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中試控股技術(shù)研究院魯工為您講解：避雷器打耐壓試驗設備

ZSBP-88KVA/44KV變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置

| 參考標準：DL/T 474.4-2018

簡易讀懂：變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置可以做什么?
變頻串聯(lián)諧振成套耐壓試驗裝置適用于大容量，高電壓的電容性試品的交接和預防性試驗，主要針對電力電纜、變壓器、斷路器/開關(guān)、開關(guān)柜、避雷器、電壓互感器、電流互感器、套管、支柱絕緣子、電抗器、母線、隔離開關(guān)、輸電線路、發(fā)電機、電動機、熔斷器、電容器、隔離開關(guān)、接觸器、配電箱、絕緣材質(zhì)、變電站系統(tǒng)的交流耐壓試驗。

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ZSBP-88KVA/44KV變頻串聯(lián)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。適用電壓等級：6kV、10kV、35kV、66kV、110kV、220kV、330kV、500kV、750kV、1000kV，也可以定制不同的電壓等級規(guī)格。

如何選擇合適的變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置？
為了選對規(guī)格，請?zhí)峁┮韵录夹g(shù)參數(shù)
1、電力變壓器：電壓等級，大容量，試驗性質(zhì)（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(fā)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(guān)、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）。

ZSBP-88KVA/44KV變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置概述
1、目前在國際和國內(nèi)已有越來越多的XLPE交聯(lián)聚乙烯絕緣的電力電纜替代原來的充油油紙絕緣的電力電纜。但在交聯(lián)電纜投運前的試驗手段上由于被試容量大和試驗設備的原因，仍沿襲使用直流耐壓的試驗方法。近年來國際、國內(nèi)的很多研究機構(gòu)的研究成果表明直流試驗對XLPE 交聯(lián)聚乙烯電纜有不同程度的損害。有的研究機構(gòu)觀點認為XLPE 結(jié)構(gòu)具有承儲積累單極性殘余電荷的能力，當在直流試驗后，如不能有效的釋放直流殘余電荷，投運后在直流殘余電荷加上交流電壓峰值將可能致使電纜發(fā)生擊穿。國內(nèi)一些研究機構(gòu)認為，交聯(lián)聚乙烯電纜的直流耐壓試驗中，由于空間電荷效應，絕緣中的實際電場強度可比電纜絕緣的工作電場強度高達11倍。交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜即使通過了直流試驗不發(fā)生擊穿，也會引起絕緣的嚴重損傷。其次，由于施加的直流電壓場強分布與運行的交流電壓場強分布不同。直流試驗也不能真實模擬運行狀態(tài)下電纜承受的過電壓，并有效的發(fā)現(xiàn)電纜及電纜接頭本身和施工工藝的缺陷。因此，使用非直流的方法對交聯(lián)電纜進行耐壓試驗就越來越受到人們的重視。同時，各種大型變壓器的交流耐壓試驗，火力及水力發(fā)電機的交流耐壓試驗也定期進行。這些設備的試驗要求的試驗設備容量大，，通常情況下采用諧振的方法進行試驗，但必須是在工頻條件下或等效工頻條件下進行。等效工頻條件一般采用45—65HZ的頻率范圍，但是很多試驗單位要求30-300HZ試驗電源對這類設備進行交流耐壓試驗。另外還有一種低頻設備，0.1HZ的超低頻設備耐壓儀，他有一個弊端就是電壓很難做到很高，在行業(yè)里推廣使用一直沒有得到用戶的大面積認可。串聯(lián)諧振裝置的應用很快就得到市場的認可，他是真實模擬運行狀態(tài)施加電壓，能夠很快的發(fā)現(xiàn)被試設備本身狀態(tài)情況。
