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中試控股技術研究院魯工為您講解：10kv電纜交流耐壓值

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
ZSBP-44kVA/44kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置主要功能及特征
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。
特點：

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，中試控股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。

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，電路立即脫諧，回路電流迅速下降為正常試驗電流的1/Q，而用并聯諧振或者試驗變壓器做耐壓試驗時，擊穿電流立即上升幾十倍，兩者相比，短路電流與擊穿電流相差數百倍。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。

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。 

ZSBP-44kVA/44kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置容量驗證

裝置容量定為44kVA，分兩節電抗器，電抗器單節為22kVA1A

試驗時設備組合方式

組合方式

被試品對象     電抗器選擇

（22kVA/22kV兩節）    激勵變壓器

輸出端選擇     試驗電壓(kV)

10kV/300mm2電纜1km         使用電抗器兩節并聯     1.5kV        ≤22kV

10kV開關等電氣設備    使用電抗器兩節串聯     3kV  ≤42kV

如何選擇合適的變頻串聯諧振耐壓試驗裝置？
為了選對規格，請提供以下技術參數
1、電力變壓器：電壓等級，大容量，試驗性質（中性點耐壓或全絕緣耐壓）單相對地電容量；
2、電力電纜：電壓等級，大長度，截面積；
3、發電機、電動機：電壓等級（出口電壓或稱工作電壓），試驗電壓（耐壓值）單相對地電容量范圍（如0.2-0.55uF等）；
4、開關、絕緣子、PT、CT、絕緣工器具、母線：電壓等級（或稱工作電壓）；試驗電壓（耐壓值）；
5、CVT效驗：電壓等級或稱工作電壓，試驗電壓（耐壓值）電容量范圍（如0.005-0.02uF）。

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。

1、穩定性、可靠性高。ZSXZB串聯諧振試驗裝置系統采用進口功率元件作為功率變換的核心，中試控股電壓輸出和頻率輸出穩定，電磁兼容設計合理，保護功能完善，經過多次高壓直接對地短路的測試，系統仍然保持完好，同時系統也有很強的過載能力。

2、自動調諧功能強大。ZSXZB串聯諧振試驗裝置系統自動調諧時，從30Hz到300Hz自動掃頻，顯示掃頻曲線，用戶能直觀地看到系統調諧過程；掃頻完成后，系統根據掃頻初步找到的諧振頻點，在其±5Hz范圍內以0.01Hz為分辨率進行頻率細掃，最后精確鎖定諧振頻率。

3、支持多種試驗模式。ZSXZB串聯諧振試驗裝置系統支持"自動調諧＋手動調壓"，"自動調諧＋自動調壓"，"手動調諧＋手動調壓"等試驗模式，推薦使用"自動調諧＋手動調壓"模式，既能快速找到諧振點，又能通過手動調壓控制試驗過程，安全性更高。

4、ZS串聯諧振試驗裝置系統人機交互界面友好。試驗參數設置、試驗控制、試驗結果等同屏顯示，直觀清晰，并具有自動計時及操作提示功能。全觸摸屏操作及顯示，具備試驗數據保存和查詢功能。

5、保護功能完善。ZSXZB串聯諧振試驗裝置系統具備零位保護(電壓輸出控制旋鈕不在零位時，禁止系統啟動)，中試控股過壓保護，過流保護，閃絡保護等功能，保證了系統的可靠性。

在電力設備運行過程中，在溫度、電場和機械振動的作用下，絕緣材料在長時間的溫度、電場和機械振動作用下逐漸退化，包括整體劣化和局部劣化，產生缺陷。例如，中試控股由于局部電場集中或局部絕緣薄弱，存在局部缺陷。多種預防性試驗方法，都能發現一些缺陷，反映絕緣材料狀況，但其試驗方法的試驗電壓，往往低于電力設備的工作電壓，不足以保證安全運行。直流耐壓試驗雖然具有較高的試驗電壓，但也存在一些絕緣缺陷，但由于電力設備的絕緣主要由電介質組成，在直流電壓的作用下，其電壓是按電阻分布的，因此交流電源的薄弱環節是交流電場下的設備不一定要用直流電進行測試。例如，在直流條件下，發電機的槽形缺陷不易發現。交流耐壓試驗符合電力設備在運行中的電氣條件，交流耐壓試驗的電壓一般高于操作電壓。因此，經過測試，該設備具有較大的安全性，因此這種測試已成為保證安全運行的重要手段。中試控股

然而，由于串聯諧振試驗中的試驗電壓遠高于運行中的試驗電壓，過大的電壓會增加介質損耗、發熱和放電，中試控股加速絕緣缺陷的發展。因此，在某種意義上，串聯共振試驗是一種破壞性試驗。

在串聯諧振試驗之前，必須事先進行各種無損檢測，中試控股如絕緣電阻、吸收比、介損因數、直流漏電流等，并對試驗結果進行綜合分析，以確定設備是濕的還是有缺陷的。如果發現存在問題，必須提前處理。為了避免絕緣擊穿的發生，擴大絕緣缺陷，延長維護時間，增加測試過程中的維護工作量，必須消除缺陷后才能進行串聯諧振試驗。1.RLC諧振

由RLC組成的電路在周期性交變電源的激勵下，將產生受追形式的的交流振蕩，其振蕩幅度隨交變電源頻率的改變而變化，當電源頻率滿足一定條件時，回路的振蕩幅度達到最大值，即回路發生諧振。

2.測RLC諧振頻率

通過逐點改變加在(直接或間接)RLC諧振回路上信號頻率來找到最大輸出時的頻率點，并把這一頻點定義為RLC諧振頻率。

3.RLC串聯電路如圖5.1所示：

在圖5.1所示的R、L、C串聯電路中，中試控股當正弦交流信號源的頻率f改變時，電路中的感抗、容抗隨之而變，電路中的電流也隨f而變。取電阻R上的電壓U0作為響應，當輸入電壓U維持不變中試控股時，在不同信號頻率的激勵下，測出U0之值，然后以f為橫坐標，以U0/U為縱坐標，繪出光滑的曲線，此即為幅頻特性，亦稱諧振曲線，如圖5.2所示。

RLC串聯電路

圖中所加交流電壓U(有效值)的角頻率為w ，則電路的的復阻抗為：

電感電容諧振頻率計算

復阻抗的模為：

電感電容諧振頻率計算

復阻抗的幅角:

電感電容諧振頻率計算

即該電路電流滯后于總電壓的位差值,回路中的電流I(有效值)為：

電感電容諧振頻率計算

實驗分析

1.選取的頻率組數據不夠多，電壓最大值時的頻率數據不夠精確。

2.電壓不穩定，使結果有誤差。

3.圖中得出的數據不夠精確，使結果有誤差。

4.連接電容沒接好導致的誤差。

5.儀器本身存在的誤差。

6.操作時間過長，時電阻 ，電容，電感的溫度上身導致的誤差。

7.操作的次數少，數據少引起的誤差。

注意事項

1.連接電容時，線頭接緊，使操作時不宜掉出。

2.計算時注意單位換算。

3.到接近電壓達最大值，要慢慢調，小幅度的改變頻率，這樣可以增大測量精確度。中試控股交流耐壓試驗方法的選擇