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電力技術

高壓開關耐壓試驗儀（電科院）

時間：2022-11-24

中試控股技術研究院魯工為您講解：高壓開關耐壓試驗儀（電科院）

ZSBP-405kVA/108kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置

| 參考標準：DL/T 474.4-2018

簡易讀懂：變頻串聯諧振耐壓試驗裝置可以做什么?
變頻串聯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、變電站系統的交流耐壓試驗。

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ZSBP-405kVA/108kV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。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格。

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）。

ZSBP-405kVA/108kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置

適用范圍
1、滿足100MVA/35kV以下變壓器交流耐壓試驗，電容≤0.025uF,試驗頻率45~65Hz,試驗電壓U≤72kV。試驗時間：1分鐘
2、滿足35kV/300橫截電纜3000米的交流耐壓試驗，電容≤0.6Uf,試驗頻率30~300Hz,試驗電壓U≤52kV。試驗時間：1小時

系統技術規范及性能
4.1 系統技術參數
4.1.1 額定輸出電壓： 0～108kV
4.1.2 諧振電壓波型：正弦波，波形畸變率＜1.0%
4.1.3 最大被試品電流； 2.5A 7.5A
4.1.4 最大試驗容量： 405kVA
4.1.5 輸出頻率： 30～300Hz
4.1.6 工作時間：滿功率輸出下，連續工作時間60min
4.1.7 品質因素： 30～90
4.1.8 輸入工作電源：三相380V±5%，50Hz
4.1.9 環境溫度：－15℃～+40℃
4.1.10 相對濕度：＜90RH%，無凝露狀況
4.1.11 海拔高度：＜5000m
4.2 系統的性能特點
4.2.1 充分利用我公司在電子測量技術和電磁兼容方面的優勢，完全自主開發設計和生產該套設備所有組成部分包括：變頻電源、激勵變壓器、澆注式高壓電抗器和高精度電容分壓器。
4.2.2 具備手動/自動模式、大屏幕顯示、試驗參數設置，并具有自動計時及操作提示功能。
4.2.3 具備多項保護功能，如：過壓、過流保護、放電保護、失諧保護等。

裝置容量確定
設備裝置容量設計為405KVA/108kV，分6節電抗器，電抗器單節為27KV/2.5A/52H組合使用能滿足上述被試品的試驗要求。
六、主要部件的技術規范及性能
1、變頻控制電源25KW 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頻、調壓、控制、保護等功能。
b) 額定輸出容量: 25KW
c) 工作電源: 交流220V/380V、50Hz 。兩種電源都可使用
d) 輸出電壓: 0～500V可調。
e) 輸出電壓不穩定度≤0.05%
f) 最大輸出電流: 50A
g) 輸出波形:正弦波, 波形畸變率:≤0.5%
h) 頻率調節范圍: 30～300Hz
頻率調節分辨率: 0.001 Hz
i) 連續運行時間: 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、頻率調節
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/自動試驗兩種模式。
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設置功能及各種數據打印功能。
O) 重量： 25Kg
2、勵磁變壓器25KVA 1臺
a) 額定容量: 25KVA
b) 輸入電壓: 500V
c) 輸出電壓： 2KV ；4KV；
d) 工作頻率范圍： 30～300Hz
e) 連續運行時間: 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；
內置過電壓保護,防止擊穿反擊。
h) 重量： 90Kg ;
3、高壓電抗器 67.5/27 6臺
a) 額定容量： 67.5KVA
b) 額定電壓： 27KV
c) 額定電流： 2.5A
e) 品質因素： Q≥30
f) 結構：干式；
g) 重量： 70Kg/臺
h) 連續運行時間：≥ 1小時
4、電容分壓器 110/0.001 UF 1臺
a) 額定電壓： 110KV
b) 工作頻率： 30～300Hz
c) 分壓比： 1000：1
d) 分壓比誤差： ≤1%,
e) 測量精度：交流有效值1.0級
f) 介質損耗： tgδ≤0.5% ;
g) 重量： 30Kg
h)高﹑低壓臂的電容采用一致的介質結構,溫度系數小,角位移小,在30-300HZ內分壓比不變。

基本配置
1、變頻電源 25KW 臺 1
2、勵磁變壓器 25KVA 臺 1
3、高壓電抗器 67.5/27(27KV/2.5A) 臺 6
4、電容分壓器 110/0.001UF(110KV) 臺 1
5、附件箱含測試線一套套 1

ZSBP-405kVA/108kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置：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-405kVA/108kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置產品適用性好，實用可靠，效率高，事半功倍 | 是很多企業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”產出ZSBP-405kVA/108kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置優質產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/108kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置

變壓器出口電抗以及試驗回路雜散電容的影響在試驗時,變壓器出口有一個很小的抗性內阻,高壓引線對地之間有雜散電容存在。變壓器的抗性內阻與電抗器串聯在一起,增加了串聯回路的電抗值,使諧振頻率下降,將使測量值比實際值偏大,由于變壓器的內阻抗相對于試驗回路而言,遠遠小于試驗回路的阻抗值,因此其對試驗的影響可以忽略不計。

高壓引線對地的雜散電容與試品電容并聯在一起 ,相當于增加了試品的電容量,其作用可視作試品電容,因此對測量結果沒影響。

結論

通過本文的分析,說明采用測量中間電壓法,在三節電抗器串聯時,測量電壓與實際加在試品兩端的電壓之間的誤差遠小于相關標準要求的 5%,而且測量電壓值大于試品兩端的電壓,不會導致試品因電壓過高,因此在現場采用測量中間電壓法是可行的。

