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中試控股技術研究院魯工為您講解： 串聯諧振打高壓電纜耐壓試驗裝置

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

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。

串聯諧振
具體區別有以下幾點：       
1.逆變器供電不同。串聯諧振逆變器是恒壓源供電，并聯諧振則是恒流源供電。       
2.逆變器的工作頻率要求不同。串聯諧振逆變器的工作頻率必須低于負載電路的固有振蕩頻率，而并聯諧振逆變器的工作頻率必須高于負載電路的固有振蕩頻率。       
3.功率調節方式不一樣。并聯諧振逆變器的功率調節方式只有改變直流電源電壓Ud一種，而串聯諧振則多一種改變晶閘管的觸發頻率的方式。        
4.逆變器在換流時，晶閘管關斷時間和方式不同。串聯諧振逆變器在換流時，晶閘管是自然關斷的，關斷時間短。而并聯諧振逆變器在換流時，晶閘管是被強迫關斷的，關斷時間長。       
5.串聯諧振逆變器可以自激工作，也可以他激工作。而并聯諧振逆變器一般只能工作在自激狀態。     6.逆變器啟動難易程度不一樣。串聯諧振逆變器起動容易，適用于頻繁起動工作的場合；而并聯諧振逆變器需附加起動電路，起動較為困難。
在電阻、電容、電感串聯電路中，出現電源、電壓、電流同相位現象，叫做串聯諧振，其特點是：電路呈純電阻性，電源、電壓和電流同相位，電抗X等于0，阻抗Z等于電阻R，此時電路的阻抗最小，電流最大，在電感和電容上可能產生比電源電壓大很多倍的高電壓，因此串聯諧振也稱電壓諧振。
諧振電壓與原電壓疊加，并聯諧振：在電阻、電容、電感并聯電路中，出現電路端電壓和總電流同相位的現象，叫做并聯諧振，其特點是：并聯諧振是一種完全的補償，電源無需提供無功功率，只提供電阻所需要的有功功率，諧振時，電路的總電流最小，而支路電流往往大于電路中的總電流，因此，并聯諧振也叫電流諧振。
串聯諧振裝置就用運用串聯諧振原理設計的最新型交流耐壓試驗設備。一套串聯諧振耐壓試驗設備，可兼顧電力變壓器、交聯電纜、開關柜、電動機、發電機、GIS和SF6開關、母線、套管、CT、PT等試品的交流耐壓試驗，是全能型的交流耐壓設備。
串聯諧振稱為電壓諧振的原因：因為串聯諧振電路發生諧振時，電流與電壓同相位，電流達到最大，電容器和電感上的電壓分別等于外加電壓的Q倍，所以串聯諧振又稱電壓諧振。
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=√R^2 +(XC-XL)^2=R，電路中總阻抗最小，電流將達到最大值。
        阻抗條件，諧振后虛部相等符號相反。串聯阻抗等于0，并聯阻抗等于無窮大。就是在諧振的時候，串聯電路諧振電流無窮大；并聯電路諧振電壓無窮大（理論值）。
        在電阻、電感及電容所組成的串聯電路，內，當容抗XC=感抗XL相等時，即發生串聯諧振，此時電路中的電壓U與電流I的相位相同。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。
①利用串聯諧振產生工頻高電壓，應用在高電壓技術中，為變壓器等電力設備做耐壓試驗，可以有效的發現設備中危險的集中性缺陷，是檢驗電氣設備絕緣強度的最有效和最直接的方法。
①利用串聯諧振產生工頻高電壓，應用在高電壓技術中，為變壓器等電力設備做耐壓試驗，可以有效的發現設備中危險的集中性缺陷，是檢驗電氣設備絕緣強度的最有效和最直接的方法。
