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電力技術

電纜交流耐壓試驗儀（電科院）

時間：2022-11-24

中試控股技術研究院魯工為您講解：電纜交流耐壓試驗儀（電科院）

ZSBP-405KVA/270KV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、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。

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ZSBP-405KVA/270KV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）。

ZSBP-405KVA/270KV變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置
一、適用范圍
1．35kV，300平方毫米交聯(lián)電纜2000m，電容量≤0.59μF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓52kV。
2、10kV，300平方毫米交聯(lián)電纜5000m，電容量≤1.9μF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓22kV。
3.10kV/1000kVA變壓器的交流耐壓試驗，電容量≤0.01μF，試驗頻率45-65Hz，試驗電壓不超過35kV。
4.110kV/1000kVA變壓器的交流耐壓試驗，電容量≤0.01μF，試驗頻率45-65Hz，試驗電壓不超過160kV。
5．110kV，300平方毫米交聯(lián)電纜600m，電容量≤0.12μF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓52kV。
6. 環(huán)境溫度：－150C –45 0C;
7. 相對濕度：≤90%RH;
8. 海拔高度: ≤2500米；
二、系統(tǒng)主要性能及參數(shù)
1、電源電壓： 380V±10%、50Hz；
2、額定容量： 405KVA；
3、輸出電壓： 270KV，
4、輸出電流： 1.5A.3A 4.5A
5、輸出電壓波形: 正弦波；
6、輸出電壓波形畸變率: ≤0.5% ；
7、允許連續(xù)工作時間：額定輸出電流下持續(xù)運行時間為60分鐘；
8、輸出頻率范圍: 30～300Hz ；
9、品質(zhì)因數(shù): ≥30
10、系統(tǒng)噪聲: ≤60db
11、系統(tǒng)測量精度: 1.0級
12、頻率分辨率: 0.01Hz
13、頻率不穩(wěn)定度: ≤0.05%
14、環(huán)境溫度： -25℃～ +55℃
相對濕度: ≤90%
海拔高度: ≤2000m
15、具備手動試驗/自動調(diào)諧/自動試驗模式。
16、具備大屏幕顯示,可指示:輸出電壓(有效值)及輸出頻率等。
17、具備試驗電壓、時間、試驗頻率范圍等試驗參數(shù)設置功能。
18 具備過電壓、過電流、過熱保護功能。
19、具備閃絡保護功能,在試品發(fā)生閃絡時諧振回路失諧,電源立即停止輸出,屏幕提示“試驗失敗”及相關信息。
20、具備各種數(shù)據(jù)打印功能。
三、設備制造遵循的國家標準和行業(yè)標準
GB7328-87 << 變壓器和電抗器的聲級測量>>
GB1094 <<電力變壓器>>
GB/T16927.1-2-1997 <<高電壓試驗技術>>
ZBK41006-89 <<試驗變壓器>>
GB4208 <<外殼防護等級>>
GB2900 <<電工名詞術語>>
GB5273 <<變壓器、高壓電器和套管的端子>>
GB191 <<包裝儲運標志>>
GB10327 <<電力變壓器絕緣水平和絕緣試驗外絕緣自空氣間隙》
GB10229-88 <<電抗器>>
