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中試控股技術研究院魯工為您講解：光伏電纜交流串聯諧振裝置

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。
ZSBP系列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。

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。

中試控股始于1986年 ? 30多年專業制造 ? 國家電網.南方電網.內蒙電網.入圍合格供應商

變壓器、GIS系統、SF6開關、CT/PT、絕緣子、母線、電纜、套管等容性設備是變電站中常見的一次電氣設備。

中試控股根據220V以及以下變電站一次電氣設備耐壓的試驗規程要求，相應的交/直流耐試驗設備既要滿足高電壓、小電流的試驗條件，又要滿足低電壓，大電流的試驗條件，要求兼顧較寬的適用范圍，采用串聯諧振的原理，由變頻電源控制箱(控制臺)、激勵變壓器、電抗器、電容分壓器組成了主設備

中試控股在電容分壓器上，接入整流硅堆及微安表，即可完成直流耐壓試驗。由于系統諧振后具有很好的濾波特性，因此其生產的直流電壓優于普通試驗變壓器整流出來的直流電壓。是地、市、縣級高壓試驗部門及電力承裝、修試工程單位理想的耐壓

進口功率元件，變換核心：中試控股統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定.經過多次
高壓直接對地短路的測試,系統仍然保持
完好。同時系統也有很強的過載能力
自動+手動，多種組合試驗模式：系統支持”自動調諧+手動調壓" ,“自動調
諧+自動調壓"，"手動調諧+手動調壓"等
試驗模式,推薦使用"自動調諧+手動調壓模式
SPWM+IPM專業芯片模塊：并聯諧振中試控股采用了專用的SPWM數字式波形
發生芯片;中試控股采用了正交非同步固定式載波
調制方式;功率部分采用了先進的IPM模塊

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）。

中試控股踐行“精細制造，深耕技術”產出變頻串聯諧振耐壓成套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。

