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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。

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。

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中試控股系統配置參數

(一)變頻電源ZSXZ-4kW                                      1臺

1)額定輸出容量：4kW

2)工作電源：220/380±10%V（單/三相），工頻

3)輸出電壓：0–400V

4)額定輸入電流：10A

5)額定輸出電流：10A

6)電壓分辨率：0.01kV

7)電壓測量精度：1.5%

8)頻率調節范圍：30–300Hz

9)頻率調節分辨率：≤0.1Hz

10)頻率穩定度：0.1%

11)運 行 時 間：額定容量下連續60min

(二)激勵變壓器ZSJL-3kVA

1)額定容量：3kVA

2)輸入電壓：0-400V

3)輸出電壓：1.5/3kV

4)結    構：干式

6)重    量：約35kg

(三)高壓電抗器ZSDK-22kVA/22kV

1)額定容量：22kVA;

2)額定電壓：22kV

3)額定電流：1A

4)電 感 量：110H/單節

5)品質因素：Q≥30 (f=45Hz)

6)結    構：干式

(四)電容分壓器ZSFY-3000pF/50kV

1)額定電壓：50kV

2)高壓電容量：3000pF

3)介質損耗：tgσ≤0.5%

4)分 壓 比：1000：1

5)測量精度：有效值1.5級

6)重    量：約8kg

(五)ZSBP-44kVA/44kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置補償電容器ZSBC-20000pF/40kV

1)額定電壓：40kV；

2)高壓電容量20000pF；

3)重量：8kg；

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%。

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。

中試控股高壓試驗設備變頻串聯諧振介紹

 

變頻串聯諧振儀器優點：

 

1、所需電源容量大大減小。串聯諧振電源是利用諧振電抗器和 被試品電容諧振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，因此，試驗所需的電源功率只有試驗容 量的 1/Q。

2、設備的重量和體積大大減少。串聯諧振電源中，不但省去了 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 勵磁電源只需試驗容量的 1/Q，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。

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，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，短路電流與擊穿電流相差數百倍。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 的隱患。

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。

 

串聯諧振的產生原理：

 

諧振是由 R、L、C 元件組成的電路在一定條件下發生的一種特殊 現象。首先，我們來分析 R、L、C 串聯電路發生諧振的條件和諧振時 電路的特性。圖 1 所示 R、L、C 串聯電路，在正弦電壓 U 作用下，其 復阻抗：Z = R + j ωL | 1 ωC = R + j XL | XC = R + jX 式中電抗 X＝XL—Xc 是角頻率ω的函數，X 隨ω變化的情況如圖 2 所示。當ω從零開始向∞變化時，X 從﹣∞向﹢∞變化，在ω＜ω0 時、X＜0，電路為容性；在ω＞ω0時，X＞0，電路為感性；在ω＝ ω0時 圖 1 圖 2 Χ(ω0) = ω0L | 1 ω0C = 0 （式 1） 8 此時電路阻抗 Z(ω0)＝R 為純電阻。電壓和電流同相，我們將電 路此時的工作狀態稱為諧振。由于這種諧振發生在 R、L、C 串聯電路 中，所以又稱為串聯諧振。式 1 就是串聯電路發生諧振的條件。由此 式可求得諧振角頻率ω0如下：ω0 = 1 LC 諧振頻率為 f0 = 1 2π LC 由此可知，串聯電路的諧振頻率是由電路自身參數 L、C 決定 的．與外部條件無關，故又稱電路的固有頻率。當電源頻率一定時， 可以調節電路參數 L 或 C，使電路固有頻率與電源頻率一致而發生諧 振；在電路參數一定時，可以改變電源頻率使之與電路固有頻率一致 而發生諧振。

 

串聯諧振的品質因數：

 

串聯電路諧振時，其電抗 X(ω0)＝0，所以電路的復阻抗 Z ω0 = R 呈現為一個純電阻，而且阻抗為最小值。諧振時，雖然電抗 X＝ XL—Xc=0，但感抗與容抗均不為零，只是二者相等。我們稱諧振時的 感抗或容抗為串聯諧振電路的特性阻抗，記為ρ，即 ρ = ω0L = 1 ω0C = 1 LC | L = L C ρ的單位為歐姆，它是一個由電路參數 L、C 決定的量，與頻率 無關。工程上常用特性阻抗與 9 并稱此比值為串聯電路的品質因數，用 Q 表示，即 Q = ρ R = ω0L R = 1 ω0CR = 1 R L C 品質因數又稱共振系數，有時簡稱為 Q 值。它是由電路參數 R、 L、C 共同決定的一個無量綱的量。