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中試控股技術研究院魯工為您講解：10kv電纜耐壓試驗設備

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。

整體色彩和外型由專業的設計公司專門設計，美觀大方。本公司生產的串聯諧振設備在行業內都廣受好評，以打造最具權威的“串聯諧振“高壓設備供應商而努力。  電力設備高電壓試驗中，各種大型變壓器及發電機的交流耐壓實驗需要定期進行。常規的交聯聚乙烯絕緣電纜直流耐壓試驗因為會對電纜絕緣造成誤傷而不再推薦，改而開展交流耐壓試驗。受試設備容量巨大，常規的交流耐壓試驗設備的容量、體積、重量也很大，不利于在現場開展檢測。串聯諧振試驗設備的出現改變了高電壓試驗的這種困境。串聯諧振耐壓試驗技術具有很多優點：串聯諧振電源只需要提供試驗回路中消耗的有功，所需電源容量大大減小，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。試驗設備的重量和體積大大減少。諧振電源的諧振式濾波電路改善輸出電壓的波形，防止了諧波峰值對試品的誤擊穿。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，中試控股防止大的短路電流燒傷故障點。試品發生擊穿時，因失去諧振條件，高電壓也立即消失，電弧即刻熄滅不會出現任何恢復過電壓。

  在發電廠、變電站進行串聯諧振技術進行高電壓試驗，工作場所比較復雜，試驗使用的電源容易受到各種負荷如電動機、鼓風機的影響不穩定；環境中的電磁輻射，如運行中的空心電抗器、高壓帶電體上的電暈放電；以及雷電、操作波帶來的沖擊浪涌；工作場所的靜電放電等，會對串聯諧振電源產生騷擾，影響其穩定性，還會對試驗操作人員造成不可預料的傷害。本文的試驗研究關注串聯諧振電源在復雜的工作場所和電磁環境中受到各種干擾時的抗干擾能力，及其工作的穩定性。

  對串聯諧振電源裝置的電磁兼容試驗包括靜電放電試驗，電壓暫降、短時中斷和電壓變化抗擾度試驗，電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗以及浪涌抗擾度試驗。

在低相對濕度，使用低導電率地毯和乙烯基服裝時，電氣和電子設備容易來自操作者和臨近物體的靜電放電干擾，因此需要對串聯諧振電源裝置進行靜電放電抗擾度試驗。在電網、電力設施發生故障或負荷突然出現大的變化時，會產生電壓暫降或短時中斷的現象。中試控股當連接到電網的負荷連續變化時則會引起電壓的變化，這些現象會對電氣和電子設備造成影響。與低壓供電網連接的電氣和電子設備需進行電壓暫降、短時中斷和電壓變化的抗擾度試驗。電快速瞬變脈沖群是由電感性負載（如繼電器、接觸器等）在斷開時，由于開關觸點間隙的絕緣擊穿或觸點彈跳等原因，在斷開處產生的暫態騷擾。當電感性負載多次重復開關，則脈沖群又會以相應的時間間隙多次重復出現。這種暫態騷擾能量較小，一般不會引起設備的損壞，但由于其頻譜分布較寬，所以會對電子、電氣設備的可靠工作產生影響。為檢驗電子、電氣設備在遭受這類暫態騷擾影響時的性能，需進行電快速速變脈沖群試驗。浪涌沖擊來源主要有兩種，1）雷電浪涌：雷電擊中戶外線路，有大量電流流入外部線路或接地電阻，因而產生的干擾電壓；感應雷的磁場在線路上感應出的電壓或電流；雷電擊中了附近的地面，地電流通過公共接地系統時所引入的干擾。2）操作浪涌：主電源系統切換時（例如投切補償電容組）產生的干擾；在靠近設備附近有一些較大型的開關在跳動時所形成的干擾；切換有諧振線路的晶閘管設備；設備接地網絡或接地系統間產生的短路或飛弧故障。需要對串聯諧振電源裝置進行浪涌沖擊抗擾度試驗。

  1）接觸式和空氣中的靜電放電對串聯諧振電源裝置均會產生干擾，影響設備正常工作。電源電壓暫降到40%和70%時以及短時中斷時，中試控股設備均不能正常工作；電源電壓電壓變化到70%時串聯諧振電源裝置部分功能失常。浪涌抗擾度試驗使串聯諧振電源裝置不能正常工作。電快速瞬變脈沖群帶來的干擾對串聯諧振電源裝置未產生任何影響。

  2）工作場所、環境中遭受的靜電放電，工作電源電壓的暫降、短時中斷和電壓變化以及雷電活動或系統電源切換時造成的浪涌沖擊，都會對串聯諧振電源裝置造成嚴重干擾：設備在運行中突然關機會造成試驗所產生的交流高電壓瞬降，影響交流耐壓試驗效果的判斷；升壓控制功能失靈，中試控股會導致整個串聯諧振試驗回路產生的高電壓瞬間升高，乃至超出被試設備的絕緣水平，誤傷被試設備。工作電源的長期不穩定，造成串聯諧振試驗裝置工作狀態不穩，累積效應會導致裝置加速老化，影響其使用壽命。

  3）采取屏蔽手段，有效屏蔽靜電放電帶來的電磁干擾；試驗電源應與其他大功率負荷隔離，并采取穩壓措施，保證工作電源質量；低壓試驗電源母線應裝備電涌防護設備，有效防止浪涌沖擊對串聯諧振試驗裝置的影響和破壞。并聯諧振式中頻電源采用了三相全控整流器，其輸出功率的大小是通過改變整流器的輸出電壓來調整的。而整流器的輸出電壓是通過改變可控硅控制角 α 來實現。可知：α 值越大，直流電壓就越低，同時整流器的功率因數也越低。電源在運行時，根據加熱工藝要求的不同及負載阻抗的變化，很難做到 cos α=1。也就是說，并聯諧振中頻電源在運行時很可能會因功率因數低而形成較大的無功損耗。