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電力技術
交聯電纜耐電壓試驗儀
時間：2023-02-04
中試控股技術研究院魯工為您講解：交聯電纜耐電壓試驗儀
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。
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適用以下電纜的交流耐壓試驗：
電力電纜、控制電纜、補償電纜、屏蔽電纜、高溫電纜、計算機電纜、信號電纜、同軸電纜、耐火電纜、船用電纜、礦用電纜、鋁合金電纜、電器裝備用電線電纜、RVVP表示：銅芯聚氯乙烯絕緣屏蔽聚氯乙烯護套軟電纜電壓300V/300V 2-24芯；
RG表示：物理發泡聚乙烯絕緣接入網電纜用于同軸光纖混合網中傳輸數據模擬信號；
UTP表示：局域網電纜；
KVVP為：聚氯乙烯護套編織屏蔽電纜，SYWV（Y）、SYKV 有線電視、寬帶網專用電纜；
RVV表示：聚氯乙烯絕緣軟電纜；
AVVR表示：聚氯乙烯護套安裝用軟電纜；
RV、RVP表示：聚氯乙烯絕緣電纜；
BV、BVR表示：聚氯乙烯絕緣電纜；
KVV表示：聚氯乙烯絕緣控制電纜等。
選擇合適的試驗頻率范圍是個比較重要的問題。在這方面，就目前國內外的提法來看，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。
試驗參考
10kv電纜交接試驗耐壓打2.5U0電壓，試驗時間為5min。 GB50150-2006《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》中18.0.5條表18.0.5規定10kv電纜試驗電壓為（2.5U0），試驗時間為5min（2.5U0時）。 10KV電纜是一般有6/10KV和8.7/10KV兩種，這兩種電纜的U0是不相同的。根據試驗標準6/10KV是施加15KV（6x2.5=15）交流電5分鐘，電纜不擊穿；而8.7/10KV則是施加21.75KV（8.7x2.5=21.75）交流電5分鐘，電纜不擊穿。交流耐壓試驗：電力設備在運行中，絕緣長期受著電場、溫度和機械振動的作用會逐漸發生劣化，其中包括整體劣化和部分劣化，形成缺陷。交流耐壓試驗是鑒定電力設備絕緣強度最有效和最直接的方法，是預防性試驗的一項重要內容。此外，由于交流耐壓試驗電壓一般比運行電壓高，因此通過試驗后，設備有較大的安全裕度，因此交流耐壓試驗是保證電力設備安全運行的一種重要手段。
電纜做耐壓試驗怎么做
1、被試電纜兩端設好圍欄并有專人看護。
2、測量電纜相位，確保電纜兩端相位一致。
3、先用5000V兆歐表測量，正常情況下新電纜阻值均在10000MQ以上。多芯電纜應分別測量每一芯線對其它芯線及外皮的絕緣電阻。外護套及內襯層使用500V絕緣電阻測試儀測試其對地電阻。
4、開始打耐壓，每相時間一般為20分鐘。
5、試驗完成后先把電壓降下來再切斷電源放電。
6、用5000v兆歐表再測量一次絕緣，絕緣電阻不應有明顯下降
一般都采用串聯諧振交流耐壓試驗設備。其輸入電源的容量能顯著降低，重量減輕，便于使用和運輸。初期多采用調感式串聯諧振設備（50Hz），但存在自動化程度差、噪音大等缺點。因此現在大都采用調頻式（30-300Hz）串聯諧振試驗設備，可以得到更高的品質數（Q值），并具有自動調諧、多重保護，以及低噪音、靈活的組合方式（單件重量大為下降）等優點。
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。
隨著電子技術的不斷發展，變頻串聯諧振試驗裝置也廣為人知。但是變頻串聯諧振試驗裝置有什么特點?技術參數有哪些?今天我們一起來看一下。
變頻串聯諧振試驗裝置特點
1、大屏幕顯示試驗數據、試驗狀態，并有實時操作步驟提示功能
2、能靈活整定實驗電壓、調頻范圍、加壓時間
3、試驗結果能計算出被試品電容
4、具有計算機通訊接口，便于通訊和試驗數據管理
5、體積小、重量輕、操作方便
6、分辨率高、頻率分辨率為0.001HZ
7、安全可靠高、系統具有過電流、過電壓及放電保護功能，可有效保護人身及設備安全試驗結果可打印可升級造作軟件