②在無線電工程中，常常利用串聯諧振以獲得較高的電壓。
RLC串聯諧振電路諧振時，總阻抗最小，電流最大。
串聯短路中，電流處處相等，而電感的電壓超前限流90°，電容的電壓滯后電流90°，這樣，電感個電容的相位差180°，電壓互相抵消。
頻率越高，電感兩端電壓越高，電容兩端頻率越低，這樣，就必然存在一個頻率，使電感和電容兩端的電壓一樣大。這時，就稱電路滿足諧振條件，這個頻率，就稱為諧振頻率。
諧振頻率f0=1/2π√LC。
體現在整個回路，諧振時，感抗和容抗完全抵消，回路總阻抗等于電阻值，阻抗達到最小。
這兩種現象是正弦交流電路的一種特定現象，它在電子和通訊工程中得到廣泛的應用，但在電力系統中，發生諧振有可能破壞系統的正常工作。接下來分析一下串聯諧振和并聯諧振這兩種諧振到底都有哪些區別。
從負載諧振方式劃分，可以為并聯諧振逆變器和串聯諧振逆變器兩大類型，下面對這兩種類型進行比較：串聯諧振回路是用L、R和C串聯，并聯諧振回路是L、R和C并聯。
(1)串聯諧振逆變器的負載電路對電源呈現低阻抗，要求由電壓源供電。當逆變失敗時，浪涌電流大，保護困難。并聯諧振逆變器的負載電路對電源呈現高阻抗，要求由電流源供電。在逆變失敗時，沖擊不大，較易保護。
(2)串聯諧振逆變器的輸入電壓恒定，輸出電壓為矩形波，輸出電流近似正弦波，換流是在晶閘管上電流過零以后進行，因而電流總是超前電壓一φ 角。并聯諧振逆變器的輸入電流恒定，輸出電壓近似正弦波，輸出電流為矩形波，換流是在諧振電容器上電壓過零以前進行，負載電流也總是越前于電壓一φ角。
(3)是恒壓源供電。并聯諧振逆變器是恒流源供電。
(4)串聯諧振逆變器的工作頻率必須低于負載電路的固有振蕩頻率。并聯諧振逆變器的工作頻率必須略高于負載電路的固有振蕩頻率。
(5)串聯諧振逆變器的功率調節方式有二：改變直流電源電壓Ud或改變晶閘管的觸發頻率。并聯諧振逆變器的功率調節方式，一般只能是改變直流電源電壓Ud。
(6)串聯諧振逆變器在換流時，晶閘管是自然關斷的，關斷前其電流已逐漸減小到零，因而關斷時間短，損耗小。并聯諧振逆變器在換流時，晶閘管是在全電流運行中被強迫關斷的，電流被迫降至零以后還需加一段反壓時間，因而關斷時間較長。
(7)串聯諧振逆變器的晶閘管所需承受的電壓較低，用380V電網供電時，采用1200V的晶閘管就行。并聯諧振逆變器的晶閘管所需承受的電壓高，其值隨功率因數角φ增大，而迅速增加。
(8)串聯諧振逆變器可以自激工作，也可以他激工作。而并聯諧振逆變器一般只能工作在自激狀態。
(9)在串聯諧振逆變器中，晶閘管的觸發脈沖不對稱，不會引入直流成分電流而影響正常運行;而在并聯諧振逆變器中，逆變晶閘管的觸發脈沖不對稱，則會引入直流成分電流而引起故障。
(10)串聯諧振逆變器起動容易，適用于頻繁起動工作的場合;而并聯諧振逆變器需附加起動電路，起動較為困難。
(11)串聯諧振逆變器的感應加熱線圈與逆變電源(包括槽路電容器)的距離遠時，對輸出功率的影響較小。而對并聯諧振逆變器來說，感應加熱線圈應盡量靠近電源(特別是槽路電容器)，否則功率輸出和效率都會大幅度降低。
并聯諧振逆變器和串聯諧振逆變器(通稱并聯或串聯變頻電源)各有其自己的技術特點和應用領域。從工業加熱應用的角度，并聯諧振逆變器廣泛應用于 熔煉、保溫、透熱、感應加熱熱處理等各種領域，其功率可以從幾千瓦到上萬千瓦。串聯諧振逆變器廣泛應用于熔煉—保溫的一拖二爐組以及高Q值高頻率的感應加 熱場合，其功率可以從幾千瓦到幾千千瓦。目前我國工業上采用的變頻電源90%以上屬并聯諧振變頻電源。

