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中試控股技術研究院魯工為您講解：35kV分配電能電纜交流耐壓試驗裝置

10kV/300mm2的電纜，長度1km，電容量≤0.378uF試驗頻率為30-300Hz,試驗電壓22kV。
35kV/300mm2的電纜，長度0.5km，電容量≤0.01uF試驗頻率為30-300Hz,試驗電壓52kV。

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：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。

檢驗
1、變頻電源
1）絕緣電阻測試
2）耐壓試驗：2000V，1分鐘
3）負載試驗：在滿負荷下，各器件的溫升不大于45K 。
2、勵磁變壓器
1）直流電阻測量
  2）變比測量
  3）空載電流及空載損耗
  4）短路阻抗和負載損耗
  5）絕緣電阻測試
  6）溫升試驗：額定容量下運行60min,溫升不大于65K 
 3、電抗器試驗
1）直流電阻測量
2）電感量測量
3）交流耐壓試驗
溫升試驗：額定容量下運行60min,溫升不大于65K
      4、中試控股成套裝置試驗
（1） 耐壓試驗：1.1額定電壓下，耐壓1min；
（2） 短路試驗：電壓為0.5U，0.8U，1.0U的條件下，將高壓輸出突發短路3次，保護裝置可靠動作，各單元完好。
（3）噪音小于60dB；
被試品是否被穿可按下述各種情況進行判斷： 
       1、根據試驗時接入的表計進行分析，一般情況下，若電流表突然上升，則表明被試品擊穿（過流繼電器動作，自動跳閘）。但當被試品的容抗XC  與試驗變壓器的漏抗 XL之比不大于2時，雖然被試品擊穿，電流表指示也不會發生明顯的變化，有時還可能出現電流表指示反而下降的情況。 
       若出現這種情況，應根據在高壓側的測量電壓裝置高壓側的電壓，被試品若擊穿，其電壓表只是要突然下降，而在低壓側測量的電壓表也要下降，但有時很不明顯。 
       2、根據試驗控制回路的狀況進行分析。若過流繼電器整定值適當，則被試品擊穿時過流繼電器動作，電磁開關即跳閘。若整定值過小，可以在升壓過程中因被試品的電容電流過大而使過流繼電器動作而跳閘。 
       3、根據被試品狀況進行分析。試驗過程中，如被試品發出響聲、斷續放電響聲、冒煙、產生氣體、有焦臭味、及燃燒等都是不能容許的，應查明原因。如查明這種情況來自被試品絕緣部分，則可以認為被試品存在問題或已確實被。 

統配置及具體參數
1、變頻控制電源6KW                1臺
a) 變頻控制電源采用高壓耐壓試驗專用變頻電源,采用一體化設計,控制電源本體具備調頻、調壓、控制、保護等功能。
b) 額定輸出容量:  6KW
c) 工作電源:      交流220V、50Hz 。
d) 輸出電壓:      0～250V可調。
e) 輸出電壓不穩定度≤0.05%
f) 最大輸出電流:  24A
g) 輸出波形:正弦波,      波形畸變率:≤0.5%
h) 頻率調節范圍:  30～300Hz
頻率調節分辨率: 0.001 Hz
i) 連續運行時間: 大于1小時
j) 噪聲水平:≤ 60dB
k) 變頻電源采用高性能專用微機控制電壓、頻率調節
l) 變頻電源配備專用引線和插頭與其他設備進行連接。
m) 保   護 ：具有過壓、過流、過熱、放電保護功能。
n) 具備手動試驗/自動調諧/自動試驗三種模式,并可任意切換。 
具備大屏幕顯示,可指示:輸出電壓(有效值)及輸出頻率、勵磁電流、勵磁電壓、試驗時間等。
具備試驗電壓、時間、試驗頻率范圍等試驗參數設置功能及各種數據打印功能。
  O) 重   量： 16Kg   
2、 中試控股勵磁變壓器6KVA            1臺
a) 額定容量:    6KVA
b) 輸入電壓:    250V
c) 輸出電壓：   1.75KV；3.5KV；
d) 工作頻率范圍： 30～300Hz
e) 連續運行時間: 大于1小時
f) 電壓比測量誤差: 小于1%
g) 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。
  h) 重   量：    40Kg ;
3、高壓電抗器 DK-27/27      2臺
a) 額定容量：   27KVA
b) 額定電壓：   27KV
c) 額定電流：1A
e) 品質因素：  Q≥30 
f) 結    構： 干式；
    g)  重    量： 35Kg/臺
h) 連續運行時間：≥ 1小時
4、 電容分壓器   60/0.003              1臺
a) 額定電壓：    60KV
b) 工作頻率：    30～300Hz
c) 分 壓 比：    1000：1  
d) 分壓比誤差：  ≤1%,
e) 測量精度：    交流有效值1.0級
f) 介質損耗：    tgδ≤0.5% ;
g) 重    量：    10Kg
h)高﹑低壓臂的電容采用一致的介質結構,溫度系數小,角位移小,在30-300HZ內分壓比不變。

