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中試控股技術研究院魯工為您講解：35kV電線電纜電性能試驗方法與裝置（電科院推薦）

ZSBP-54KVA/54KV變頻串聯諧振成套試驗裝置

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。

ZSBP-54KVA/54KV變頻串聯諧振成套試驗裝置系統配置及具體參數
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

在通過串聯諧振試驗找到諧振點并升壓到試驗電壓時，如果出現試品耐壓不合格或者現場環境沒發生大的變化等現象，試驗是不會產生過電壓保護或者其他故障。但是由于電網電壓不是恒定的，電源輸入電壓是波動的，那么高壓輸出也是具有一定的波動性，此種情況可能會造成電壓波峰出現過電壓保護。如果出現電源電壓波動，可以調整儀器的過電壓保護，提高過電壓保護設置，我們一般要求過電壓保護設置到電壓保護的1.1倍，此時設置到1.2倍基本沒有問題。 
以上為較簡單的問題，但是由于電壓波動造成的過電壓在設置好過電壓保護的情況下是很難出現的。一般變頻串聯諧振試驗裝置的過電壓都會出現在儀器的掃頻階段，也就是找到諧振點的過程中。使用過的人員都知道，變頻串聯諧振試驗裝置找諧振點的過程中，其電壓與頻率的呈現拋物線一樣。系統默認找到高電壓，也就是拋物線的頂點作為諧振點。由于諧振原理中理論可以將低壓電壓諧振到80倍（由于品質因數等關系一般不超過30倍），變頻串聯諧振試驗裝置掃頻時需要的電壓一般為20-50V，通過激勵變后的電壓一般為幾百伏。通過以上原理我們發現，如果我們需要的試品試驗電壓小于系統諧振時諧振點時的電壓，系統可能在自動尋找諧振點時就出現過電壓保護，此時整個變頻串聯諧振試驗裝置是無法及時耐壓，試驗也是無法完成的。 

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；

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。

中試控股電力講解變壓器一旦承受近距離出口短路，不管是否引起跳閘，都要針對短路故障性質、短路電流大小，短路點距出口距離遠近，繼電保護及自動裝置動作情況、油色譜分析等進行綜合分析，判斷繞組是否變形、絕緣是否損壞，以確定變壓器能否繼續運行。對跳閘的變壓器還要測量其繞組直流電阻、繞組變形、空載損耗，以判定損壞程度，確定是否可以繼續運行，制定修復方案，通常采用的判斷方法有:

（1）變壓器外觀檢查，如外殼有無明顯凹凸箱體焊縫是否滲漏油，檢查壓力釋放裝置動作情況，氣體繼電器是否動作或發出信號、是否集有可燃性氣體。對仍在運行的變壓器要注意辨別發出的聲音是否為連續、均勻，輕微的“嗡嗡”聲，若聲音不均勻或有特殊聲音，則需要進一步處理。

（2）對變壓器油樣進行油氣相色譜分析，通過對油中溶解氣體成分及含量的分析，根據不同的成分（如局部放電時會有乙炔、氫氣，較高溫度過熱時總會有乙烯）及含量可判斷變壓器存在的潛伏性故障及性質。

（3）進行全面電氣試驗，排除繞組絕緣損壞的可能變壓器繞組的直流電阻三相數值基本平衡，測量直流電阻可以方便有效地考核繞組縱絕緣和回路的連接情況，能發現出口短路引起的匝（餅）間短路、繞組斷股等故障，可判斷變壓器是否遭受了嚴重的沖擊破壞，因此直流電阻測量是發現繞組是否損壞的最有效手段。

（4）進行繞組的介質損耗和電容量測量，當變壓器發生局部機械變形時，其繞組間以及對鐵芯和外殼的相對位置會發生變化，其電容量也將隨之變化，雖然DL/T5961996《電力設備預防性試驗規程》從絕緣的角度對介質損耗值做了規定，但嚴重的繞組變形會引起電容量的明顯變化，所以，在檢查承受短路沖擊后的變壓器是否發生繞組變形時，被測電容值與歷史數據比較也非常重要，當變化值超過10％時需要引起注意。

（5）進行變壓器繞組變形試驗測量，以判定電力變壓器繞組是否變形。若試驗時發現頻響特性曲線的相關系數小于0.6，應立即退出運行。

（6）低電壓短路阻抗試驗:短路阻抗法是判斷變壓器繞組變形的傳統方法，該試驗方法相對簡單，對試驗設備要求低，有出廠和歷次試驗數據相比較，現場實施非常簡便，但其靈敏度低于頻率響應法，適用于變形比較嚴重的繞組。當繞組的三相短路阻抗值差超過3％時，應引起注意。

（7）空載損耗和空載電流試驗:變壓器經受出口短路電流沖擊，當出現線圈匝間短路或涉及鐵芯絕緣時，會引起變壓器的勵磁電流增加和空載損耗增大，與歷次試驗數據比較，空載損耗增加10％時就應引起注意

