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中試控股技術研究院魯工為您講解：  電纜存在故障檢測儀（30年老廠）

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(guī)格。
ZSBP系列變頻串聯(lián)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。

中試控股始于1986年 ? 30多年專業(yè)制造 ? 國家電網(wǎng).南方電網(wǎng).內(nèi)蒙電網(wǎng).入圍合格供應商

參考標準：DL/T 474.4-2018

簡易讀懂：變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置可以做什么?
變頻串聯(lián)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(fā)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(zhì)、變電站系統(tǒng)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(fā)泡聚乙烯絕緣接入網(wǎng)電纜用于同軸光纖混合網(wǎng)中傳輸數(shù)據(jù)模擬信號；
UTP表示：局域網(wǎng)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(wǎng)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(nèi)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(guī)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(jù)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(fā)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(nèi)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(nèi)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(lián)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(diào)感式串聯(lián)諧振設備（50Hz），但存在自動化程度差、噪音大等缺點。因此現(xiàn)在大都采用調(diào)頻式（30-300Hz）串聯(lián)諧振試驗設備，可以得到更高的品質(zhì)數(shù)（Q值），并具有自動調(diào)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(yōu)點。

如何選擇合適的變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置？
為了選對規(guī)格，請?zhí)峁┮韵录夹g參數(shù)
1、電力變壓器：電壓等級，大容量，試驗性質(zhì)（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(fā)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(chǎn)出變頻串聯(lián)諧振耐壓成套試驗裝置優(yōu)質(zhì)產(chǎn)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(lián)諧振的耐壓試驗原理解析
今天主要介紹變頻串聯(lián)諧振的耐壓試驗原理，首先介紹下組成：
變頻串聯(lián)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?yōu)榉岛皖l率可調(diào)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(fā)生串聯(lián)諧振。
變頻串聯(lián)諧振大電容量的電氣設備(如大型發(fā)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(nèi)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(lián)產(chǎn)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(xiàn)場使用。現(xiàn)就變頻串聯(lián)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(lián)諧振耐壓試驗裝置的特點
利用串聯(lián)諧振原理在回路中產(chǎn)生高電壓,一般頻率為30~300Hz。串聯(lián)諧振中的直流高壓發(fā)生器如下圖表示：
變頻串聯(lián)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(lián)諧振狀態(tài)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(zhì)因數(shù)：Q=Ucx/Ulx=(ωL)/R，由于試驗回路中電阻R很小，故試驗回路品質(zhì)因數(shù)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(diào)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(diào)節(jié)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(tài)，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(fā)生暫態(tài)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(shù)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(nèi)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(diào)諧不能完成，找不到諧振點：
      （1）現(xiàn)象：調(diào)諧曲線完全是一條直線，調(diào)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(xiàn)象：調(diào)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(jīng)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(tǒng)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(lián)，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(lián)、并聯(lián)電路諧振頻率與系統(tǒng)電阻無關,當系統(tǒng)諧波源頻率天時就會發(fā)生串聯(lián)或并聯(lián)諧振。若、很小,可以激發(fā)二次或三次諧波的高次諧波諧振過電壓若、很大,則能激發(fā)分頻諧波的諧振過電壓,這兩種諧振過電壓都表現(xiàn)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(lián)或并聯(lián)諧振會產(chǎn)生高于電源數(shù)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(xù)動作,最終會發(fā)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(xiàn)虛幻接地現(xiàn)象,易引起值班人員的誤判斷,表現(xiàn)為兩相電壓升高,一相電壓降低,線電壓正常,其現(xiàn)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(wǎng)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(fā)生畸變,產(chǎn)生高次諧波。
    ②限制諧波源注入電網(wǎng)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(tǒng)注入諧波電流的有效而通用的措施。
    交流濾波器分為調(diào)諧濾波器分為單調(diào)濾波器和雙調(diào)濾波器和高通濾波器,對產(chǎn)生較低次數(shù)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(diào)濾波器,將諧波分別濾除對次數(shù)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(chǎn)生的絕大部分的諧波電流注入系統(tǒng)。
    ③采取有效措施使系統(tǒng)的參數(shù)處于諧振范圍之外改變參數(shù),避開諧振區(qū)域控制投入電壓互感器的臺數(shù)。改變投入補償電容器的組數(shù),在保證系統(tǒng)功率因數(shù)要求的前提下,通過改變系統(tǒng)的容性參數(shù),以避開諧振區(qū)域。中性點不接地系統(tǒng)經(jīng)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(fā)生串聯(lián)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(tǒng)的感性或容性參數(shù)。
    ④從倒閘操作程序上防止諧振的發(fā)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(fā)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(shù),來避開諧振區(qū)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(chǎn)生諧振,則應立即將其返回運行狀態(tài),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(chǎn)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(fā)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。