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。

一般應考慮以下幾個因素： 
1、在被試品上可能產生過電壓的數值、持續時間及其次數。如被試品遭受較高過電壓的可能性極小，則可不必采用過高的試驗電壓；如被試品（如直接與架空線連接的發電機）可能遭受到較高的過電壓時，則應適當提高試驗電壓的數值。 
2、電氣設備設計時采用的絕緣水平。
3、設備絕緣的狀況。設備在運行中由于各種條件的影響，使絕緣逐步劣化，絕緣性能下降，故在確定試驗電壓時，應考慮到絕緣損傷的程度和運行年限。例如，運行中設備的試驗電壓應為出廠時的75%~90%。

串聯諧振電源是利用諧振電抗器和被試品的電容通過調頻發生諧振而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。

2)設備的重量和體積串聯諧振電源中，省去了笨重的大功率調壓裝置和工頻試驗變壓器，使得試驗設備的重量和體積大大減少，一般為普通試驗裝置的1/3-1/5。

3)改善輸出電壓的波形

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，由于回路的電容值改變，電路立即脫諧，回路電流迅速下降；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。兩者相比在被試品被擊穿時，二者的短路電流相差數百倍。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。

5)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，電弧瞬時熄滅，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。

3.3關于試驗的頻率

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，且大電流的工作電源在現場不易取得，因此一般都采用串聯諧振交流耐壓試驗設備。其輸入電源的容量能顯著降低，重量減輕，便于使用和運輸。初期多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。因此現在大都采用調頻式(30-300Hz)串聯諧振試驗設備，可以得到更高的品質數，并具有自動調諧、多重保護，以及低噪音、靈活的組合方式(單件重量大為下降)等優點。

綜合國內外有關技術資料，選擇合適的試驗頻率范圍是個比較重要的問題。在這方面，有一些不同的觀點和提法。就目前國內外的提法來看，大概可分成3類：第1類為較寬頻率范圍30-300Hz、20-300Hz、1-300Hz；第2類為工頻范圍45-65Hz，45-55Hz；第3類為接近工頻35-75Hz。

3.4交聯聚乙烯電纜單位長度電容量

中試控股使用串聯諧振方法對被試品進行高壓試驗時，必須知道被試品的電容量。表1提供了各種規格的交聯聚乙烯電力電纜單位長度的電容量值。

    串聯諧振裝置成套裝置運用原理是運用串聯諧振的原理，通過調節變頻控制器的輸出頻率，使得回路中的電抗器電感L和試品電容C發生串聯諧振，諧振電壓即為試品上所加電壓。變頻諧振試驗裝置廣泛應用于電力、冶金、石油、化工等行業，適用于大容量、高電壓的電容性試品，如發電機、電力變壓器、GIS和高交聯動力電纜、互感器、套管等的交接試驗和預防性試驗。

我公司在變頻串聯諧振高壓試驗方面，自行開發的調頻、調壓軟件技術，領先于國內高壓試驗行業，利用這一技術設計，制造的變頻串聯諧振高壓試驗裝置，完全符合國家有關高壓試驗的規程和要求。

工作原理

通過變頻控制器提供供電電源，試驗電壓由勵磁變壓器經過初步升壓后，使高電壓加在電抗器L和被試品Cx上，通過改變變頻控制器的輸出頻率，使回路處于串聯諧振狀態，調節變頻控制器的輸出電壓，使試品上高壓達到所需要的電壓值。

回路的諧振頻率取決于被試品電容Cx和電抗器的電感L，諧振頻率f=1/（2π√LC）。

變頻串聯諧振成套裝置采用16位精細調頻、調壓軟件技術、10KHz載波頻率、SPWM和進口原裝IPM整體模塊設計制造，配合適當的電抗器，就可以滿足國家和地方規定的試驗范圍，整機領先于國內同類產品。

我公司研制的變頻串聯諧振成套裝置具有下列特點：

1、大屏幕顯示試驗數據、試驗狀態，并有實時操作步驟提示功能。

2、能靈活整定試驗電壓、調頻范圍、加壓時間。

3、試驗結果能計算出被試品電容。

4、體積小、重量輕、操作方便。

5、分辨率高，頻率分辨率為0.001Hz，電壓分辨率：粗調為1%，細調為0.01%。

6、安全可靠性高，系統具有過電壓、過電流及放電保護功能，可保護人身設備安全。

7、試驗結果可打印。

8、可升級操作軟件。