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電力技術
電纜存在故障檢測儀（串聯諧振）
時間：2023-02-04
中試控股技術研究院魯工為您講解： 電纜存在故障檢測儀（串聯諧振）
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。
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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。
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。
提到串聯諧振試驗裝置，專業人士并不陌生，串聯諧振試驗裝置主要針對10kV、35 kV電纜、35kV主變、母線、開關、絕緣子等電氣主設備的交流耐壓試驗設計制造。既可滿足高電壓、小電流的設備試驗條件要求，又能滿足象10kV電纜這樣的低電壓的交流耐壓試驗要求。下面我們就來了解下有關串聯諧振試驗裝置的試驗方法：
1、電流選擇
根據電氣設備所需的電流IC選擇串聯諧振試驗裝置的額定輸出電流IN，使其大于所需的電流IC，即IN＞IC而所需的電流IC可按下式進行估算，試驗變壓器的額定輸出電流取IN＝770A。
2、電壓選擇
根據試驗電壓的要求，選擇具有合適電壓的串聯諧振試驗裝置，使試驗變壓器的高壓側的額定電壓UN大于試驗電壓UC，即UN＞UC；其次檢查試驗變壓器所需的低壓側電壓，是否能和現場的電源電壓、調壓器相匹配。
串聯諧振試驗裝置的電壓值既要能滿足發現被試品的絕緣缺陷，考核其絕緣的抗電強度，又要盡可能避免在試驗過程中對絕緣造成較大的損傷，所以確定恰當的試驗電壓值意義重大。所以，串聯諧振試驗裝置的額定電壓設為UN＝330kV。
3、串聯諧振試驗裝置容量的選擇
選擇串聯諧振試驗裝置的容量應盡可能大于計算結果，因為試驗線路、試驗設備，本身對地存在雜散電容，使得估算的試驗電流小于實際值的緣故。用50Hz電壓進行試驗，由于電纜線路的電容較大，做試驗就需要大容量的試驗變壓器、調壓器以及電源等串聯諧振試驗裝置設備。
4、串聯諧振試驗裝置對絕緣缺陷的檢測
絕緣缺陷的檢測是最嚴格、最有效和最直接的試驗方法，它對判斷電氣設備能否繼續參加運行具有決定性的意義，也是保證設備絕緣水平，避免發生絕緣事故的重要手段。絕緣缺陷的檢測是在接近運行條件的情況下，檢驗設備助絕緣水平。對設備來說，是一種破壞性試驗?？赡軙^緣造成新的損傷或者加劇絕緣原有的損傷，但這些損傷在加壓的時間內并未擊穿顯現出來，由于造成的絕緣損傷是不可恢復，永久性的，如果串聯諧振試驗裝置繼續投入使用，將會受到極大的危害。
串聯諧振和并聯諧振的區別具體如下：
（一）串聯諧振和并聯諧振區別一
1、從負載諧振方式劃分，可以為并聯逆變器和串聯逆變器兩大類型，下面列出串聯逆變器和并聯逆變器的主要技術特點及其比較：串聯逆變器和并聯逆變器的差別，源于它們所用的振蕩電路不同，前者是用L、R和C串聯，后者是L、R和C并聯。
2、串聯逆變器的負載電路對電源呈現低阻抗，要求由電壓源供電。因此，經整流和濾波的直流電源末端，必須并接大的濾波電容器。當逆變失敗時，浪涌電流大，保護困難。并聯逆變器的負載電路對電源呈現高阻抗，要求由電流源供電，需在直流電源末端串接大電抗器。但在逆變失敗時，由于電流受大電抗限制，沖擊不大，較易保護。
（二）串聯諧振和并聯諧振區別二
1、串聯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。
2、并聯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。這就是說，兩者都是工作在容性負載狀態。
3、串聯逆變器是恒壓源供電，為避免逆變器的上、下橋臂晶閘管同時導通，造成電源短路，換流時，必須保證先關斷，后開通。即應有一段時間(t)使所有晶閘管（其它電力電子器件）都處于關斷狀態。此時的雜散電感，即從直流端到器件的引線電感上產生的感生電勢，可能使器件損壞，因而需要選擇合適的器件的浪涌電壓吸收電路。此外，在晶閘管關斷期間，為確保負載電流連續，使晶閘管免受換流電容器上高電壓的影響，必須在晶閘管兩端反并聯快速二極管。
4、并聯逆變器是恒流源供電，為避免濾波電抗Ld上產生大的感生電勢，電流必須連續。也就是說，必須保證逆變器上、下橋臂晶閘管在換流時，是先開通后關斷，也即在換流期間(tγ)內所有晶閘管都處于導通狀態。這時，雖然逆變橋臂直通，由于Ld足夠大，也不會造成直流電源短路，但換流時間長，會使系統效率降低，因而需縮短tγ，即減小Lk值。
變頻串聯諧振裝置
（三）串聯諧振和并聯諧振區別三
1、串聯逆變器的工作頻率必須低于負載電路的固有振蕩頻率，即應確保有合適的t時間，否則會因逆變器上、下橋臂直通而導致換流的失敗。并聯逆變器的工作頻率必須略高于負載電路的固有振蕩頻率，以確保有合適的反壓時間t，否則會導致晶閘管間換流失敗；但若高得太多，則在換流時晶閘管承受的反向電壓會太高，這是不允許的。
