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中試控股技術研究院魯工為您講解：110kV電纜交流電壓試驗裝置

ZSBP-44kVA/44kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置

11kV/300mm2電纜1km交流耐壓試驗，電容量≤0.3755uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓28kV，試驗時間5min。
10kV開關等電氣設備的交流耐壓試驗，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓不超過42kV，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。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，電弧即刻熄滅，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。

ZSBP-44kVA/44kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置主要技術參數
1.額定容量：44kVA
2.額定電壓：22kV；44kV
3.額定電流：2A；1A
4.測量精度：系統有效值1.5級
5.工作頻率：30-300Hz
6.裝置輸出波形：正弦波
7.品質因素：裝置自身Q≥30(f=45Hz)
8.波形畸變率：輸出電壓波形畸變率≤1%
9.輸入電源：單相220或三相380V電壓，頻率為50Hz
10.工作時間：額定負載下允許連續60min；過壓1.1倍1分鐘
11.溫    升：額定負載下連續運行60min后溫升≤65K
12.保護功能：過壓、過流、零位啟動、系統失諧（閃絡）等保護功能
13.環境溫度：－20℃-55℃
14.相對濕度：≤90%RH
15.海拔高度:≤3000米

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。
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%。
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。 
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。
串聯諧振試驗前有什么條件？ 
試驗前條件分析 
當我們拿到試驗之后，我們要分析試驗的主體是什么，比如：電力電纜、變壓器、GIS組合器還是母線等等，針對不同的內容所施加的電壓不一樣，像同樣是變壓器，中性點接地和不接地的電壓等級就不同，而且接線也不同，電壓和容量直接影響串聯諧振試驗裝置的配置方案，所說的配置方案也就是連接方式，串聯方式、怎么串聯以及串聯幾個等等。 
要想達到串聯諧振的條件是當容抗等于感抗時，即可產生諧振的條件。 
串聯諧振試驗中控制逆變器的方法有調幅控制和脈沖調頻控制兩種。脈沖頻率調制方法實現起來比較簡單，可以在下面兩種情況下使用。 
1 )如果負載對工作頻率范圍沒有嚴格限制,這時頻率必須跟蹤,但相位差可以存在而不處于諧振工作狀態。 
2 )如果負載的Q值較高,或者功率調節范圍不是很大,則較小的頻率偏差就可以達到調功的要求。 

變頻串聯諧振采用的是諧振原理，在系統回路中產生一定頻率的電壓與回路中的電容，電抗產生諧振，其電容（試品）兩端產生諧振電壓后，再進行升壓，使電容兩端的電壓達到試驗電壓。

    1 在中性點不接地系統中，雖然電源側的中性點不直接接地，但電壓互感器的高壓側中性點是接地的，若Ca，Cb，Cc為各回線路(包括電纜出線和架空線路)三相對地的等值電容，而La，Lb，Lc則為母線電壓互感器的一次側三個線圈的對地阻抗(忽略其線圈電阻)，假設系統發生單相接地(如A相)。電壓互感器的鐵心線圈相當于與電容器并聯，構成了可能產生諧振的并聯電路，由于相對地電壓升高倍，有可能使得電壓互感器的鐵心出現飽和或接近飽和，阻抗變小，電路中出現容抗和阻抗相等的情況，從而產生了并聯諧振，此時互感器一次側的電流大，這樣有可能使電壓互感器的高壓側熔斷件熔斷，或者燒壞電壓互感器。此種情況往往在變電所投產初期(線路出線回路少)不是很明顯，但隨著線路出線回路的增多(各回線路對地的等值電容量增大，容抗增大)出現諧振的情況較多。

    2 倒閘操作時，由于電壓互感器的諧振而造成母線電壓不平衡。此種情況往往是在設備進行關合空載母線時發生，當系統，投入501斷路器，由于10kV母線處于空載狀態，等值電路中L是電壓互感器一次線圈的電感，C是各相母線對地電容，由于電壓互感器的中性點是接地的，且各相對地電容的一端也是接地的，在正常情況下，三相電容是對稱的，但當用501斷路器向10kV母線充電時，就存在著以下兩種情況：①由于合閘瞬間的三相觸頭不同期性，此時慢接觸的一相在觸頭間相當于串聯上一個電容(如A相)。當電容的容抗等于互感器的感抗時即產生諧振，但該狀態下只是使中心信號裝置的電鈴響了一下，儀表擺動一下，但隨著操作的完成該現象隨之消失。②由于合閘過程中產生操作過電壓，此時假設斷路器在合閘操作過程中A相出現過電壓，則有可能使A相電壓互感器鐵心出現飽和，使A相電壓互感器線圈感抗變小，從而三相的總阻抗出現不平衡，使電壓互感器的中性點對地電壓發生位移現象。

    3 消除鐵磁諧振的措施和方法

    (1) 采用質量好，技術性能優，鐵心不易飽和的電壓互感器。

    (2) 提高斷路器的檢修質量，確保合閘操作的同期性，減少操作過電壓。

    (3) 必要時可采用改變操作順序，以避免操作過程中產生諧振的條件。

    (4) 對在空載母線的充電中產生的諧振，可以采用投入空載線路的方法，以改變其諧振的條件。

    (5) 傳統采用消諧的措施是在電壓互感器的開口三角側接上一個燈泡，該方法屬于較為原始的方法，隨著系統容量的增大和電纜線路的增加，實踐運行表明該方法的消諧效果不是很明顯。

    (6) 另一種方法是采用在電壓互感器二次側的開口三角上加裝一種可控硅多功能消諧裝置的方法，但該方法需要采用外加交流電源，有時由于裝置的電子器件發生短路也會目前使用的另外一種消諧裝置是在電壓互感器的一次側中性點上串接LXQ型非線性電阻，以限制其產生諧振的方法，由于該方法具有安裝簡便、結構簡單、消諧效果明顯的特點，目前得到廣泛的應用，具有較高的推廣使用價值。

    4 結束語中性點不接地系統發生諧振的直接因素是系統過電壓，其根本原因是電壓互感器出現飽和，造成互感器的感抗改變，至于采用何種消諧方法，應該根據實際情況，結合系統的運行方式，分別采取措施，以達到預期的目的。中試控股技術博士為您解答：變頻諧振耐壓試驗應是交流耐壓試驗，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。采用串、并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。電容電流測試儀直接從PT的二次側測量配電網的電容電流，只需將測量線接于PT的開口三角端就可以測量出電容電流的數據。

對于試驗頻率范圍，國內外有四種看法：第一類是寬頻范圍(30-300HZ)；第二類是工頻范圍；第三類是接近工頻；第四類是超低頻。