（8）繼電保護及自動裝置的動作情況檢查:變壓器經受出口短路電流沖擊而跳閘，一般是通過差動保護、過電流保護和氣體保護發出動作指令，要注意記錄故障電流的大小、故障切除時間，檢查保護裝置的動作行為是否符合整定值要求。

（9）變壓器經出口短路后，可進行試驗項目通常有絕緣電阻測量、變壓比試驗、油或紙絕緣材料的分析化驗等，所有試驗項目應嚴格執行DL/T5961996《電力設備預防性試驗規程》的相關標準，發現試驗結果異常要引起注意。中試控股技術博士為您解答：電力工作者在進行電纜的交流耐壓試驗，找到電纜的諧振點的時候，需要用到串聯諧振試驗裝置，該裝置的主要功能就是給電纜進行交流耐壓試驗，具有電壓高、電壓穩等特點，很受廣大電力工作者的歡迎。但是由于該設備使用的過程中，一般環境比較惡劣，電壓等級比較高，而且有時候還需要頻發移動，因此對設備的損耗比較大，那怎么樣才能提高串聯諧振試驗裝置的使用壽命呢？本文來為您簡單介紹。

        串聯諧振試驗裝置并不便宜，低電壓等級的需要一兩萬元一套，高電壓等級的甚至需要四五萬乃至七八上十萬，因此在使用的過程中，需要格外注意，來提升設備的壽命，如果一般保養得當，設備可以用十年以上，可以完全將其價值體現出來。因此電力工作者在工作中，需要注意的方向有很多。

        首選，電力工作者在使用設備的過程中，一定要嚴格按照設備的正常使用方法來使用，需要正確的接線，同時設備使用過程中，需要根據被試驗設備的電壓等級來，不能測試超過設備本身電壓等級的設備，這樣不僅不能得出可靠的數據，而且還會對設備的壽命造成不利影響，容易造成設備損壞。

        其次，由于該設備體積比較大，重量也比較中，在移動的過程中，需要輕拿輕放，避免外力造成的損傷。設備由于內部有非常多的電子元器件，因此在平時存放的時候，需要找干燥的地點存放，避免設備受潮，如果設備受潮后需要放晾曬一段時間，再投入使用，這樣能有效避免設備短路。

        串聯諧振試驗裝置由于JG比較高，因此在使用和平時存放的過程中，需要注意的問題很多，只有注意到這些問題，才能有效的提高設備的使用壽命，讓其物超所值。 變壓器和高壓開關在長期的使用過程中，不可避免會產生絕緣老化現象，為了檢測其老化程度，或者變壓器和高壓開關出廠的時候需要檢驗其品質，都需要對其進行交流耐壓試驗，模擬高壓環境來得出變壓器和高壓開關的絕緣耐壓屬性，進而判斷其能否勝任工作，而現在一般都是使用變頻串聯諧振裝置來進行相關的試驗的，試驗之前，非常重要的一個環節就是進行正確的接線工作，因此本文就簡單介紹使用串聯諧振裝置進行變壓器和高壓開關的交流耐壓試驗接線方案。

        接線方案如圖：

      電力工作者在實際的檢測工作中，需要根據不同的電壓等級來分別接線，同時需要做好接地工作，本文主要以變頻串聯諧振裝置為試驗儀器，在試驗前需要先熟讀裝置的說明書，熟悉操作方法然后進行試驗。    在電力電纜、變壓器、高壓開關等電氣設備的生產過程中，由于生產設備或者人為的因素，總會有一些電氣設備出廠之時并不能嚴格達到出廠的標準，但是僅憑肉眼根本無法判斷。如果這些問題電氣設備流入市場甚至被安裝到了電力輸電設備上，會對輸電安全造成嚴重的影響。

        因此在出廠之前利用技術手段來模擬實際的用電環境對這這些電纜進行交流耐壓試驗就必不可少了，而串聯諧振設備就是主要針對電纜、變壓器、高壓開關等電氣設備交流耐壓制造，可以有效的檢測出這些電氣設備的交流耐壓數據，及時剔除不合格的產品。

        那么串聯諧振設備的組成和原理是什么樣子的呢？

        串聯諧振是指在電阻、電感和電容的串聯電路中，電路兩端電流和電壓出現同相位現象，串聯諧振條件是電壓與電流同相，諧振頻率為

 

        串聯聯諧振特點為總電阻抗值小，同時電源電壓一定時，電流大，同時電路呈電阻性，電容或電感上的電壓可能高于電源上的電壓。

        而串聯諧振設備正是利用了這一特點，串聯諧振設備一般由變頻電源、高壓電抗器、激勵變壓器、電容分壓器及若干連接線、支架等附件組成。

        利用調諧電感與負荷電容使之產生工頻串聯諧振，以獲得工頻試驗電壓的設備由變頻電源、勵磁變壓器、電抗器、補償電容及分壓器組成。被試品的電容與電抗器構成串聯諧振連接方式；分壓器并聯在被試品上，用于測量被試品上的諧振電壓，并作過壓保護信號；調頻功率輸出經激勵變壓器耦合給串聯諧振回路，提供串聯諧振的激勵功率。