串聯諧振的三大應用
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,而應用串聯諧振原理可以利用電壓及容量小得多的設備產生所需的試驗電壓,滿足試驗要求。下面中試控股電力給大家介紹一下串聯諧振試驗裝置在各個領域的應用。
1.在電纜試驗中的應用
城鄉電網中電纜的大量使用,其故障時有發生。為保證交聯電纜的安全運行,國家電網公司對電纜交接和預防性試驗做出了新的規定,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場試驗采用DAXZ串聯諧振試驗系統,頻率范圍為30～300Hz。并在1997年發表的題為“高壓橡塑電纜系統敷設后的試驗”的總結報告中明確指出以下3條。
①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。
②直流耐壓試驗在很高電壓下,難以檢出相間的絕緣缺陷。
③直流電壓本身容易在電纜內部集起空間電荷,引起電纜附件沿絕緣閃絡,因波過程還會產生過電壓,這些現象迭加在一起,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GB50150-2006標準進行直流耐壓試驗順利進行,但投運不久就發生絕緣擊穿事故,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,調感式設備的體積將非常巨大并且電感調節也很困難,而調頻式裝置則靈活性更強,更易于實現。因此,電纜現場交流耐壓試驗多利用變頻諧振試驗設備。中試控股可根據客戶需求制造10KV、35KV、110KV、220KV、500KV電壓等級的串聯諧振試驗裝置。
2.在GIS設備中的應用
氣體絕緣開關設備在工廠整體組裝完成以后或分單元進行調整試驗,試驗合格后以分單元運輸的方式運往現場安裝。運輸過程中的振動、撞擊等可能導致GIS元件或組裝件內堅固件松動或移位;安裝過程中,在聯結、密封等工藝處理方面可能失誤,導致電極表面刮傷或安裝錯位引起電極表面缺陷;安裝現場可能從空氣中進入懸浮塵埃。導電微粒雜質等,這些在安裝現場通過常規試驗將難以檢查出來,對GIS的安全運行將是極大的威脅。
由于試驗設備和條件所限,早期的GIS產品多數未進行嚴格的現場耐壓試驗。事故統計表明沒有進行現場耐壓試驗的GIS大都發生了事故。因此,GIS必須進行現場耐壓試驗。
GIS的現場耐壓主要包括交流電壓、振蕩操作沖擊電壓和振蕩雷電沖擊電壓等3種試驗方法。其中交流耐壓試驗是GIS現場耐壓試驗常見的方法,它能夠有效地檢查異常的電場結構(如電極損壞)。
目前,由于試驗設備和條件所限,現場一般只做交流耐壓試驗。IEC517和GB7674認定對SF6氣體絕緣試驗電壓頻率在10～300Hz范圍內與工頻電壓試驗基本等效。國內外大多采用調頻式串聯諧振耐壓試驗裝置進行GIS現場交流耐壓試驗。
3.在發電機(電動機)交流耐壓試驗中的應用
發電機定子繞組對地或相間電容量大,如300MW水輪發電機定子繞組對地電容量高達1.7～2.5μF,工頻耐壓時電容電流達到25～35A,試驗設備容量數千kVA,采用常規試驗設備時,設備笨重。更為嚴重的是用常規大容量試驗設備時,發電機定子繞組絕緣被擊穿時的故障點短路電流大,會燒損鐵芯,將造成很大的經濟損失。根據國家標準GB/T16927.2-1997《高電壓試驗技術》第一部分6.2.1.1電壓波形的規定“試驗電壓一般應是頻率為45～65Hz的交流電壓,通常稱為工頻試驗電壓。
”為了滿足發電機交流耐壓試驗電壓頻率為工頻的要求,發電機串聯諧振裝置通常是調感式的,通過調節鐵芯氣隙改變電感從而達到工頻諧振的目的。
諧振裝置具有組合方式靈活,對試品的破壞小，同時串聯諧振試驗裝置的體積、重量和所需要的電源容量遠低于采用傳統的試驗變壓器,大大減輕了現場試驗的工作量。因此,串聯諧振試驗裝置將在電力設備交流耐壓試驗工作中獲得越來越廣泛的應用。
串聯諧振中三類試驗頻率范圍
綜合國內外有關技術資料，選擇合適的試驗頻率范圍是個比較重要的問題。在這方面，有一些不同的觀點和提法。就目前的國內外的提法來看，我們總結可分成3類：第1類為較寬頻率范圍30-300Hz、20-300Hz、1-300Hz；第2類為工頻范圍，45-65Hz，45-55Hz；第3類為接近工頻，35-75Hz。
1.較寬頻率范圍
國際大電網會議第21、09工作組發布的《試驗導則》，建議頻率范圍為30-300Hz。但實際上更低一些頻率也具有較好地等效性。IEC60840和IEC62067標準草案（2001年和2000年）就規定可采用20-300Hz。
國外有些廠家設計串聯諧用電抗器，在特殊情況下也有采用低頻率為25Hz或20Hz的。當然頻率愈低，被試電纜的長度（電容量）可增大。但是電抗器鐵心因此放大，使重量增加。個別資料顯示, 1-300Hz的交流試驗也具有與工頻交流試驗的等效性，這說明實際應用中頻率下限有可能取得更低，例如小于20Hz甚至到0.1Hz也是可行的。
進一步表明在這樣的頻率范圍內，絕緣內部各介質的電壓分布及介質特性仍基本相同。工作頻率超過300Hz是否適當？有資料報導說，隨頻率增高，串諧電抗器及勵磁變壓器的損耗降低，但是要考慮被試品電容介質的極化發熱問題，因此頻率高于300Hz是不可取的。
2.工頻范圍
國際上工業頻率主要指50Hz和60Hz兩種，故IEC標準規定對高壓絕緣的工業試驗頻率范圍為45-65Hz，在我國額定工頻為50Hz。GB/T16927.1-1997規定工頻試驗頻率范圍為45-55Hz。
認為工頻電力電纜的試驗電壓也必須是工頻，這是趨于比較保守的觀點。針對此問題應該著重說明交接和預防性試驗的目的在于發現絕緣缺陷的能力來定的。在不同的頻率下只要絕緣內部介質電壓分布相同，又有基本相同的檢出絕緣故障的能力，就能達到試驗的目的。因此即使選用比工頻范圍更寬的頻率也是可以接受的。
在90年代中期為了選擇適當的交流耐壓試驗的頻率范圍，做了大量、仔細的基礎研究工作。得出頻率在30-300Hz范圍內，橡塑電纜內部幾種典型絕緣缺陷的擊穿特性沒有明顯差別。這應該是可信的，也得到普遍采用。
分析形成這種在不同頻率下良好的擊穿特性，主要原因是優良的同軸絕緣結構，單一的絕緣介質，材質相對純潔、電場分布合理、規則。因此，在不同頻率下結構內部電壓分布相同，形成寬頻率范圍試驗的條件。油紙絕緣電纜一直采用頻率等于零的直流電壓進行耐壓試驗，其實際效果很好，數十年來未受到置疑。
3.接近工頻范圍
國外曾對正常XLPE（交聯聚乙烯）絕緣電纜樣品，在不同頻率下進行擊穿試驗。結果表明在頻率為35-75Hz時擊穿電壓均落在可置信度95%之內。因此有觀點贊成試驗電壓頻率好選在35-75Hz,也較為靠近運行電壓頻率50Hz。
值得注意的是，上述測試結果是對正常絕緣做的擊穿試驗。而交接和預防性試驗所采用的試驗電壓值是偏低的，它只能擊穿有缺陷的絕緣弱點（機械損傷、水樹枝、終端頭或接頭盒應力鐵錐施工或用料錯誤，等等），完全不足以擊穿電纜本體的正常絕緣。可見兩種試驗的目的和工作機理均不相同。似乎沒有必要將正常絕緣35-75Hz的擊穿特性“延伸”應用到檢測絕緣缺陷方面。