2、串聯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，即改變負載功率因數cosφ。并聯逆變器的功率調節方式，一般只能是改變直流電源電壓Ud。改變cosφ雖然也能使逆變輸出電壓升高和功率增大，但所允許調節范圍小。
3、串聯逆變器在換流時，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。在換流時，關斷的晶閘管受反壓的時間(t+tγ)較長。
（四）串聯諧振和并聯諧振區別四
1、并聯逆變器在換流時，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。相比之下，串聯逆變器更適宜于在工作頻率較高的感應加熱裝置中使用。
2、串聯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，但負載電路的全部電流，包括有功和無功分量，都需流過晶閘管。逆變晶閘管丟失脈沖，只會使振蕩停止，不會造成逆變顛覆。
3、并聯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。但負載本身構成振蕩電流回路，只有有功電流流過逆變晶閘管，而且逆變晶閘管偶而丟失觸發脈沖時，仍可維持振蕩，工作比較穩定。
4、串聯逆變器可以自激工作，也可以他激工作。他激工作時，只需改變逆變觸發脈沖頻率，即可調節輸出功率；而并聯逆變器一般只能工作在自激狀態。
5、在串聯逆變器中，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。
（五）串聯諧振和并聯諧振區別五
1、串聯逆變器起動容易，適用于頻繁起動工作的場合；而并聯逆變器需附加起動電路，起動較為困難。
2、串聯逆變器中的晶閘管由于承受矩形波電壓，故du/dt值較大，吸收電路起著關鍵作用，而對其di/dt要求則較低。在并聯逆變器中，流過逆變晶閘管的電流是矩形波，因而要求大的di/dt，而對du/dt的要求則低一些。
3、串聯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。如果采用同軸電纜或將來回線盡量靠近(扭絞在一起更好)敷設，則幾乎沒有影響。而對并聯逆變器來說，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。
4、串聯逆變器感應線圈上的電壓和槽路電容器上的電壓，都為逆變器輸出電壓的Q倍，流過感應線圈上的電流，等于逆變器的輸出電流。并聯逆變器的感應線圈和槽路電容器上的電壓，都等于逆變器的輸出電壓，而流過它們的電流，則都是逆變器輸出電流的Q倍。
這篇文章希望能幫助到每一位客戶朋友，有需要高壓試驗設備的朋友，也可以和我們聯系，公司20年來致力于電力承修、承試行業，主導生產變頻串聯諧振耐壓測試儀、高壓開關動特性測試儀、回路電阻測試儀及變壓器檢測等設備。
這種情況經常會使值班人員誤判為電壓互感器故障或是變電所內母線系統發生接地故障，分析:
1 在中性點不接地系統中，雖然電源側的中性點不直接接地，但電壓互感器的高壓側中性點是接地的，若Ca，Cb，Cc為各回線路(包括電纜出線和架空線路)三相對地的等值電容，而La，Lb，Lc則為母線電壓互感器的一次側三個線圈的對地阻抗(忽略其線圈電阻)，假設系統發生單相接地(如A相)。電壓互感器的鐵心線圈相當于與電容器并聯，構成了可能產生諧振的并聯電路，由于相對地電壓升高倍，有可能使得電壓互感器的鐵心出現飽和或接近飽和，阻抗變小，電路中出現容抗和阻抗相等的情況，從而產生了并聯諧振，此時互感器一次側的電流大，這樣有可能使電壓互感器的高壓側熔斷件熔斷，或者燒壞電壓互感器。此種情況往往在變電所投產初期(線路出線回路少)不是很明顯，但隨著線路出線回路的增多(各回線路對地的等值電容量增大，容抗增大)出現諧振的情況較多。
2 倒閘操作時，由于電壓互感器的諧振而造成母線電壓不平衡。此種情況往往是在設備進行關合空載母線時發生，當系統，投入501斷路器，由于10kV母線處于空載狀態，等值電路中L是電壓互感器一次線圈的電感，C是各相母線對地電容，由于電壓互感器的中性點是接地的，且各相對地電容的一端也是接地的，在正常情況下，三相電容是對稱的，但當用501斷路器向10kV母線充電時，就存在著以下兩種情況：①由于合閘瞬間的三相觸頭不同期性，此時慢接觸的一相在觸頭間相當于串聯上一個電容(如A相)。當電容的容抗等于互感器的感抗時即產生諧振，但該狀態下只是使中心信號裝置的電鈴響了一下，儀表擺動一下，但隨著操作的完成該現象隨之消失。②由于合閘過程中產生操作過電壓，此時假設斷路器在合閘操作過程中A相出現過電壓，則有可能使A相電壓互感器鐵心出現飽和，使A相電壓互感器線圈感抗變小，從而三相的總阻抗出現不平衡，使電壓互感器的中性點對地電壓發生位移現象。
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