IEC358(1990) <<耦合電容器和電容分壓器>>
IEC1000 <<電磁兼容性>>
GB4793-1984 電子測量儀器安全要求
四、系統(tǒng)配置及具體參數(shù)
1、變頻控制電源20KW 1臺
a) 變頻控制電源采用高壓耐壓試驗專用變頻電源,采用一體化設計,控制電源本體具備調(diào)頻、調(diào)壓、控制、保護等功能。
b) 額定輸出容量: 20KW
c) 工作電源: 交流220V、50Hz 。
d) 輸出電壓: 0～500V可調(diào)。
e) 輸出電壓不穩(wěn)定度≤0.05%
f) 最大輸出電流: 40A
g) 輸出波形:正弦波, 波形畸變率:≤0.5%
h) 頻率調(diào)節(jié)范圍: 30～300Hz
頻率調(diào)節(jié)分辨率: 0.001 Hz
i) 連續(xù)運行時間: 大于1小時
j) 噪聲水平:≤ 60dB
k) 變頻電源采用高性能專用微機控制電壓、頻率調(diào)節(jié)
l) 變頻電源配備專用引線和插頭與其他設備進行連接。
m) 保護：具有過壓、過流、過熱、放電保護功能。
n) 具備手動試驗/自動調(diào)諧/自動試驗三種模式,并可任意切換。
具備大屏幕顯示,可指示:輸出電壓(有效值)及輸出頻率、勵磁電流、勵磁電壓、試驗時間等。
具備試驗電壓、時間、試驗頻率范圍等試驗參數(shù)設置功能及各種數(shù)據(jù)打印功能。
O) 重量： 26Kg
2、勵磁變壓器20KVA 1臺
a) 額定容量: 20KVA
b) 輸入電壓: 500V
c) 輸出電壓： 2KV; 4KV；10KV
d) 工作頻率范圍： 30～300Hz
e) 連續(xù)運行時間: 大于1小時
f) 電壓比測量誤差: 小于1%
g) 結構：采用干式結構,絕緣耐熱等級H級,滿足干式變壓器國家規(guī)范要求；
高﹑低壓繞組間和鐵芯設靜電屏蔽,既作為勵磁變,又是隔離變；
內(nèi)置過電壓保護,防止擊穿反擊。
h) 重量： 70Kg ;
3、高壓電抗器 67.5/45 6臺
a) 額定容量： 67.5KVA
b) 額定電壓： 45KV
c) 額定電流： 5.5A
e) 品質(zhì)因素： Q≥30
f) 結構：干式；
g) 重量： 60Kg/臺
h) 連續(xù)運行時間：≥ 1小時
4、電容分壓器 270/0.001 1臺
a) 額定電壓： 270KV
b) 工作頻率： 30～300Hz
c) 分壓比： 2000：1
d) 分壓比誤差： ≤1%,
e) 測量精度：交流有效值1.0級
f) 介質(zhì)損耗： tgδ≤0.5% ;
g) 重量： 10Kg
h)高﹑低壓臂的電容采用一致的介質(zhì)結構,溫度系數(shù)小,角位移小,在30-300HZ內(nèi)分壓比不變。
五、供貨清單一覽表
序號設備名稱型號規(guī)格單位數(shù)量
1 變頻電源 20KW 臺 1
2 勵磁變壓器 20KVA 臺 1
3 高壓電抗器 67.5/45(45KV/1.5A) 臺 6
4 電容分壓器 270/0.001（270KV）臺 1
5 附件測試線一套套 1
六、出廠檢驗
本裝置出廠前，對各組成單元設備及成套裝置分別按下列試驗項目進行出廠前試驗，試驗結果完全符合協(xié)議及以下標準要求后方可出廠。
1、變頻電源
1）絕緣電阻測試
2）耐壓試驗：2000V，1分鐘
3）負載試驗：在滿負荷下，各器件的溫升不大于45K 。
2、勵磁變壓器
1）直流電阻測量
2）變比測量
3）空載電流及空載損耗
4）短路阻抗和負載損耗
5）絕緣電阻測試
6）溫升試驗：額定容量下運行60min,溫升不大于65K
3、電抗器試驗
1）直流電阻測量
2）電感量測量
3）交流耐壓試驗
溫升試驗：額定容量下運行60min,溫升不大于65K
4、成套裝置試驗
（1）耐壓試驗：1.1額定電壓下，耐壓1min；
（2）短路試驗：電壓為0.5U，0.8U，1.0U的條件下，將高壓輸出突發(fā)短路3次，保護裝置可靠動作，各單元完好。
（3）噪音小于60dB；

