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中試控股技術研究院魯工為您講解：  電纜耐壓預防檢測儀（實力大廠）

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。

變頻串聯諧振的耐壓試驗原理解析
今天主要介紹變頻串聯諧振的耐壓試驗原理，首先介紹下組成：
變頻串聯諧振試驗成套裝置主要由變頻控制器，勵磁變壓器，高壓電抗器，高壓分壓器等組成。變頻控制器又分兩大類，20KW及以上為控制臺式，20KW以下為便攜箱式；它由控制器和濾波器組成。
變頻控制器主要作用是把幅值和頻率都固定的380V或200V工頻正弦交流電轉變為幅值和頻率可調的正弦波。并為整套設備提供電源。勵磁變壓器的作用是將變頻電源輸出的電壓升到合適的試驗電壓。高壓電抗器L是諧振回路重要部件，當電源頻率等于1/（2π√LCX）時，它與被試品CX發生串聯諧振。
變頻串聯諧振大電容量的電氣設備(如大型發電機組、電力變壓器、電力電容器、GIS、電力電纜等)在一定頻率范圍內的絕緣耐受與工頻耐壓具有一定的等效性，這樣就為利用變頻試驗裝置的電感與被試品的電容串聯產生諧振電壓來進行交流耐壓試驗提供了可能，且由于試驗裝置的勵磁電壓低、重量輕，非常方便于在施工現場使用。現就變頻串聯諧振試驗裝置的特點、原理和在實際應用中的幾點體會進行闡述。
一、變頻串聯諧振耐壓試驗裝置的特點
利用串聯諧振原理在回路中產生高電壓,一般頻率為30~300Hz。串聯諧振中的直流高壓發生器如下圖表示：
變頻串聯諧振試驗裝置
當電源頻率(f)、電感(L)及被試設備電容(C)滿足下式時回路處于串聯諧振狀態此時：f=1/2π√LC，回路中電流為I=Ulx/R,被試設備電壓為Ucx=I/ωCx輸出電壓與勵磁電壓之比為試驗回路的品質因數：Q=Ucx/Ulx=(ωL)/R，由于試驗回路中電阻R很小，故試驗回路品質因數很大。一般正常時可達50以上，既輸出電壓是勵磁電壓50倍，因此用較低容量的試驗變壓器就能得到較高的試驗電壓。這樣就解決了在一般的交流耐壓試驗中試驗變壓器容量不能滿足試驗要求的問題。而此時電容量與電感的關系為ωL=1/ωc，因為對某個試品而言，電容量是固有的，試驗用可調電感的價格也非常昂貴，因此解決問題的途徑就引到了改變電源頻率回路的諧振頻率，在初始電壓下調節回路的頻率，觀察Uc的變化達最大值時，增加或減小頻率時諧振電壓都要下降，這時的頻率為諧振頻率，這時的電壓為諧振點電壓，增加勵磁電壓就能升高諧振電壓，從而達到試驗電壓目的。另外，由于試驗回路是處于諧振狀態，回路本身具有良好的濾波作用，電源波形中的諧波分量在設備兩端大為減小，從而輸出良好的正弦波形。當試品放電或擊穿時，即回路中等值電容被短路，諧振條件被破壞，電壓明顯下降，恢復電壓上升緩慢，試品上不發生暫態過電壓，且電源供給的短路電流受到電抗的限制而減少，從而限制被試設備的損壞程度。
 電纜基本參數及耐壓試驗要求
10kV/240mm2電纜500m，電容量≤0.17μF，試驗頻率為30-300Hz，試驗電壓22kV。
10kV/180mm2電纜1000m，電容量≤0.31μF，試驗頻率為30-300Hz，試驗電壓22kV。
 1、風扇不能啟動：
       急停、故障保護、失諧保護后，沒有按“故障復位”；
       內部溫度過高，功率元件熱保護；
       排除方法：關斷儀器電源，將儀器靜置30分鐘左右，重新開啟電源，按儀器面板上的“復位”鍵，再啟動儀器。
       2、自動調諧不能完成，找不到諧振點：
      （1）現象：調諧曲線完全是一條直線，調諧完成后儀器提示沒有諧振點
       原因：回路接地不好，試驗回路接線錯誤，裝置某一儀器開路
       排除方法：檢查接地裝置可靠，接地連接線是否有斷開點；
檢查勵磁變壓器的高低壓線圈的通斷；
檢查每一只電抗器的通斷；
檢查分壓器的信號線的通斷；
檢查分壓器的高低壓電容臂的通斷；