變頻串聯(lián)諧振試驗裝置已在控制箱和主要部件內(nèi), 采取多重暫態(tài)過電壓保護措施,能保證設備的正常工作。此外,在試驗接地線布置方面還應注意采取下列保護措施:
1.試驗設備(諧振電抗器、分壓器、 勵磁變壓器等)應盡量靠近被試電纜頭,減少試驗接地線的長度,即減少接地線的電感量。
2.采用專配的一點接地式試驗接地線組。特別注意試驗接地線應盡可能的短,不要任意延長接地線長度。
3.試驗時操作人員除接觸調(diào)諧、調(diào)壓絕緣旋鈕外不要觸及控制箱金屬外殼,否則在高壓側擊穿或放電時, 可能有輕微的刺痛感。有條件時, 建議操作人員站在橡膠絕緣墊上工作。
4.試驗變壓器有800V、1000V、 1500V 三個端子,當系統(tǒng)所需高壓小于15kV時選用800V端子,當系統(tǒng)所需高壓大于15kV小于60kV時選用1000V端子，當系統(tǒng)所需高壓大于60kV時選用1500V端子。 近年來隨著我國電力建設的迅速發(fā)展，電網(wǎng)結 構和系統(tǒng)容量不斷擴大，許多地區(qū)特別是經(jīng)濟較發(fā) 達地區(qū)的系統(tǒng)短路電流水平已經(jīng)直逼甚至超過國家 有關電力規(guī)程所規(guī)定的允許范圍。如有資料計算表 明，三峽電站可能的最大短路電流周期分量高達 300 kA，一些大型發(fā)電廠出口或廠站高壓變電站 出口的最大短路電流也高達100～200 kA。
目前國際上只能制造最大遮斷電流100 kA的GIS斷路器， 我國尚無此類斷路器生產(chǎn)能力。可以采用分層、分 區(qū)甚至解列運行，或者串聯(lián)普通電抗器等措施限制 系統(tǒng)短路電流，但這些常規(guī)限流措施一般都受系統(tǒng) 網(wǎng)架結構、運行方式、安全穩(wěn)定性等因素的制約， 限流效果有限，且存在負面影響(如降低系統(tǒng)正常 運行時的供電可靠性與運行靈活性、存在壓降損耗和操作過電壓隱患等)。因此，研發(fā)新型限流技術與 裝置，確保電力系統(tǒng)正常運行時盡量減小或消除不 利影響，發(fā)生短路故障時能夠有效抑制系統(tǒng)短路容量(短路電流)，從而減輕斷路器等系統(tǒng)電氣設備的 負擔，提高其工作可靠性和使用壽命，進而提高電 力系統(tǒng)運行安全可靠性，已成為當前電力系統(tǒng)及進 一步發(fā)展中急需解決的迫切問題。
 早在上世紀70年代，國際上就有人提出了“短 路限流器”方案；美國電力科學研究院EPRI (Electric Power Research Institute)曾在上世紀90年代初組織專家組對配電網(wǎng)絡的各種限流技術進行 了專門的調(diào)研，認為應用電力電子技術發(fā)展固態(tài)限流器(是較現(xiàn)實的技術途徑，并給出一種建議的基于GTO 的固態(tài)限流器實現(xiàn)方案。在EpRI調(diào)研報告的推動下，全球興起了研究短路電流限流技術、特別是應 用電力電子器件研發(fā)固態(tài)限流器的熱潮，出現(xiàn)了串 聯(lián)諧振式(簡稱串諧式，下同)限流器、帶固定串補及可控串補功能的諧振式限流器以及其他類型的固態(tài)限流器。這些故障限流器各有特點， 本文僅對串諧式限流器及其在系統(tǒng)發(fā)生短路時的運 行工況進行較為深入的仿真研究。