ZSBP-75KVA/75KV變頻串聯(lián)諧振成套試驗裝置：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，技術部為您量身制定選型方案。

中試控股ZSBP-75KVA/75KV變頻串聯(lián)諧振成套試驗裝置產(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”產(chǎn)出ZSBP-405KVA/270KV變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置優(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-405KVA/270KV變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置

諧振時，電阻與電源電壓不相等的原因是：發(fā)生諧振的時候，電阻上的電壓是電源電壓和充放電電容的電壓疊加的和，所以，電阻電壓=電源電壓+電容電壓，不等于電源電壓，串聯(lián)諧振電路諧振時，串聯(lián)諧振裝置總阻抗等于電阻，串聯(lián)諧振的總電阻則總電壓和電阻上電壓相等，電容和電感上此時都有電壓，而且電感上的電壓和電容上的電壓相等，只不過電壓方向相反而已，操作上千萬要注意，不要誤以為電容和電感上沒有電壓而引起安全問題。

串聯(lián)諧振是怎樣產(chǎn)生及總電阻是多少.jpg

串聯(lián)諧振電路的選頻特性通常用Q值表示，Q值越大，中試控股則選頻特性越好，串聯(lián)諧振的總電阻對于串聯(lián)電路，Q=ωL/R=1/ωCR，因此，R=（外阻+內(nèi)阻）越小越好。對于并聯(lián)電路，則R越大越好，當然，還要考慮到功率輸出最大問題，所以，一般是串聯(lián)諧振內(nèi)阻等于串聯(lián)諧振外阻；如果信號源一定時，外設電阻一定時，要適當調(diào)整外圍的電容、電感，以增加電路的選頻特性；做串聯(lián)諧振實驗時,為什么當電路發(fā)生串聯(lián)諧振的時候,電阻上的電壓小于信號源的電壓，串聯(lián)電路中電流處處相同，這個相同，不僅是有效值相同，而且瞬時值也相同，也就是說，任何時刻都相同。

電感和電容中電流與兩端電壓不同相，電容兩端電壓落后于電流90度，而電感兩端電壓超前于電流90度，中試控股現(xiàn)在電感和電容中電流相位相同，所以電感兩端電壓與電容兩端電壓相位相反，也就是說，任何時刻電容和電感上的電壓是互相“抵消”的；串聯(lián)諧振指感抗和容抗都與頻率有關，必定存在某一頻率，在這個頻率感抗與容抗相等，既然電感兩端電壓是感抗乘電流，電容兩端電壓是容抗乘電流，所以在這個頻率下，電感兩端電壓恰與電容兩端電壓大小相等，方向相反，完全抵消。在具有電阻R、電感L和電容C元件的交流電路中，中試控股電路兩端的電壓與其中電流相位一般是不同的；如果調(diào)節(jié)電路元件（L或C）的參數(shù)或電源頻率，可以使它們相位相同，整個電路呈現(xiàn)為純電阻性，電路達到這種狀態(tài)稱之為諧振。

串聯(lián)諧振的總電阻在電阻、電感及電容所組成的串聯(lián)電路內(nèi)，中試控股當容抗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)純電阻性，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=√R2+XC，電抗元件上的電壓最高，所以又稱為電壓諧振。生活中的許多地方都運用串聯(lián)諧振的原理設計的，被試品的電容與電抗器構成串聯(lián)諧振連接方式，分壓器的諧振電壓，并作過壓保護信號，調(diào)頻功率輸出經(jīng)勵磁，聯(lián)諧振的激勵功率。

