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電力技術(shù)

絕緣材質(zhì)耐壓諧振耐壓裝置

時間：2022-11-24

中試控股技術(shù)研究院魯工為您講解：絕緣材質(zhì)耐壓諧振耐壓裝置

ZSBP-176kVA/54kV變頻串聯(lián)諧振試驗成套裝置

| 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、開關柜、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、輸電線路、發(fā)電機、電動機、熔斷器、電容器、隔離開關、接觸器、配電箱、絕緣材質(zhì)、變電站系統(tǒng)的交流耐壓試驗。

中試控股始于1986年 ? 30多年專業(yè)制造 ? 國家電網(wǎng).南方電網(wǎng).內(nèi)蒙電網(wǎng).入圍合格供應商

ZSBP-176kVA/54kV變頻串聯(lián)諧振試驗成套裝置組成部分：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、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）。

第一章產(chǎn)品概述
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。
第二章技術(shù)參數(shù)
（一）ZSBP指生產(chǎn)廠家代碼
（二）ZSBP-176kVA/54kV變頻諧振試驗裝置技術(shù)指標
1．額定電壓：54kV
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開關等交流耐壓試驗；
52kV---滿足35kV電纜交流耐壓試驗；
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）
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）
7．電纜試驗時滿負荷下品質(zhì)因數(shù)：Q>30（與負載相關）
8．主變壓器試驗滿負荷時品質(zhì)因數(shù)：Q>30（與負載相關）
9. GIS，開關等試驗滿負荷時品質(zhì)因數(shù)：Q>50（與負載相關）
10．輸入電源： 380/220V
11．頻率調(diào)節(jié)范圍：30Hz～300Hz
12．系統(tǒng)測量精度：1.5％±200V
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)
（四）設備主要配置及技術(shù)參數(shù)說明：
1.變頻電源1臺：
額定功率：15kVA；
輸入電壓： 380/220V 45～65Hz
輸出電壓：0～500V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≤0.02%
輸出電流：0～30A
重量：15kg
2.高壓諧振電抗器4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： 15kVA
輸入電壓：500V
輸出電壓：2KV,4kV，10kV，
4.電容分壓器1臺：60kV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％±200V
額定電壓:60kV
重量：10kg
(五)、供貨清單一覽表
1、變頻電源 15kW 臺 1
2、勵磁變壓器 15kVA 臺 1
3、高壓電抗器 44kVA/22kV 臺 4
4、電容分壓器 60/0.003 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，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
第三章　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的接線端子；
（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-176kVA/54kV變頻串聯(lián)諧振試驗成套裝置：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。

中試控股ZSBP-176kVA/54kV變頻串聯(lián)諧振試驗成套裝置產(chǎn)品適用性好，實用可靠，效率高，事半功倍 | 是很多企業(yè)以及電力工作者信賴的好伙伴。

中試控股踐行“精細制造，深耕技術(shù)”產(chǎn)出ZSBP-176kVA/54kV變頻串聯(lián)諧振試驗成套裝置優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品能夠在市場中贏得用戶信賴,樹立中試控股新形象打下了堅實的根底。

ZSBP-176kVA/54kV變頻串聯(lián)諧振試驗成套裝置

變頻串聯(lián)諧振設備裝置
變頻串聯(lián)諧振主要針對10kV、35kV、110 kV電纜，110kV中性點，110kV開關，GIS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10kV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。

變頻串聯(lián)諧振適用范圍：
1、35kV/400mm2電纜4km的交流耐壓試驗，電容量≤0.858uF，試驗頻率30～300Hz，試驗電壓52kV，試驗時間60min。
2、110kV/1200mm2電纜1km的交流耐壓試驗，電容量≤0.282uF，試驗頻率30～300Hz，試驗電壓128kV，試驗時間60min。
3、10kV/240mm2電纜6km的交流耐壓試驗，電容量≤2.06uF，試驗頻率30～300Hz，試驗電壓22kV，試驗時間5min。
4、110kV/63000kVA中性點的交流耐壓試驗，電容量≤0.02uF，試驗頻率45～65Hz，試驗電壓80kV，試驗時間1min。
5、110kV開關，GIS的交流耐壓試驗，試驗頻率30～300Hz，試驗電壓不超過265kV，試驗時間1min。

變頻串聯(lián)諧振生產(chǎn)廠家中試控股是專業(yè)從事變電站電力試驗測試設備和輸電線路檢測設備的研究、開發(fā)、生產(chǎn)和銷售于一體的高新技術(shù)企業(yè)。30年專注變頻串聯(lián)諧振生產(chǎn)，是承裝（修、試）高壓電力試驗設備制造商，同時有承裝（修、試）高壓電力試驗培訓、承接高壓電力試驗項目等高壓電力服務，購買變頻串聯(lián)諧振，聯(lián)系中試控股。