中試控股變頻串聯諧振耐壓成套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。

按規定的升壓速度將電壓從零開始均勻地升壓至耐壓試驗電壓值（Us=0.8U出廠），讀取試驗電壓，并開始計時1min。試驗結束后，將電壓降壓到零位，切斷變頻電源主回路開關，斷開變頻器電源和試驗電源。試驗中如無破壞性放電發生，則認為通過耐壓試驗。
試驗中GIS室監護人應密切注意GIS裝置的帶電狀態和儀表指示變化過程，當試驗過程中試品發生擊穿、閃絡或加壓過程中出現異常現象時，及時通知操作人員立即降下電壓，并切斷試驗電源，用接地棒對試品充分放電后，進行檢查、處理后再進行試驗。
試驗完畢，必須對高壓部位充分放電并接地，然后拆改接線，進行其他相或其他間隔試驗，其試驗步驟同上。
試驗結束后，用絕緣電阻表測量絕緣電阻。測試完畢，將彼試相短路接地，充分放電，恢復接線。中試控股詳細講解試驗目的
GIS的充氣外殼是接地的金屬殼體，整體體積較大，內部的帶電體及殼體的間隙較小， 一般運輸到現場的組裝充氣，受現場條件的限制，比如環境溫度、濕度和空氣的潔凈度、安裝工器具的精度 、安裝工藝水平等都很難有效控制，對GIS安裝造成了一定影響。因內部有雜質或運輸中內部零件移位，將改變電場分布。
另外，GIS的內部空間極為有限，工作場強很高，且絕緣裕度相對較小。GIS投運初期，絕緣擊穿大多是由金屬 顆粒、懸浮導體、表面毛刺或顆粒等缺陷造成的，如下圖所示。
GIS內部缺陷示意圖
 GIS內部缺陷示意圖
1一導體上的毛刺或顆粒：2-殼體上的毛刺或顆粒；
3—息浮屏蔽（接觸不良）：4—自由移動的金屬顆粒；
5一盆式絕緣子上的顆粒．6一盆式絕緣子內部缺陷
交流耐壓試驗對檢查是否存在雜質（如自由導電微粒）比較敏感。GIS現場交流耐壓試驗的主要目的是通過耐壓試驗檢驗被試設備的運輸和安裝是否正確，檢查被試設備內部是 否有異物．檢驗被試設備內部潔凈度和絕緣是否達到規定要求。現場進行對地耐壓試驗和對端口間耐壓試驗能及時發現內部隱患和缺陷，可起到預防故障的作用。