變頻串聯諧振試驗裝置技術參數
1、環境溫度：-10～45℃
2、環境濕度：≤90%
3、海拔高度：≤2000M
4、電源輸入：220V±10%單相 50Hz 輸出0～220V(≤10KW)380V±10%三相 50Hz 輸出0～400V
5、額定試驗容量：0～8000KVA(選擇)
6、諧振電壓：0～1000KV(選擇)
7、輸出波形：正弦波
8、頻率調節范圍：0.1～300Hz
9、波形畸變率：≤0.5%
10、系統測量精度：0.5級
11、噪聲：≤60dB
12、頻率調節分頻率：0.01Hz
13、電抗器Q值：30～200(選擇)
14、不穩定度：≤0.05%
諧振即物理的簡諧振動，物體的加速度在跟偏離平衡位置的位移成正比，且總是指向平衡位置的回復力的作用下的振動。其動力學方程式是F=-kx。 諧振的現象是電流增大和電壓減小，越接近諧振中心，電流表電壓表功率表轉動變化快，但是和短路的區別是不會出現零序量。
一種放大形式，一般在高頻或者射頻電路中比較常見。在高頻或者射頻中，諧振放大器一般應用于小信號放大，我們稱作為諧振放大器。
諧振功率放大器的特點
1.采用諧振網絡作負載。
2.一般工作在丙類或乙類狀態。
3.工作頻率和相對通頻帶相差很大。
4.技術指標要求輸出功率大、效率高。
在諧振功放中，為了提高效率，都在丙類工作狀態，或者工作在更高效率的丁類和戊類。在這種情況下，功率管集電極電流為嚴重失真的脈沖序列波形或周期性的開關波形。順便指出，在某些特定情況下，為了滿足對非線性失真的嚴格要求，也有采用甲類或乙類工作的諧振功放。
為實現不失真放大，必須限定輸入信號為單一頻率的高頻正弦波（即載波信號）或者在高頻附近占有很窄頻帶的已調波信號。在這種信號作用下，功率管集電極電流波形為接近余弦的脈沖序列，用傅氏級數將它分解為平均分量Ico，基波分量Iclmcos wt和各次諧波分量之和，輸出濾波匹配網絡取出基本波分量，濾除其它無用分量，就能在負載上獲得不失真的輸出信號。
同理，在功率管輸入端，基極電流也是失真脈沖序列，通過輸入匹配濾波網絡的濾波作用，加到功率管輸入端的為不失真的信號電壓。
與非諧振功放一樣，在特定的偏置條件下，對應于特定大小的輸入信號，功率管有一最佳負載，這時，諧振功放的輸出功率最大，效率也較高。因此，濾波匹配網絡除了濾波作用外，還起到匹配作用，即將輸出負載（往往是非電阻性負載）變換為功率管所需的最佳負載。
諧振放大器的特性
1.負載特性
負載特性是指放大器在VBB、VCC和Ubm不變時，隨R變化的特性
2.基極調制特性
基極調制特性是指放大器在R、VCC和Ubm不變時，隨VBB變化的特性
3.集電極調制特性
集電極調制特性是指放大器在VBB、R和Ubm不變時，隨VCC變化的特性
4.放大特性
放大特性是指放大器在VBB、VCC和R不變時，隨Ubm變化的特性
變頻串聯諧振適合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都必須嚴格按試驗規程定期進行。在工頻條件下，由于被試品電容量較大，或者試驗電壓要求較高，對試驗裝置的電源容量相應的也有較高的要求，傳統的工頻耐壓裝置往往單件體積大，重量重，不便于現場搬運，而且不便于任意組合，靈活性較差。
串聯諧振失諧我們首先要分析，是怎么原因造成，比如電纜，如果是電纜被擊穿造成，那么，這種就必須修復電纜之后再試驗，其次，檢查是否是安全距離過近，隨著串聯諧振裝置的諧振電壓升高，安全距離過近會產生放電，放電達到一定程度也會使串聯諧振也會失諧停機，這種情況只需要簡單處理一下即可。
串聯諧振常見的失諧基本就是以上兩種，當然還有不確定的因數，遇到這種問題我們要停機檢查，分析，不要盲目的送電。
串聯諧振的相關知識
一、定義
在電阻、電感及電容所組成的串聯電路內，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，電路呈現純電阻性，這種現象叫串聯諧振。當電路發生串聯諧振時，電路的阻抗Z=√R2+XC-XL2=R,電路中總阻抗最小，電流將達到最大值。
二、危害性