我公司系列串聯(lián)諧振裝置主要用于10kV、35kV、66kV、110kV、220kV的交聯(lián)橡塑電力電纜，66kV、110kV、220kV的組合電器（GIS）的變頻交流耐壓試驗，水力和火力發(fā)電機或電力變壓器等的工頻交流耐壓試驗。其基本原理是采用可調(diào)節(jié)（30-300HZ）串聯(lián)諧振試驗設備與被試品電容諧振產(chǎn)生交流試驗電壓。由于電纜的電容量較大，采用傳統(tǒng)的工頻試驗變壓器很笨重、龐大、大電流的工作電源現(xiàn)場不易取得，因此一般都采用串聯(lián)諧振交流耐壓試驗設備。其輸入電源的容量顯著降低，重量減輕，便于使用和運輸。初期都采用調(diào)感式串聯(lián)諧振設備（50HZ），但存在自動化程度差、噪音大等缺點。因此現(xiàn)在大多采用變頻諧振，可以得到更高的品質(zhì)因數(shù)（Q值），并具有自動調(diào)諧、多重保護、以及降低噪音、靈活的組合方式、單件重量輕等優(yōu)點。
2、串聯(lián)諧振在電力系統(tǒng)應用中的優(yōu)點：
1.1、所需電源容量大大降低。串聯(lián)諧振電源是利用諧振電抗器和被試品的電容諧振產(chǎn)生高電壓和大電流的，在整個系統(tǒng)中，電源只需要提供系統(tǒng)中有功消耗的部分，因此，試驗所需要的電源功率只有試驗容量的1/Q。
1.2、設備的重量和體積大大的減少。串聯(lián)諧振電源中，不但省去了笨重的大功率調(diào)壓裝置和大功率試驗變壓器，而且，諧振激磁電源只需要試驗容量的1/Q，使得系統(tǒng)重量和體積大大減少，一般為普通試驗裝置的1/5-1/30.
1.3、改善輸出電壓的波形。諧振電源是諧振式濾波電容，能改善輸出電壓的波形畸變，有效的防止了諧波峰值對試品的誤擊穿。
1.4、防止大的短路電流燒傷故障點。在串聯(lián)諧振狀態(tài)，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(lián)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，擊穿電流相差數(shù)百倍。所以串聯(lián)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。
1.5、不會出現(xiàn)任何恢復過電壓。試品發(fā)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(xiàn)任何恢復過電壓。
3、該裝置主要針35kV及以下電纜等所有電氣主設備的交流耐壓試驗設計制造。電抗器采用多只分開設計，既可滿足高電壓、小電流的設備試驗條件要求，又能滿足象6kV電纜這樣的低電壓的交流耐壓試驗要求，具有較寬的適用范圍，是地、市、縣級高壓試驗部門及電力安裝、修試工程單位理想的耐壓設備。
該裝置主要由變頻電源、激勵變壓器、電抗器、電容分壓器組成。
我公司調(diào)頻諧振裝置主要功能及其技術(shù)特點：
1.1、裝置具有過壓、過流、零位啟動、系統(tǒng)失諧（閃絡）等保護功能，過壓過流保護值可以根據(jù)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。
1.2、整個裝置單件重量很輕，最大不超過60kg，便于現(xiàn)場使用。
1.3、裝置具有多種工作模式，方便用戶根據(jù)現(xiàn)場情況靈活選擇，提高試驗速度。
工作模式為：全自動模式、半自動模式、手動模式、
1.4、能存儲，存入的數(shù)據(jù)編號是數(shù)字，方便的幫助用戶識別和查找。
1.5、裝置自動掃頻時頻率起點可以在規(guī)定范圍內(nèi)任意設定，同時液晶大屏幕顯示測頻和試驗頻率一致，方便使用者直觀了解是否找到諧振點。
1.6、采用了ARM平臺技術(shù)，可以方便的根據(jù)用戶需要增減功能和升級，也使得人機交換界面更為人性化。
1.7、技術(shù)特點歸納：先進的數(shù)字、功率技術(shù)；功率器件全部采用的德國英飛凌，日本富士的IGBT智能模塊，芯片采用英特爾的原裝器件等
4、全套系統(tǒng)的配置用法說明：
1.1、變頻電源單獨可靠接地。
1.2、激勵變壓器一般有好幾個高壓端輸出：
用于10kV電纜的耐壓裝置，激勵變高電壓輸出部分和電抗器之間連接，一般接電壓低一些的電壓端，比如2kV；
用于35kV電纜的耐壓裝置，35kV電纜的耐壓，激勵變高電壓輸出部分和電抗器之間連接，一般接電壓較高一點的電壓端，比如3-4kV；
用于110kV電纜的耐壓裝置，110kV電纜的耐壓，激勵變高電壓輸出部分和電抗器之間連接，一般接電壓高端比如5-6kV；（110kV變壓器）
用于110kV互感器，組合電器，開關(guān)等的耐壓裝置，激勵變高電壓輸出部分和電抗器之間連接，一般接電壓高端比如10--15kV；
1.3、電抗器和分壓器：本裝置含有自檢功能即不帶任何被試品情況下可以自諧升壓；電抗器必須保證2節(jié)以上疊在一起串聯(lián)起來和分壓器組成諧振回路產(chǎn)生高壓。被試品的連線一般接在比較重的電抗器頂端，這樣不至于被張力拉倒。電抗器使用時，電抗器底部不要放在金屬板上面，因為電抗器是個開口磁路，試驗時和鐵板會產(chǎn)生渦流長時間會燒壞電抗器。

