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電力技術

真空斷路器耐壓試驗儀（電科院）

時間：2022-11-24

中試控股技術研究院魯工為您講解：真空斷路器耐壓試驗儀（電科院）

ZSBP-405KVA/54KV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/54KV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/54KV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置
一、適用范圍
1．35kV，300平方毫米交聯電纜3000m，電容量≤0.59μF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓52kV。
2、10kV，300平方毫米交聯電纜6000m，電容量≤2.3μF，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。
5.10kv,35kv所有被試品
6. 環境溫度：－150C –45 0C;
7. 相對濕度：≤90%RH;
8. 海拔高度: ≤2500米；
二、系統主要性能及參數
1、電源電壓： 380V±10%、50Hz；
2、額定容量： 405KVA；
3、輸出電壓： 54KV，
4、輸出電流： 2.5A. 5A 7.5A
5、輸出電壓波形: 正弦波；
6、輸出電壓波形畸變率: ≤0.5% ；
7、允許連續工作時間：額定輸出電流下持續運行時間為60分鐘；
8、輸出頻率范圍: 30～300Hz ；
9、品質因數: ≥30
10、系統噪聲: ≤60db
11、系統測量精度: 1.0級
12、頻率分辨率: 0.01Hz
13、頻率不穩定度: ≤0.05%
14、環境溫度： -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、具備各種數據打印功能。
三、設備制造遵循的國家標準和行業標準
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、系統配置及具體參數
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頻、調壓、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。
e) 輸出電壓不穩定度≤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/自動調諧/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設置功能及各種數據打印功能。
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： 1.5KV; 3KV；5KV
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： 50Kg ;
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： 60Kg/臺
h) 連續運行時間：≥ 1小時
4、電容分壓器 60/0.001 1臺
a) 額定電壓： 60KV
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： 10Kg
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。
五、供貨清單一覽表
1、變頻電源 20KW 臺 1
2、勵磁變壓器 20KVA 臺 1
3、高壓電抗器 67.5/27(27KV/2.5A) 臺 6
4、電容分壓器 60/0.00（60KV）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，將高壓輸出突發短路3次，保護裝置可靠動作，各單元完好。
（3）噪音小于60dB；

ZSBP-405KVA/54KV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/54KV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/54KV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/54KV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置

t=120×fn/f

式中：t——試驗加壓時間 fn——額定頻率 f試驗頻率

切記：如果試驗電源頻率大于2倍額定頻率時，試驗加壓時間不小于15s。

根據試品性質不同，串聯諧振耐壓設備也可分為不同類型，具體如下：

1）對于XLPE交聯高壓電纜、GIS的交流耐壓，IEC標準規定可采用非工頻耐壓，頻率范圍可選擇在20Hz～300Hz，國內也有相關的試驗標準，一般頻率范圍為30Hz～300Hz之間。因此，對于這些設備的交流耐壓試驗，可采用變頻串聯諧振試驗設備。變頻串聯諧振試驗設備一般由以下幾個主要部分組成：變頻電源（用以產生試驗所需的非工頻電源），激勵變壓器，電抗器（分為固定式和可調式），電容分壓器（用來測試試驗電壓）。根據調諧的方式，又可分為調頻、調感以及調頻調感型。

2）對于發電機定子的交流耐壓，因發電機定子線棒的絕緣介質較為薄弱，進行交流耐壓時如采用過高的頻率，極易因高頻造成的極化、發熱損壞線棒的絕緣；如采用低頻進行試驗，則不能真實的反映定子的正常工作狀態，得不到好的試驗效果。故此，對于發電機定子的耐壓試驗，一般采用工頻進行。國內相關標準對于工頻的定義，一般為45Hz～55Hz。工頻串聯諧振耐壓設備的調諧方式，理論上分為調感和調容兩種。調感式通常采用調節電抗器鐵心氣隙的方式，可以連續平滑的調節感抗值，操作比較方便；調容式不僅需要笨重的電容，并且電容不能連續的調節，所以不太適合現場操作。因此，一般都采用調節電感的方式進行調諧，故又稱為工頻串聯調感諧振。