裝置自身升壓時沒有諧振點，還需要檢查補償電容器的通斷；
       （2）現象：調諧曲線是一條曲線，有較低的尖峰；
       試驗時一次電壓較高，高壓卻較低，甚至在沒有升到試驗電壓時，一次電壓已經到達額定電壓，回路自動降壓；
       原因：電抗器與試品電容量不匹配，沒有準確找到諧振點；
試品損耗較高，系統Q值太低；
勵磁變壓器高壓輸出電壓較低；
       排除方法：將補償電容器并接入試驗回路，加大回路電容量；
盡可能將多只電抗器串聯，提高回路電感量；
提高勵磁變壓器的輸出電壓；
干燥處理被試品，提高被試品的絕緣強度，減少回路的有功損耗；

串聯、并聯電路諧振頻率與系統電阻無關,當系統諧波源頻率天時就會發生串聯或并聯諧振。若、很小,可以激發二次或三次諧波的高次諧波諧振過電壓若、很大,則能激發分頻諧波的諧振過電壓,這兩種諧振過電壓都表現為三相對地電壓的同時升高,而線電壓正常。試驗研究表明,基波諧振和高次諧波諧振過電壓一般不超過倍額定電壓,對于分頻諧波諧振,由于受到電壓互感器鐵芯嚴重飽和的限制,過電壓一般不超過倍額定電壓,但勵磁電流急劇增加,瞬時可高達額定勵磁電流的幾十倍以上,引起高壓保險絲的頻繁熔斷。 
    ①串聯或并聯諧振會產生高于電源數倍的電壓,施加在回路中的電容器、互感器、斷路器等設備上,引起高壓電氣設備絕緣損壞。在熔斷器未及時熔斷的情況下會引起電壓互感器噴油、繞組燒毀甚至爆炸。
    ②諧振引起的過電壓,還可以導致氧化鋅避雷器的損壞。無間隙氧化鋅避雷器的過電壓耐受能力有限,如果選用氧化鋅避雷器的直流電壓偏低,在過電壓的作用下連續動作,最終會發生熱崩潰而損壞。
    ③在電壓互感器熔斷器不能及時熔斷的情況下,引起電壓互感器二次電壓升高,對二次繼電保護設備和計量儀表的絕緣造成損壞或引起繼電保護設備的誤動。
    ④基波諧振時,出現虛幻接地現象,易引起值班人員的誤判斷,表現為兩相電壓升高,一相電壓降低,線電壓正常,其現象與單相接地相同。
    ⑤諧振時電壓互感器鐵芯的飽和會使變比誤差增大,影響計量、測量精度。
    ⑥諧波諧振引起電網的諧波損耗增大。
    諧波諧振的預防和應對措施
    ① 少諧波源的產生
    在選用鐵芯設備時盡量選用勵磁特性好、伏安特性高、鐵芯不易飽和的電磁式電壓互感器、變壓器、電抗器。在選用電磁電壓互感器時應注意同時提高三相電壓互感器的勵磁特性和伏安特性曲線的線性度,盡量選用同型號、同批次生產的單相電壓互感器,也可以采用電容式電壓互感器代替電磁式電壓互感器。
    斷路器三相不同時合閘,由于合閘瞬間三相電壓的不同,會引起的三相負載的不對稱,使電源的中性點產生位移,中性點對地電壓與電源電壓疊加會使三相對地電壓同時升高或兩相、單相對地電壓升高,使回路中的電磁式電壓互感器或電抗器線圈很快飽和,激磁電流的波形發生畸變,產生高次諧波。
    ②限制諧波源注入電網的諧波電流在諧波源處裝設交流濾波器是防止諧波源向系統注入諧波電流的有效而通用的措施。
    交流濾波器分為調諧濾波器分為單調濾波器和雙調濾波器和高通濾波器,對產生較低次數如、、次諧波含量較大的大容量的諧波源,可對每次諧波各裝一個單調濾波器,將諧波分別濾除對次數較高的各次諧波如次及以上各次,可通過安裝一個高通濾波器將其諧波部濾除。將有源電力濾波器裝設在諧波源處,用于抑制諧波源產生的絕大部分的諧波電流注入系統。
    ③采取有效措施使系統的參數處于諧振范圍之外改變參數,避開諧振區域控制投入電壓互感器的臺數。改變投入補償電容器的組數,在保證系統功率因數要求的前提下,通過改變系統的容性參數,以避開諧振區域。中性點不接地系統經消弧線圈接地。少油斷路器斷口均壓電容與母線電壓互感器發生串聯諧振時,在斷路器遮斷容量允許的條件下,取消斷路器斷口均壓電容器。投入空載線路,改變系統的感性或容性參數。
    ④從倒閘操作程序上防止諧振的發生在母線充電倒閘操作過程中,若電源斷路器由冷備用轉為熱備用時,發生電壓互感器鐵磁飽和引起的母線諧波諧振,則應立即將斷路器轉入運行,通過接入空載變壓器或空載線路改變電感、電容參數,來避開諧振區域以消除諧振,或先斷開母