ZSBP-88KVA/44KV變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置參數(shù)
（一）ZSBP指生產(chǎn)廠家代碼
（二）ZSBP-88/44變頻諧振試驗裝置技術(shù)指標
1．額定電壓：44kV
被試品的：
22kV---滿足10kV電纜交流耐壓試驗；
35kV---滿足10kV變壓器交流耐壓試驗；
42kV---滿足10kV開關(guān)等交流耐壓試驗；
2．輸出電壓波形畸變率：<1.0％
3.允許連續(xù)工作時間：額定條件下一次性工作60分鐘，
4．裝置自身品質(zhì)因數(shù)：Q>50
5．火力發(fā)電機試驗時滿負荷下品質(zhì)因數(shù)：Q>10（與負載相關(guān)）
6.  水力發(fā)電機試驗時滿負荷下品質(zhì)因數(shù)：Q>10（與負載相關(guān)）
7．電纜試驗時滿負荷下品質(zhì)因數(shù)：Q>30（與負載相關(guān)）
8．主變壓器試驗滿負荷時品質(zhì)因數(shù)：Q>30（與負載相關(guān)）
9. GIS，開關(guān)等試驗滿負荷時品質(zhì)因數(shù)：Q>50（與負載相關(guān)）
10．輸入電源： 220V
11．頻率調(diào)節(jié)范圍：30Hz～300Hz
12．系統(tǒng)測量精度：1.5％
13．裝置具有過壓、過流、零位啟動等保護功能

（三）設備遵循標準     
《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》   GB50150-2006
《水輪發(fā)電機組安裝技術(shù)規(guī)范》               GB/T8564――2003
《高壓諧振試驗裝置》                       DL/T 849.6—2004  
《電抗器》                                 GB10229.88
《電力設備預防性試驗規(guī)程》                  DL/T596-1996
《耦合電容器和電容分壓器》                  IEC358(1990)

1.變頻電源1臺：
額定功率：10kVA；
輸入電壓： 220V 45～65Hz
輸出電壓：0～250V可調(diào)
輸出電壓頻率：30～300Hz  
0.01Hz步進可調(diào) 
頻率不穩(wěn)定度≤0.01%
輸出電流：0～40A
重量：18kg
2.高壓諧振電抗器（共2臺）：44kVA/22kV
額定工作電壓：22kV    
額定工作電流：2A      
額定電感量：50H       
連續(xù)工作時間：60min    
溫升：小于60度    
工作頻率：30-300Hz   
重量：45kg         
3.激勵變1臺：                                     
額定容量：10kVA     
輸入電壓：250V
輸出電壓：2KV,4kV
4.電容分壓器一臺：FRC-50kV純電容式
高壓電容量：3000pF   
分壓比：1000:1
工作頻率：30～300Hz
誤差精度：1.5%
額定電壓:50kV
重量：5kg
 (五)、供貨清單一覽表             

1 變頻電源 10kW 臺 1
2 勵磁變壓器 10kVA 臺 1
3 高壓電抗器 44kVA/22kV 臺 2
4 電容分壓器 50/3000PF 臺 1
5 附件箱 含測試線一套 套 1