通俗的來說就是串聯諧振電路采用電壓源供電，并聯諧振電路采用電流源供電，即電壓源型感應加熱電源必須匹配串聯諧振型負載電路，電流源型感應加熱電源必須匹配并聯諧振型負載電路，這是電源與負載的初次匹配措施。
串聯諧振電路負載匹配方案:
由諧振時候的狀態來分析:串聯諧振電路在諧振狀態下等效阻抗為純電阻，并達到最小值，并聯諧振電路在諧振狀態下等效阻抗達到最大值，為了獲得最大的電源輸出功率，串聯諧振電路采用電壓源供電，并聯諧振電路采用電流源供電.
基于電源方面的分析:一個內阻低的,電壓源,使其輸出功率達到最大,電源利用率最高,負載阻抗越低自然輸出功率越大.反之一個內阻高,電流源,使其輸出功率達到最大,負載阻抗是越高輸出功率越大.根據的邏輯就是電壓源電壓恒定不變,電流隨負載阻抗改變而改變;電流源電流恒定不變,電壓隨負載改變而改變.
結論就是這個濾波電路的選擇是進行的初次負載匹配,為了使其輸出最大的功率.
并聯諧振：在電感和電容并聯的電路中，當電容的大小恰恰使電路中的電壓與電流同相位，即電源電能全部為電阻消耗，成為電阻電路時，叫作并聯諧振。 
并聯諧振的原理
在電感、電容和外加交流電源相并聯的振蕩回路，通常電感線圈是用電阻和電感的串聯組合來表示的，電容器的損耗及漏電流一般很小，在一定條件下可忽略不計。如果回路的感抗和容抗比電阻大得多，即ωL（ωC）＞＞R，并聯回路的固有頻率可近似為f＝1／2πLC。如果Q、L、C達到一定條件，使并聯電路的感納和容納相等BL＝BC（BL＝ωL，BC＝1／ωC），從而使電納B等于零（B＝BL——BC＝0），則電流與電壓將同相（ω＝0），這種情況稱為 R、L、C并聯諧振。
并聯諧振的產生條件
并聯諧振是一種完全的補償，電源無需提供無功功率，只提供電阻所需要的有功功率。諧振時，電路的總電流最小，而支路的電流往往大于電路的總電流，因此，并聯諧振也稱為電流諧振。發生并聯諧振時，在電感和電容元件中流過很大的電流，因此會造成電路的熔斷器熔斷或燒毀電氣設備的事故；但在無線電工程中往往用來選擇信號和消除干擾。
并聯諧振電路的特性
1、如果外加頻率比諧振頻率高時，電路阻抗呈容性，相當于一個電容。
2、如果外加頻率等于諧振頻率時，電路阻抗呈純電阻性,且有最大值，它這個特性在實際應用中叫做選頻電路。
3、如果外加頻率比諧振頻率低時，這時電路呈感性，相當于一個電感線圈。
所以當串聯或并聯諧振電路不是調節在信號頻率點時，信號通過它將會產生相移(即相位失真) 。
并聯諧振的危害
當電力線路發生并聯諧振時，支路電流往往大大超過電路總電流，造成熔斷器熔斷、開關跳閘或燒毀電氣設備的事故。所以電力線路中要避免發生諧振。 

變頻諧振裝置應用
1、6kV-500kV高壓交聯電纜的交流耐壓試驗
2、發電機的交流耐壓試驗
3、GIS和SF6開關的交流耐壓試驗
4、6kV-500kV變壓器的工頻耐壓試驗
5、其它電力高壓設備如母線，套管，互感器的交流耐壓試驗。

變頻諧振裝置原理
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。

變頻諧振裝置特點
體積小，重量輕，特別適合現場使用；
過壓,過流,放電,過熱及零啟動保護全面可靠,動作時間1微秒；
一鍵鼠標式旋鈕“傻瓜式”操作，大屏幕液晶顯示；
獨有軟件校準功能，方便用戶校準表計，確保高電壓值準確度。