在含有電容和電感的電路中，如果電容和電感并聯，可能出現在某個很小的時間段內：電容的電壓逐漸升高，而電流卻逐漸減少；與此同時電感的電流卻逐漸增加，電感的電壓卻逐漸降低。而在另一個很小的時間段內：電容的電壓逐漸降低，而電流卻逐漸增加；與此同時電感的電流卻逐漸減少，電感的電壓卻逐漸升高。電壓的增加可以達到一個正的最大值，電壓的降低也可達到一個負的最大值，同樣電流的方向在這個過程中也會發生正負方向的變化，此時我們稱為電路發生電的振蕩。

電容和電感串聯，電容器放電,電感開始有有一個逆向的反沖電流，電感充電;當電感的電壓達到最大時，電容放電完畢，之后電感開始放電，電容開始充電，這樣的往復運作，稱為諧振。而在此過程中電感由于不斷的充放電，于是就產生了電磁波。

電路振蕩現象可能逐漸消失，也可能持續不變地維持著。當震蕩持續維持時，我們稱之為等幅振蕩，也稱為諧振。

諧振時間電容或電感兩端電壓變化一個周期的時間稱為諧振周期，諧振周期的倒數稱為諧振頻率。所謂諧振頻率就是這樣定義的。它與電容C和電感L的參數有關，即：f=1/2π√LC(Hz)。

LC電路的幅頻特性曲線：

找諧振點的方法是：在調頻界面里通過升、降頻率來看試驗電壓，如果在某一頻率時試驗電壓最大，而在其他頻率時試驗電壓都小，則此點為諧振點。有時出現試驗電壓低于2KV的在某個頻率如f1，則該頻率不是不是真正的諧振點，一般情況下，只有試驗電壓大于2KV，這樣找出來的才是真正的諧振點（如果負載太大，也可能小于2KV）。找出諧振點后在調壓界面升電壓，直到所需值為止。

串聯諧振試驗裝置是由隔離變壓器、調頻調壓電源、激勵變壓器、電抗器和電容分壓器組成，利用調諧電感與負荷電容使之產生工頻串聯諧振，以獲得工頻試驗電壓的串聯諧振試驗裝置。它適用于各種大型電力變壓器、電力電纜、汽輪及水輪發電機及其它容性設備的交流耐壓試驗。

利用串聯諧振的方法進行交流耐壓試驗是完全可行的。對于試驗中遇到的問題，采用調整試驗頻率、選擇偏離諧振頻率下進行試驗和調整回路的品質因數的方法也是行之有效的。前面所述僅僅是目前實際操作中發現的問題，今后還會遇到一些其它的技術問題，有待在實踐中發現和解決。目前電力規范中規定35KV及以上電纜試驗必須做交流耐壓，這就要求我們不斷總結經驗，取長補短，逐漸改進，對新工藝、新材料提出更高的要求，用行之有效科學方法去應對日益發展新技術。

隨著消費者安全意識的提高以及生產廠商對產品質量的日益重視，各廠商在產品設計和生產過程中幾乎都會對產品的安全性能進行測試來確保自己產品的質量和安全性，在各種安全性能測試中，耐壓測試是最基本、最常用的測試手段。根據不同電氣產品不同的技術要求，在產品上施加一個高于正常工作的測試電壓并持續一段時間進行測試，如果在規定的時間內，被測零部件泄漏電流保持在規定的安全范圍內，就可以判定這個零部件在正常的條件下運轉是非常安全的，這個過程就是耐壓測試。

常見的耐壓測試種類有以下幾種：

（1）產品的設計過程中使產品能達到其設計使用功能的功能耐壓測試；

（2）產品的生產過程中為確保產品能達到設計規格要求的規格耐壓測試；

（3）產品的檢驗過程中為確認產品的質量符合相關安規標準的確認耐壓測試；

（4）產品維修后能維持符合相關安規標準的安全耐壓測試。

耐壓測試（有時也稱做“高壓介電測試”）的測試電壓標準規定以兩倍于被測產品的工作電壓加上1000V。但有些具有“雙絕緣”設計產品的測試電壓也可能高于上述電壓標準。它的工作電壓范圍是（100～240）V，這類產品的耐壓測試電壓可能在（1000～4000）V之間甚至更高。提供耐壓測試電壓的耐壓測試儀輸出電壓須保持在規定測試電壓的(100～120)%的范圍內，且應連續可調。交流耐壓測試儀的輸出頻率范圍為（40～70）Hz之間，測試電壓波峰值為均方根(RMS)電壓值的（1.3～1.5）倍。通過產品耐壓測試應能檢測出如下產品缺陷：絕緣材料的絕緣強度太弱；零部件之間的距離太近導致絕緣強度變差；絕緣體上有針孔、氣泡或受擠壓而破裂變形等。

進行耐壓測試前首先明確該產品應該使用何種電壓測試方式，絕大多數產品只允許接受直流電壓或交流電壓中的一種耐壓測試方式，而有些產品則可以同時接受交、直流電壓兩種耐壓測試方式。操作者應根據實際情況來決定采用何種耐壓測試方式。為了使被測產品達到安規規定標準，使用者必須對直流耐壓測試和交流耐壓測試的優缺點有所了解。