在串聯(lián)電路中，串聯(lián)諧振的總電阻電路的品質(zhì)因數(shù)Q有兩種測量方法，一是根據(jù)公式 Q=UL/U0=Uc/U0測定，Uc與UL分別為諧振時電容器C與電感線圈L上的電壓。另一種方法是通過測量諧振曲線的通頻帶寬度△f=f2-f1，再根據(jù)Q=f0/（f 2-f1）求出Q值，式中f0為諧振頻率，f2與f1是失諧時，亦即輸出電壓的幅度下降到最大值的1/√2（=0.707）倍時的上、下頻率點，Q值越大，中試控股曲線越尖銳，通頻帶越窄，電路的選擇性越好；在恒壓源供電時，電路的品質(zhì)因數(shù)、選擇性與通頻帶只決定于電路本身的參數(shù)，與信號源無關。串聯(lián)諧振就是指作為激勵電壓源以某一頻率加到由串聯(lián)諧振電阻，電容，電感串聯(lián)的電路兩端時，總的感抗為零，此時的激勵源相當于直接加在電阻上，用此時的感抗或容抗與電路中的電阻相比，串聯(lián)諧振的總電阻其比值就是品質(zhì)因數(shù)了，但是品質(zhì)因數(shù)不可以小于零、如果小于零則電路會出現(xiàn)自激震蕩。電纜耐壓試驗亦可以稱之為串聯(lián)諧振試驗。電纜耐壓試驗裝置，采用了調(diào)節(jié)電源的頻率的方式，使得電抗器與被試電容器實現(xiàn)諧振，在被試品上獲得高電壓大電流，因此也可以稱為串聯(lián)諧振試驗裝置。這是當前高電壓試驗的一種新的方法和潮流，在國內(nèi)外已經(jīng)得到廣泛的應用。

電纜交流耐壓試驗裝置采用了專用的SPWM數(shù)字式波形發(fā)生芯片，頻率分辨率16位，在20～300Hz時頻率細度可達0.1Hz；采用了正交非同步固定式載波調(diào)制方式，確保在整個頻率區(qū)間內(nèi)輸出波形良好；功率部分采用了先進的IPM模塊，在最小重量下確保儀器穩(wěn)定和安全。中試控股生產(chǎn)的ZS系列電纜交流耐壓試驗裝置由調(diào)頻調(diào)壓電源、勵磁變壓器、電抗器、電容分壓器組成。

電纜耐壓試驗裝置的功能：

1、穩(wěn)定性、可靠性高。系統(tǒng)采用進口功率元件作為功率變換的核心，電壓輸出和頻率輸出穩(wěn)定，電磁兼容設計合理，保護功能完善，中試控股經(jīng)過多次高壓直接對地短路的測試，系統(tǒng)仍然保持完好，同時系統(tǒng)也有很強的過載能力。中試控股

2、自動調(diào)諧功能強大。系統(tǒng)自動調(diào)諧時，從30Hz到300Hz自動掃頻，顯示掃頻曲線，用戶能直觀地看到系統(tǒng)調(diào)諧過程；掃頻完成后，系統(tǒng)根據(jù)掃頻初步找到的諧振頻點，在其±5Hz范圍內(nèi)以0.01Hz為分辨率進行頻率細掃，最后精確鎖定諧振頻率。

3、支持多種試驗模式。系統(tǒng)支持"自動調(diào)諧＋手動調(diào)壓"，"自動調(diào)諧＋自動調(diào)壓"，"手動調(diào)諧＋手動調(diào)壓"等試驗模式，推薦使用"自動調(diào)諧＋手動調(diào)壓"模式，既能快速找到諧振點，又能通過手動調(diào)壓控制試驗過程，安全性更高。

4、系統(tǒng)人機交互界面友好。試驗參數(shù)設置、試驗控制、試驗結果等同屏顯示，直觀清晰，并具有自動計時及操作提示功能。全觸摸屏操作及顯示，具備試驗數(shù)據(jù)保存和查詢功能。

5、保護功能完善。具備零位保護(電壓輸出控制旋鈕不在零位時，禁止系統(tǒng)啟動)，過壓保護，過流保護，閃絡保護等功能，保證了系統(tǒng)的可靠性。