頻率：30-300Hz；
6. 裝置輸出波形：正弦波
7. 波形畸變率：輸出電壓波形畸變率≤1%；
8. 工作時間：額定負載下允許連續60min；過壓1.1倍1分鐘；
9. 溫 升：額定負載下連續運行60min后溫升≤65K；
10. 品質因素：裝置自身Q≥30(f=45Hz)；
11. 保護功能： 對被試品具有過流、過壓及試品閃絡保護(詳見變頻電源部分)；
12. 測量精度：系統有效值1.5級；
串聯諧振工作環境：
1. 環境溫度：－100C –50 0C;
2. 相對濕度：≤90%RH;
3. 海拔高度: ≤1000米；
簡易讀懂：變頻串聯諧振耐壓試驗裝置可以做什么?
變頻串聯諧振成套耐壓試驗裝置適用于大容量，高電壓的電容性試品的交接和預防性試驗，主要針對電力電纜、變壓器、斷路器/開關、開關柜、避雷器、電壓互感器、電流互感器、套管、支柱絕緣子、電抗器、母線、隔離開關、輸電線路、發電機、電動機、熔斷器、電容器、接觸器、配電箱、絕緣材質、變電站系統的交流耐壓試驗，對被測試品做承受過電壓預防交流試驗和交接交流試驗。
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

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。

變頻串聯諧振耐壓試驗是利用電抗器的電感與被試品電容實現電容諧振

1 變頻串聯諧振耐壓試驗優點

變頻串聯諧振耐壓試驗是利用電抗器的電感與被試品電容實現電容諧振，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與潮流，在國內外已經得到廣泛的應用。

變頻串聯諧振是諧振式電流濾波電路，能改善電源波形畸變，獲得較好的正弦電壓波形，有效防止諧波峰值對被試品的誤擊穿。變頻串聯諧振工作在諧振狀態，當被試品的絕緣點被擊穿時，電流立即脫諧，回路電流迅速下降為正常試驗電流的數十分之一。發生閃絡擊穿時，因失去諧振條件，除短路電流立即下降外，高電壓也立即消失，電弧即可熄滅。其恢復電壓的再建立過程很長，很容易在再次達到閃絡電壓斷開電源，所以適用于高電壓、大容量的電力設備的絕緣耐壓試驗，如：GIS變電所、高壓交聯電力電纜、發電機、大型變壓器、隔離開關、互感器等。

2 中試控股電力變頻諧振高壓試驗裝置在GIS系統中的應用

GIS在工廠整體組裝完成以后進行調整試驗，在試驗合格后，以運輸單元的方式運往現場安裝。運輸過程中的機械振動、撞擊等可能導致GIS原件或組裝件內緊固件松動或相對位移。安裝過程中，在聯結、密封等工藝處理方面存在失誤，導致電極表面刮傷或安裝錯位引起電極表面缺陷，空氣中懸浮的塵埃、導電微粒雜質和毛刺等在安裝現場又難以徹底清理，且難以檢查出來，將引發絕緣事故。由于試驗設備和條件所限，早期的GIS產品多數未進行嚴格的現場耐壓試驗。事故統計表明，雖然不能保證經過現場耐壓試驗的GIS不會在運行中發生絕緣事故，但是沒有進行現場交流耐試驗的GIS卻大都發生了事故，因此GIS必須進行現場耐壓試驗。

GIS的現場耐壓采用交流電壓、振蕩操作沖擊電壓的振蕩雷電沖擊電壓等試驗裝置進行，交流耐壓試驗是GIS現場耐壓試驗中常見的方法，它能夠有效地檢查異常的電場結構(如電極損壞)。目前，由于試驗設備和條件所限，現場一般只作交流耐壓試驗。

(1)試驗要求：

①GIS應完全安裝好，SF6氣體充氣到額定密度，已完成主回路電阻測量、各元件試驗以及SF6氣體微水含量和檢漏試驗。所有電流互感器二次繞組接地，電壓互感器二次繞組開路并接地。

②交流耐壓試驗前，應將下列設備與GIS隔離開來：高壓電纜和母線；電力變壓器和大多數電磁式電壓互感器；避雷器和保護火花間隙。

③GIS的每一新安裝部位都應進行耐壓試驗，同時，對擴建部分進行耐壓試驗時，相鄰設備原有部分應斷電并接地。否則，對于突然擊穿會給原有設備帶來不良影響。

(2)試驗電壓的加壓方法：

試驗電壓施加到每相導體和外殼之間，試驗時分相進行，其它非試相與外殼連接接地，從每相進出線套管進行加壓，試驗中應使GIS每個部件都至少施加一次試驗電壓。同時，為避免在同一部位多次承受電壓而導致絕緣老化，試驗電壓盡可能在幾個部位施加。現場一般僅作相對地交流耐壓，如果斷路器的隔離開關在運輸、安裝過程中受到損壞，或已經過解體，應作端口交流耐壓，耐壓值與相對地交流耐壓值一致，若GIS整體電容量較大，耐壓試驗可分段進行。

3 交流耐壓試驗程序

GIS現場交流耐壓試驗的第一階段是"老練凈化"，其目的是清除GIS內部可能存在的導電微粒或非導電微粒。這些微粒可能是由于安裝時帶入而清理不凈，或是多次操作后產生的金屬碎屑，或是緊固件的切削碎屑和電極表面的毛刺而形成的。"老練凈化"可使導電微粒移動到低電場區或微粒陷阱中和燒蝕電極表面的毛刺，使其起不到絕緣危害作用。"老練凈化"電壓值應低于電壓值，時間可取數分鐘。第二階段是耐壓試驗，即在"老練凈化"過程結束后進行耐壓試驗，時間為1min。

4 現場耐壓試驗的結果判斷

(1)如果GIS的每一部件均已按選定的完整試驗程序承受規定的試驗電壓而無擊穿放電，才認為整個GIS通過試驗。

(2)在試驗過程中如果發生擊穿放電，則應根據放電能量和放電引起的各種聲、光、電、化學等放電效應,以及耐壓試驗過程中進行的其它故障診斷技術提供的試驗結果進行綜合判斷。遇有放電情況，可采取下列步驟：

①施加規定的電壓，進行重復試驗，如果設備或氣隔還能經受，則該放電是自恢復放電。如果重復試驗電壓達到定值和規定時間時，則認為試品合格，否則按下項進行。

②設備解體，打開放電氣隔，仔細檢查絕緣情況。在采取必要的恢復措施后，方可進行下一次規定耐壓試驗。

5 GIS耐壓試驗擊穿故障的定位方法

若GIS分段后進行耐壓試驗的進出線間隔較多，中試控股電力而試驗過程中發生非自恢復放電或擊穿，僅靠人耳的監聽難以判斷故障發生的確切位置，且容易發生誤判斷而浪費人力、物力和對設備造成不必要的損害。若在現場采用以放電產生沖擊波而引起外殼振動波原理研制的故障定位器，就可以確定放電間隔。每次耐壓試驗前，將傳感器分別安裝在被試部分，特別是斷路器、隔離開關、母線與各間隔的連接部位絕緣子的連接外殼上。如因傳感器數量有限，使放電或擊穿發生未預報，則應根據監聽放電的情況，降壓斷電后移動傳感器，重新升壓直到找到放電或擊穿部位。

電力供電系統上的過電壓現象十分普遍。如果沒有防范措施，隨時都可能發生。引起電網過電壓的因素很多，主要可分為：諧振過電壓、操作過電壓和雷電過電壓。