中試控股是一家電力檢測試驗設備廠家，串聯(lián)諧振試驗裝置是主營設備，有著30年的研發(fā)經(jīng)驗。中試控股生產(chǎn)的串聯(lián)諧振試驗裝置廣泛應用于聚乙烯交聯(lián)電力電纜交流耐壓試驗、GIS交流耐壓試驗、大容量高電壓的電容性試品的交接和預防性試驗、大型變壓器感應耐壓試驗等領域。
中試控股串聯(lián)諧振試驗裝置分為調(diào)頻式和調(diào)感式。一般是由變頻電源、勵磁變壓器、電抗器和電容分壓器組成。被試品的電容與電抗器構(gòu)成串聯(lián)諧振連接方式；分壓器并聯(lián)在被試品上，用于測量被試品上的諧振電壓，并作過壓保護信號。
在電阻、電感及電容所組成的串聯(lián)電路內(nèi)，當容抗XC與感抗XL相等時，即XC=XL，電路中的電壓u與電流i的相位相同，電路呈現(xiàn)電阻性，這種現(xiàn)象叫串聯(lián)諧振。當電路發(fā)生串聯(lián)諧振時電路的阻抗Z=√R^2 +(XC-XL)^2=R，電路中總阻抗最小，電流將達到最大值。
中試控股生產(chǎn)的串聯(lián)諧振試驗裝置主要有以下幾款設備：
中試控股研發(fā)生產(chǎn)的串聯(lián)諧振試驗裝置有著以下技術(shù)優(yōu)勢：
（1）中試控股串聯(lián)諧振試驗裝置具有過壓、過流、零位啟動、系統(tǒng)失諧（閃絡）、分段電壓輸出、各段電壓獨立預置試驗時間，7寸真彩觸摸屏，數(shù)據(jù)實時打印和保存，輸出回路配有接觸器，停機后觸摸輸出線不會觸電，杜絕安全隱患。
（2）過壓、過流、時間任意預置，標準正弦波輸出，頻率輸出范圍為30-300Hz，過壓過流、閃絡保護響應更快。
（3）寬電壓范圍輸入、寬頻率輸入50Hz頻率自適應，發(fā)電機、工業(yè)供電均可正常工作。
（4）工作模式為全自動模式。
（5）一臺變頻電源可以控制多臺變頻電源同時輸出，只需在其中任意一臺上操作，客戶可以先購買一套小容量的，不夠后期再多購買多套并聯(lián)使用，價格上優(yōu)惠，使用也更靈活。
（6）對110kV及以上等級電纜做耐壓試，容量需求比較大，中試控股采用空心電抗器，多臺串并聯(lián)的替代模式，需要多少容量就串并多少臺，一人操作，拆裝方便，隨搬隨走，解決了重量和利用率等問題。

中試控股生產(chǎn)的串聯(lián)諧振試驗裝置適用于10kV、35kV、110kV、220kV、500kV的聚己烯交聯(lián)電力電纜交流耐壓試驗，GIS （全封閉絕緣變電站）交流耐壓試驗，大容量、高電壓的電容性試品的交接和預防性試驗，大型變壓器、發(fā)電機組工頻耐壓試驗、電力變壓器感應耐壓試驗。
中試控股專注電力檢測設備的研發(fā)及生產(chǎn)，串聯(lián)諧振試驗裝置也隨著科技發(fā)展不斷改良技術(shù)，更新?lián)Q代，中試控股人秉承著“讓高壓試驗更簡單”的理念不斷努力前行，越做越好！

在研究各種諧振電路時，常常涉及到電路的品質(zhì)因素Q值的問題，那末什么是Q值呢？下面我們作詳細的論述。

1是一串聯(lián)諧振電路，它由電容C、電感L和由電容的漏電阻與電感的線電阻R所組成。此電路的復數(shù)阻抗Z為三個元件的復數(shù)阻抗之和。

上式電阻R是復數(shù)的實部，感抗與容抗之差是復數(shù)的虛部，虛部我們稱之為電抗用X表示， ω是外加信號的角頻率。

當X=0時，電路處于諧振狀態(tài)，此時感抗和容抗相互抵消了，即式⑴中的虛部為零，于是電路中的阻抗最小。因此電流最大，電路此時是一個純電阻性負載電路，電路中的電壓與電流同相。電路在諧振時容抗等于感抗，所以電容和電感上兩端的電壓有效值必然相等，

曲線如圖2所示。這里有三條曲線，對應三個不同的Q值，其中有Q1》Q2》Q3。從圖中可看出當外加信號頻率ω偏離電路的諧振頻率ω0時， I/I0均小于1。Q值越高在一定的頻偏下電流下降得越快，其諧振曲線越尖銳。也就是說電路的選擇性是由電路的品質(zhì)因素Q所決定的，Q值越高選擇性越好。