    電壓互感器刀閘,再將電源斷路器由冷備用轉為熱備用,等母線充電后再將電壓互感器投入在母線停電倒閘操作過程中,若電源斷路器由運行轉為熱備用時母線產生諧振,則應立即將其返回運行狀態,將母線電壓互感器刀閘斷開后,再操作電源斷路器使母線停電。
    ⑤增加回路損耗
    在電壓互感器的高壓繞組中性點串接阻尼電阻。或非線性電阻消諧器如型消諧器后接地,通過電阻的阻尼作用抑制流過繞組的諧波電流,避免鐵芯飽和產生的諧波引起諧振。在電壓互感器的二次側零序電壓線圈開口三角形繞組中接入低值消諧電阻一。,或采用分頻繼電器,當發生諧振時自動將非線性電阻接入電壓互感器開口三角形回路中。

電路儲存于電感中的磁場能與儲存于電容元件中的電場能之間進行能量交換。設外施電壓為，則在串聯諧振時，電路中電感電流和電容電壓分別為
此時電感儲存的磁場能為：
電容儲存的電場能量為：
由可得：
可見磁場能與電場能的最大值是相等的。電磁場能量的總和
是當baiX發生的事實諧振大號 = X |允許構建一個公du式，允許諧振頻率（|計算zhi從僅僅為系列將L的值和C.電子最常用的式dao的電路的） LCR電路的諧振頻率為：
請注意，該公式沒有任何涉及電阻（R）的信息。盡管任何包含L的電路都必須至少包含一些電阻，但是電路中少量電阻的存在并不會極大地影響電路諧振的頻率。專為高頻設計的諧振電路會受到附近環境中雜散磁場，電感和電容的影響，因此大多數高頻LC串聯諧振電路都需要進行屏蔽，以將它們與外界影響盡可能地隔離開來，并且可以在很小的范圍內進行調節頻率范圍，以便在電路中組裝后可以精確地調整它們。
但是，盡管該公式已廣泛用于射頻，但是在低頻情況下（使用具有相當大內部電阻的大型電感器）常常不夠準確。在這種情況下，需要一個更復雜的公式，其中也要考慮電阻。以下公式可用于低頻（較大的內部電阻）計算。
在許多應用中，電路裝配后需要仔細調整通常是決定不使用純LC電路的決定因素。在許多應用中，它們已被不需要調節的固態陶瓷濾波器和諧振晶體調諧電路所取代。但是，有時固態濾波器可能會在所需頻率的諧波（多個）處產生多個諧振頻率的問題。然后也可以包括單個可調LC調諧電路以克服該問題。
串聯電路計算。
在串聯LCR電路中，尤其是在諧振時，發生了很多事情，因此計算通常是多階段的。在本系列的較早模塊中已經描述了許多常用計算的公式，現在的區別在于，查找有關電路條件的相關信息的任務依賴于選擇適當的公式并以適當的順序使用它們。
例如，在下面的問題，以紅色顯示在值項目是必需的，但是請注意V |和V 大號不容被首先計算出，作為用于|的值[R （和另一式）需要計算電抗。但是有時候，通過記住上面灰色面板中有關串聯諧振（也叫變頻諧振）的記錄，可以使這項工作變得更容易，無需計算V L，因為在諧振時X C和X L相等，因此兩端將產生相等的電壓。但是請注意，V L與在L兩端測得的總電壓不同。內部電阻兩端的電壓（在90°至VL）需要包括在內，并且由于V L和內部電阻電壓（VR L）之間的相位差，可測量的電感器總電壓V L TOT將是V L和VR L的相量之和。
從負載諧振方式劃分,可以為并聯諧振和串聯諧振兩大類型,下面列出串聯諧振和并聯諧振的主要技術特點及其比較:
串聯諧振和并聯諧振的差別,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。
1、串聯諧振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。
2、并聯諧振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, 于電流受大電抗限制,沖擊不大,較易保護。電纜串聯諧振試驗裝置主要由變頻控制電源、勵磁變壓器、電抗器、電容分壓器組成。它在電纜耐壓中起到過電壓保護、過電流保護、放電保護、擊穿跳閘保護、過熱保護等作用。