發生諧振時，由于感抗和容抗相等，所以電感和電容兩端的電壓有效值相等，即：UL=UC。又由于其相位相反，因此這兩個電壓是相互抵消的。在電容或電感的電壓有效值為：UL=UC＝XLI0=ω0LIO=ω0LU/R。式中ω0L/R稱為諧振電路的品質因數，它代表電壓比。即UC/U或UL/U。
品質因數是衡量諧振電路特性的一個重要參數。如電路中電抗越大，電阻越小，則品質因數越高。因此電容或電感上的電壓值將比外加電壓大的多。一般電感、電容諧振電路的品質因數可達幾十甚至幾百。所以串聯諧振又叫電壓諧振。在電力系統中，串聯諧振將會產生高出電網額定電壓數倍的過電壓，對電力設備的安全造成很大危害。
在R-L-C串聯電路中，出現線路端電壓和電流同相位的現象叫串聯諧振。
串聯諧振耐壓試驗裝置的電抗器的配置算法
成套串聯諧振耐壓試驗裝置。對1km規格26/35kV 120 mm2的電纜進行耐壓試驗。該裝置由變頻電源、勵磁變、高壓電抗器、電容分壓器(電容量1000pF)、高壓補償電容器等組成。
根據試驗標準確定試驗電壓，并根據試驗電壓考慮串聯諧振耐壓試驗裝置電抗器的組配：
由CB50150-2006電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準可知26/35kV交聯電纜交接時交流耐壓試驗電壓為2U0=2 x 26=52kV，由于XZKY-30/1.9/65電抗器額定電壓為30kV,單臺不能滿足52kV的試驗電壓要求,就需要此型號兩臺電抗器串聯使用則有:2 x 30k V=60kV>52kV,則所選電抗器滿足試驗電壓的要求。
變頻串聯諧振的升壓方法
變頻串聯諧振升壓方法有工頻諧振升壓法和變頻諧振升壓法，工頻諧振升壓法主要用于發電機、變壓器和電容式電壓互感器的試驗，變頻諧振升壓法主要用于交聯電纜的試驗。能滿足電纜因長度不同，電容量在較大范圍內變化的要求。
工頻諧振升壓系統是在工頻條件下（現場試驗為50Hz）使得電感和被試品電容諧振，產生工頻高壓。
工頻諧振升壓系統一般采用調節電感感抗的方式在激勵源的作用下使得電抗器和被試品電容諧振，通常稱為調感式；也可以采用在被試品兩端并聯電容器的方式改變被試系統的電容量使得在激勵源的作用下與電抗器諧振，通常稱為調容式；還可以同時改變電抗器的感抗和被試系統的電容量使得系統達到諧振狀態，通常稱為調感調容式。
調感式通常采用調節鐵心電抗器的氣隙的方式，可以連續平滑的調節感抗值，操作比較方便。電容則不能連續的調節，所以現場操作一般使用調感法或調感調容法。
電力系統中，有的類型的試品的的電容量是幾個固定的量，比如CVT，它只有幾個固定的電容值。有的試品是根據試品的容量和電壓等級及其他特征而變化的，比如發電機，變壓器，電纜等。因此，工頻諧振大多分為兩類，一類為電抗器電抗值需要連續可調節的，另一種只需要電抗值在幾個固定值之間選擇的。第一類主要適合發電機和變壓器，第二類主要適合CVT。
電纜進行串聯諧振直流耐壓試驗前先對其驗電并對地充分放電，將電纜兩端所連接設備斷開，試驗時不附帶其他設備;將兩端電纜頭絕緣表面擦干凈，以減少表面泄露電流所引起的誤差，必要時應在電纜頭相間加絕緣擋板。
試驗場地應做好安全措施如安圍欄、警告牌等，檢查接地線、放電棒是否接好。加壓時，應分段逐漸緩慢升電壓以防充電電流過大，并分別在0.25-1.0倍試驗電壓下停留1分鐘后讀取泄漏電流值;最后在試驗電壓下按規定的時間進行耐壓試驗，并在耐壓試驗終了前，再讀取耐壓后的泄漏電流值。
根據電纜類型不同，微安表有不同的接線方式，一般都采取微安表接在高壓側，高壓引線及微安表加屏蔽。對于帶有銅絲網屏蔽層且對地絕緣的電力電纜，也可將微安表串接在被試電纜的地線回路，在微安表兩端并聯一放電開關，測量時將開關拉開，測量后放電前將開關合上，避免放電電流沖擊損壞微安表。
應在高壓側直接測量試驗電壓。因為采用半波整流或倍壓整流時，如采取在低壓側測量電壓換算至高壓側電壓的方法，由于電壓波形和變比誤差以及雜散電流的影響，可能會使高壓試驗電壓幅值產生較大的誤差，故應在高壓側直接測量試驗電壓。
每次串聯諧振試驗完畢，應先降壓，切斷電源。然后對被試電纜用每千伏約80千歐的限流電阻對地放電數次，然后再直接對地放電，放電時間應不少于5分鐘以保證充分放電。
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