在電力系統(tǒng)交接預防性試驗中,交流耐壓試驗是鑒定電力設備絕緣強度的最嚴格、最有效和最直接的試驗方法之一,它對判斷電力設備能否繼續(xù)運行具有決定性的意義,也是保證設備絕緣水平,避免發(fā)生絕緣事故的重要手段。通常交流耐壓試驗設備有2種,即交流試驗變壓器和串聯(lián)諧振試驗裝置。對高壓大電容量設備進行交流耐壓試驗時,試驗變壓器容量要求非常大,試驗設備笨重,而應用串聯(lián)諧振原理可以利用電壓及容量小得多的設備產(chǎn)生所需的試驗電壓,滿足試驗要求。

1.串聯(lián)諧振耐壓試驗的原理和優(yōu)點
串聯(lián)諧振試驗裝置可以利用諧振電抗器的電感與容性被試設備發(fā)生串聯(lián)諧振,在被試品上獲得所需的高電壓。串聯(lián)諧振的基本原理如圖1所示。
當回路發(fā)生串聯(lián)諧振時,X1=Xc,Uc=U/RXc=U/RXL。其中XL為回路感抗,Xc為回路彎抗,U為勵磁電壓,Uc為試品承受電壓。設諧振回路的品質(zhì)因數(shù)為Q,則Uc=QU,即被試品上獲得的電壓為勵磁電壓的Q倍,被試品上獲得的容量也為試驗電源容量的Q倍,就實現(xiàn)了用低電壓小容量試驗變壓器對大容量試品進行交流耐壓試驗的目的。

調(diào)諧的方法主要有調(diào)感式和調(diào)頻式。調(diào)感式采用可調(diào)節(jié)鐵芯氣隙的電抗器,通過調(diào)節(jié)鐵芯氣隙改變電感量,使回路處于工頻諧振狀態(tài)。其缺點是噪音大、機械結(jié)構(gòu)復雜,設備笨重,重量達數(shù)噸以上,搬運困難。調(diào)頻式采用固定電感電抗器,通過調(diào)節(jié)激勵電源的頻率使試驗回路達到諧振狀態(tài)。其特點是體積小、重量輕,品質(zhì)因素高,使用方便,在現(xiàn)場試驗中已逐步取代調(diào)感式。

a)串聯(lián)諧振是諧振式電流濾波電路,能改善電源電壓波形畸變,獲得很好的正弦電壓波形,有效防止諧波尖峰對被試品的傷害。

b)在串聯(lián)諧振狀態(tài),當被試品的絕緣薄弱點被擊穿時,回路立即失諧,試品承受的電壓迅速下降為試驗電壓的數(shù)十分之一,流過擊穿點的電流也迅速下降,大大降低了被試設備被損傷的危險,而避免了采用試驗變壓器方式做耐壓試驗時試品擊穿后的電流立即大幅上升,對試品產(chǎn)生嚴重破壞。

c)勵磁變壓器的容量及電壓僅有試品試驗電壓和容量的1/Q,試驗設備體積更小,重量更輕,非常有利于現(xiàn)場試驗。

2.串聯(lián)諧振試驗裝置的應用

2?1在電纜試驗中的應用

城鄉(xiāng)電網(wǎng)中電纜的大量使用,其故障時有發(fā)生。為保證交聯(lián)電纜的安全運行,國家電網(wǎng)中試控股對電纜交接和預防性試驗做出了新的規(guī)定,用交流耐壓試驗替代原來的直流耐壓試驗,以避免直流試驗的累積效應對電纜造成損傷。

國際大電網(wǎng)會議(CIGRE)21?09工作組的建議導則提出高壓擠包絕緣電纜的現(xiàn)場試驗采用諧振試驗系統(tǒng),頻率范圍為30~300 Hz。并在1997年發(fā)表的題為“高壓橡塑電纜系統(tǒng)敷設后的試驗”的總結(jié)報告中明確指出以下3條。

a)由于直流電場強度按電阻率分布,而電阻率受溫度等影響較大,同時耐壓試驗過程中,終端頭的外部閃絡引起的行波可能造成絕緣損壞。

b)直流耐壓試驗在很高電壓下,難以檢出相間的絕緣缺陷。

c)直流電壓本身容易在電纜內(nèi)部集起空間電荷,引起電纜附件沿絕緣閃絡,因波過程還會產(chǎn)生過電壓,這些現(xiàn)象迭加在一起,使局部電場增強,容易形成絕緣弱點,在試驗過程中可能導致絕緣擊穿,并可能在運行中引起事故。

很多電纜在交接試驗中按GB50150-91標準進行直流耐壓試驗順利進行,但投運不久就發(fā)生絕緣擊穿事故,正常運行的電纜被直流耐壓試驗損壞的情況也時有發(fā)生。交流耐壓試驗因其電場分布符合運行實際情況,故對電纜的試驗最為有效。通常交流電力電纜的電容量較大,試驗電流也很大,調(diào)感式設備的體積將非常巨大并且電感調(diào)節(jié)也很困難,而調(diào)頻式裝置則靈活性更強,更易于實現(xiàn)。因此,電纜現(xiàn)場交流耐壓試驗多利用變頻諧振試驗設備。IEC517和GB7674也認可30~300 Hz交流電壓可等效于工頻電壓,但耐壓時間應進行頻率修正。