驗方案概況：

現場為新建110kV變電站工程，110kV部分采用SF6封閉式組合電器（以下簡稱GIS）設備。110kV進線2個間隔、出線3個間隔、分段2個間隔、母線3段為一體的GIS，電氣接線選擇兩線三變擴大外橋接線方式，GIS屬于SF6氣體絕緣金屬封閉開關設備。

試驗方案的目的：

為了檢查GIS總體安裝后的絕緣性能是否完好，驗證是否存在各種隱患(如內部如遺留雜物、安裝工藝不良、運輸過程中引起內部零件移位等原因，可能會改變原設計的電場分布而造成薄弱環節和隱患)，所導致內部故障或可能會在運行中造成重大事故。為保證該設備安全投入運行，故進行交流耐壓試驗。

試驗方案參考依據：

1、GB 50150-2006《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》

2、GB 7674－1997 《72.5 kV及以上氣體絕緣金屬封閉開關設備》

3、企業標準《電力設備交接和預防性試驗規程》第7.1.1條規定，試驗電壓值為出廠試驗電壓的80%，產品出廠試驗電壓斷口及導體對地110kV為230kV，現場交接試驗電壓斷口及導體對地110kV為184kV。

試驗方案所需試驗設備：

針對110kV GIS交流耐壓，制定了變頻串聯諧振試驗裝置詳細試驗方案。具體試驗設備及相關參數如下：

裝置型號：324VA/270kV/45kV

① 變頻控制電源（主機1臺）

② 勵磁變壓器（12 1臺）

③ 試驗電抗器（54 6臺）

④ 電容分壓器（270 1臺）

⑤ 高壓引線、放電桿及附件 1套

⑥ 數字兆歐表 1臺

串聯諧振試驗裝置原理

我們已知，在回路頻率f=1/2π√LC時，回路產生諧振，此時試品上的電壓是勵磁變高壓端輸出電壓的Q倍。Q為系統品質因素，即電壓諧振倍數，一般為幾十到一百以上。先通過調節變頻電源的輸出頻率使回路發生串聯諧振，再在回路諧振的條件下調節變頻電源輸出電壓使試品電壓達到試驗值。由于回路的諧振，變頻電源較小的輸出電壓就可在試品CX上產生較高的試驗電壓。

原理圖

串諧“系統容量/電壓等級”快速選型

1、串諧系統容量的公式
其中：

U-試驗電壓(注意)

f-諧振頻率（也就是系統真實的工作頻率）

C-電容量

2、常規電纜對應的試驗電壓。U（見右圖）

3、電纜試驗諧振頻率。一般取f=35Hz

4、電容量。C

5、串諧系統容量W算法

3、示范GDTF-108kVA/108kV串諧常規試驗對象

(1)、電纜：

10kV/35kV電壓等級

(2)、主變：

10kV/2.5MVA 35kV/3.5MVA 110kV/20MVA （中性點試驗）

10kV/4MVA 35kV/10MVA 110kV/50MVA （中性點試驗，試驗電壓≤80kV）

10kV/10MVA 110kV/180MVA（中性點試驗）

(3)、其它類

10kV開關、PT、CT的交流耐壓試驗

35kV及以下電壓等級隔離開關、斷路器的交流耐壓試驗

35kV開關柜的交流耐壓試驗
(3)、其它類

10kV開關的交流耐壓試驗。

35kV開關、GIS、互感器、絕緣子等變電站設備的交流耐壓試驗。

66kV及其以下電壓等級的CT、PT、開關、斷路器、絕緣子、母線的交流耐壓試驗

110kV及其以下電壓等級的GIS 、CT、PT、開關、斷路器、絕緣子、避雷器、母線的交流耐壓試驗

變頻串聯諧振耐壓裝置的工作原理及不同測試項目的測試原理和注意事項：
串聯諧振電路等效電路如下：

U：勵磁變壓器勵磁繞組的輸出電壓串聯和并聯。變頻電源控制可以從0連續變化到Umax（Umax是勵磁變壓器的高壓繞組串聯后的額定輸出電壓），并且頻率從30Hz連續變化到300Hz。

R：是串聯諧振電路的等效電阻，包括相當于高壓側的勵磁變壓器的內阻。、高壓電抗器的高內阻、樣品的內阻和測試電暈損耗的等效電阻。