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中試控股技術研究院魯工為您講解：10kv電纜耐壓試驗報告裝置

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。

變頻串聯諧振耐壓試驗裝置組成部分：變頻電源主機、激勵變壓器、電抗器、電容分壓器、補償電容器、測試附件組成。
元器件（純進口）：功率器件：德國英飛凌，模塊：日本富士IGBT，芯片：英特爾等

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

裝置主要組成

1、變頻電源  ZSBP-4kW

2、激勵變壓器       ZSJL-3kVA

3、高壓電抗器       ZSDK-22kVA/22kV

4、電容分壓器       ZSFY-3000pF/50kV

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。

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：

1、裝置具有過壓、過流、零位啟動、系統失諧（閃絡）等保護功能，過壓過流保護值可以根據用戶需要整定，試品閃絡時閃絡保護動作并能記下閃絡電壓值，以供試驗分析。

2、整個裝置單件重量很輕，便于現場使用。

3、裝置具有三種工作模式：全自動模式、手動模式、自動調諧手動升壓模式；方便用戶根據現場情況靈活選擇，提高試驗速度。

4、能存儲和異地打印數據，存入的數據編號是數字，方便識別和查找。

5、裝置自動掃頻時頻率起點可以在規定范圍內任意設定，掃頻方向可以向上、向下選擇，同時液晶大屏幕顯示掃描曲線，方便使用者直觀了解是否找到諧振點。

6、ZSBP-44kVA/44kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置采用DSP平臺技術，可根據用戶需要增減功能和升級，人機交換界面更為人性化。

7、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。

8、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。

9、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。

10、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。

11、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。

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。

串聯諧振中系統配置要求

1.變頻控制源

控制主要功能及說明

過壓保護，失諧保護：本裝置有電子式過壓保護、失諧保護功能，避免試品不受過流和閃絡傷害，且動作靈敏。

過流保護：系統裝有電子式過流保護裝置，此裝置抗干擾能力強，并有動作迅速，避免試品不受到傷害，而且，它采用關斷功率管的方式來切斷輸出，不直接切斷電流，不會產生電弧。

自動尋找諧振點：在試驗時，可以設定變頻控制源自動/手動方式，自動方式，變頻控制源將自動的找到諧振點。

自動升降壓：在試驗時，可以設定變頻控制源自動/手動方式，自動方式，變頻控制源將根據操作員設定的試驗電壓和試驗時間自動的升壓，到時間后自動降壓并保存試驗數據顯示在顯示屏上，根據用戶的需要可以存入儀器的內存中永久保存。數據存儲：根據用戶的需要可以將試驗數據存入儀器的內存中永久保存。

數據打印：根據用戶的需要可以將試驗數據打印出來。

溫濕度顯示：儀器可以顯示試驗環境的溫度和濕度，以便用戶分析數據。

變頻控制源自身保護功能：過流、過壓、過熱、欠壓等保護。

波形顯示和分析：儀器具有波形顯示功能，能觀察高壓輸出的波形，并可以分析波形中的諧波成分。

2.激勵變壓器

容量要求：勵磁變壓器容量為10 kVA，輸出電壓為0～1000V/0～2500V,高壓電流為10A/4A。

結構性能要求：激勵變壓器原、副邊線圈按10 kV隔離水平設計，原邊線圈與鐵心和鐵外殼處在同一電位上，副邊線圈對原邊線圈及地為高壓隔離。激勵變壓器的輸出端對地連接有壓敏電阻器或氧化鋅避雷器，激勵變壓器的結構型式為環氧澆注式，有3倍以上的絕緣裕度，這樣可以有效地防止反擊過電壓和傳遞過電壓對試驗設備和人身的沖擊。

3.電抗器

電抗器設計單節為20kV/1.8A和容量20kV/0.8A兩種。其中20kV/1.8A的電抗器六只，20kV/0.8A的電抗器三只。采用20kV/1.8A的六只電抗器先三只串聯成兩組再兩組并聯后再與20kV/0.8A的電抗器三只串聯組并聯可以完成35kV、截面積185 mm2、2km交聯電纜的耐壓試驗，采用20kV/1.8A的電抗器五只并聯可以完成10kV、截面積300 mm2、5km交聯電纜的交流耐壓試驗。

4.電容分壓器

分壓器設計為純電容分壓型式，分壓比例為6000：1；工作頻率為30 Hz-300Hz，交流有效值1級。高低壓電容采用相同的材料，試驗頻率。電壓幅值和電磁場對其測量準確度無影響。

 為了使消弧線圈補償系統的調諧正確，消弧線圈再投入運行前和大修后，需在工頻電源下測量伏安特性U＝f(I)。用串聯諧振來提供電源，進行消弧線圈的伏安特性試驗，是目前比較常用的一種試驗方法。

串聯諧振法是利用消弧線圈的電感和外加電容組成串聯回路，并使其感抗XL與容抗XC匹配(XL＝XC)而得到高電壓和大電流。

串聯諧振法試驗接線如圖1所示。

?用串聯諧振法進行消弧線圈伏安特性試驗的接線圖

串聯諧振法試驗接線

TR——調壓器（50kVA，0~450V）；C——電容器；

L——被試的消弧線圈；F1、F2——保護球隙；PV——電壓表（0~30kV）；

PA——電流表（0~5A，0.5級）；TA——電流互感器

試驗步驟

 (1)根據消弧線圈的電感值，對需要匹配的并聯電容器的電容量進行估計（對550kVA圖1串聯諧振法試驗接線的消弧線圈抽頭1~5為1.9~3.6μF)，然后用串、并聯方法組合成所需要的電容量。

(2)按圖1接好線，經檢查無誤后，試驗人員按分工就位。

(3)合上電源開關，緩慢調節三相調壓器后，當消弧線圈L的端電壓從靜電電壓表PV讀到7、8、10、12、15、17、20、22kV時，從電流表PA讀到對應電流值，并作好記錄。

(4)調節調壓器，使電壓緩慢地降到零，拉開電源開關。

(5)改變消弧線圈的抽頭位置，同時改變電容器C的電容量，使之與電感量匹配，然后再按上述步驟重復進行測試。

(6)根據電壓表和電流表的讀數作出消弧線圈的伏安特性曲線U＝f (I)。