（六）、激勵變壓器接線用法：
用于10kV電纜的耐壓裝置，激勵變高電壓輸出部分和電抗器之間連接，一般接電壓低一些的電壓端，比如接線找1-2kV的接線端子；
用于35kV電纜的耐壓裝置，35kV電纜的耐壓，激勵變高電壓輸出部分和電抗器之間連接，一般接電壓較高一點的電壓端，比如接線找3-4kV的接線端子；
用于110kV電纜的耐壓裝置，110kV電纜的耐壓，激勵變高電壓輸出部分和電抗器之間連接，比如接線找4-6kV的接線端子；
激勵變什么情況下用串聯(lián)和并聯(lián)，高電壓小電流試驗一般采用串聯(lián)，比如變壓器，開關(guān)，GIS等試驗，激勵變就要采用高電壓的電壓端子接線，這時激勵變外部端子就要串聯(lián)使用；低電壓大電流試驗一般采用并聯(lián)，比如電纜，發(fā)電機等試驗，激勵變就要采用低電壓的電壓端子接線，這時激勵變外部端子一般就要并聯(lián)使用。
（七）、注意事項
? 激勵變使用時，高壓尾X必須接地（實物已連接），成套設備的接地均需通過分壓器接地端接地，再與試品的地網(wǎng)相連，保證一點接地。
? 激勵變壓器使用時可以串并聯(lián)使用，聯(lián)結(jié)方法見激勵變壓器面板提示。
? 使用時各根高壓導線應拉直騰空（特別是高壓硅膠線），以避免對地起暈。
? 請嚴格按照說明書規(guī)定的連線方式連接使用,否則將會對該設備造成損壞。
若線路接通后無法找到諧振點而不能升壓，則很可能是回路沒有接通，則應檢查線路是否接通

ZSBP-88KVA/44KV變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置設備應用
（一）交聯(lián)乙烯電纜的交流耐壓
激勵變壓器接線用法：
用于10kV電纜的耐壓裝置，激勵變高電壓輸出部分和電抗器之間連接，一般接電壓低一些的電壓端，比如接線找1-2kV的接線端子；
用于35kV電纜的耐壓裝置，35kV電纜的耐壓，激勵變高電壓輸出部分和電抗器之間連接，一般接電壓較高一點的電壓端，比如接線找3-4kV的接線端子；
用于110kV電纜的耐壓裝置，110kV電纜的耐壓，激勵變高電壓輸出部分和電抗器之間連接，比如接線找4-6kV接線端子；
（二）發(fā)電機的交流耐壓
激勵變壓器接線用法：（發(fā)電機和電機試驗要求大電流高電壓才能做上去）
用于10kV發(fā)電機的耐壓裝置，激勵變高電壓輸出部分和電抗器之間連接，一般接3/4kV；
用于20kV發(fā)電機的耐壓裝置，激勵變高電壓輸出部分和電抗器之間連接，一般接電壓較高一點的電壓端，比如4/5kV；
用于27.5kV發(fā)電機的耐壓裝置，激勵變高電壓輸出部分和電抗器之間連接，一般接電壓高端比如6/7kV；
（三）變壓器等其他被試品的交流耐壓

激勵變壓器接線用法：
用于10kV變壓器的耐壓裝置，激勵變高電壓輸出部分和電抗器之間連接，一般接2kV；
用于35kV變壓器的耐壓裝置，激勵變高電壓輸出部分和電抗器之間連接，一般接電壓較高一點的電壓端，比如4kV；
用于110kV變壓器的耐壓裝置，激勵變高電壓輸出部分和電抗器之間連接，一般接電壓高端比如5kV；

ZSBP-88KVA/44KV變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置試驗準備工作
根據(jù)被試品試驗電壓及電流的不同確定不同的電抗器連接方式，按確定的試驗接線圖接好試驗接線，檢查無誤。
檢查試驗設備完好齊全，現(xiàn)場安全措施完備。
由用戶設置過流保護值，當電流達到或高于保護電流時，系統(tǒng)軟、硬件將同時停機保護，并彈出保護信息，向用戶報告過流保護動作時的狀態(tài)。
該套系統(tǒng)激勵變最大過流保護整定值不超過40A。
例：當試驗電流到達設定的保護值后，儀器應自動斷開主電源的輸出，并進行過流保護提示。
注：低壓過流保護設定：按激勵變壓器低壓側(cè)電流的2倍整定,最大值不高于激勵變壓器低壓側(cè)額定的3倍.

ZSBP-88KVA/44KV變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置：就是做耐壓試驗的設備，它是為了滿足大容量的被試品要求而研發(fā)的設備。它是一套組合設備，為了耐壓試驗能順利準確地進行，針對不同被試品，串聯(lián)諧振裝置的組件是不同的。所以請務必準確選型，技術(shù)部為您量身制定選型方案。

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ZSBP-88KVA/44KV變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置