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電力技術
電纜竣工耐壓實驗60分鐘檢測儀（30年老廠）
時間：2023-02-05
中試控股技術研究院魯工為您講解：電纜竣工耐壓實驗60分鐘檢測儀（30年老廠）
中試控股 / 大品牌的品質保證
ZSBP變頻串聯諧振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。
變頻串聯諧振耐壓試驗裝置可以做什么：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。
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
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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。
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）。
ZSBP-135kVA/108kV變頻串聯諧振試驗裝置
一、適用范圍
1、35kV/300mm2電纜1km的交流耐壓試驗，電容量≤0.1945uF，試驗頻率30~300Hz，試驗電壓52kV，試驗時間60min。
2、35kV主變的交流耐壓試驗，電容量≤0.015uF，試驗頻率45~65Hz，試驗電壓不超過75kV，試驗時間1min。
3、10kV/300mm2電纜3km的交流耐壓試驗，電容量≤1.1265uF，試驗頻率30~300Hz，試驗電壓22kV，試驗時間5min。
4、35kV開關、互感器的交流耐壓試驗，試驗頻率30~300Hz，試驗電壓不超過100kV，試驗時間1min。
5、10kV主變的交流耐壓試驗，電容量≤0.015uF，試驗頻率45~65Hz，試驗電壓不超過50kV，試驗時間1min。
二、工作環境
1.環境溫度：－10℃ –50℃;
2.相對濕度：≤90%RH;
3.海拔高度: ≤3000米；
三、裝置主要技術參數及功能
1.額定容量：135kVA；
2.輸入電源：單相220或三相380V電壓，頻率為50Hz；
3.額定電壓：27kV； 54kV；108kV；
4.額定電流： 5A；2.5A； 1.25A；
5.工作頻率：30~300Hz；
6.裝置輸出波形：正弦波
7.波形畸變率：輸出電壓波形畸變率≤1%；
8.工作時間：額定負載下允許連續60min；過壓1.1倍1分鐘；
9.溫 升：額定負載下連續運行60min后溫升≤65K；
10.品質因素：裝置自身Q≥30(f=45Hz)；
11.保護功能： 對被試品具有過流、過壓及試品閃絡保護(詳見變頻電源部分)；
12.測量精度：系統有效值1.5級；
四、設備遵循標準
GB10229-88 《電抗器》
GB1094 《電力變壓器》
GB50150-2016 《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》
DL/T 596-1996 《電力設備預防性試驗規程》
GB1094.1-GB1094.6-96 《外殼防護等級》
GB2900 《電工名詞術語》
GB/T16927.1~2-1997 《高電壓試驗技術》
35kV/300mm2電纜1km 使用電抗器兩節串聯
兩組并聯 3kV ≤52kV
35kV主變 使用電抗器三節串聯
及補償電容器 6kV ≤75kV
10kV主變 使用電抗器兩節串聯
及補償電容器 3kV ≤50kV
10kV/300mm2電纜3km 使用電抗器四節并聯 1.5kV ≤22kV
35kV開關、互感器 使用電抗器四節串聯 6kV ≤100kV
六、系統配置及其參數
1、激勵變壓器ZSB-7.5kVA 1臺
a)額定容量：7.5kVA；
b)輸入電壓：0-400V，單相；
c)輸出電壓：1.5/3/6kV
d)結 構：干式；
e)重 量：約55kg；
2、變頻電源ZSXB-F -7.5kW/220/380V 1臺
a)額定輸出容量：7.5kW
b)工作電源： 220/380±10%V（單/三相），工頻
c)輸出電壓：0 –400V，單相，
d)額定輸入電流：18.75A
e)額定輸出電流：18.75A
f)電壓分辨率： 0.01kV
g)電壓測量精度：1.5%
h)頻率調節范圍：30 – 300Hz
i)頻率調節分辨率：≤0.1Hz
j)頻率穩定度： 0.1%
k)運 行 時 間：額定容量下連續60min
l)額定容量下連續運行60min元器件最高溫度≤65K;
m)噪 聲 水 平：≤50dB
n)可實現以下功能
1）變頻電源的放置為縱向和橫向，特別適合現場操作及觀察；
2）內外部具備特殊減震橡膠支撐腳和保護鋁箱，可有效減緩運輸中的顛簸震動和吊裝時的沖擊。保證了變頻電源的長期穩定性和可靠性；
3）參數顯示：觸摸或外接鼠標大屏幕液晶界面顯示系統
可顯示諧振電壓(即試驗前設置的目標電壓)、試驗頻率、測量頻率、低壓電壓、低壓電流、耐壓時間、過壓保護、過流保護、閃絡保護、階段升壓及階段計時、操作模式切換、電容，電感，頻率互換計算、參數查詢等, 還可顯示頻率曲線、電壓曲線等可直觀地判斷當次試驗諧振頻率準確及穩定性；
4）參數設置：大屏幕觸摸液晶彩屏和外接鼠標直接完成各種參數的設置，可對起始頻率、終止頻率、起始電壓、階段升壓和計時、測量分壓器變比、激勵變變比、過壓保護、過流保護、閃絡保護、試驗模式、電容電感頻率互換計算、參數設置提示以及幫助等參數進行設置或選擇；
5）試驗模式：觸摸屏和外接鼠標操作，有全自動、半自動、手動三種運行狀態。具備升壓、調諧（含手動、自動）、分段加壓和計時、運行狀態、模式切換、故障提示、電容電感頻率互換計算功能等；
6）保護功能及其信息提示：具備高壓過壓保護、低壓過流、過流保護，以及失諧保護、零位、閃絡保護、緊急停機、欠壓保護等多重保護功能；
7） 數據存儲功能：試驗結果保存（手動保存）、打印、上傳、回查等
① 試驗結果：手動或自動試驗完畢后，在試驗結果界面中可顯示出試驗時的詳細參數，當試驗發生中斷時，可提示中斷狀態?？蓪当４嬖诖鎯ζ髦?，該存儲器為非易失存儲器，可保存50次試驗記錄；
② 數據查詢：可將已保存的試驗結果數據顯示到屏幕上，同時具有USB接口，可將數據輸出打印或利用設備所攜帶打印機打印；（打印機屬客戶自選，若客戶有此需求，須在合同中予以特別寫明）
8）自動穩壓功能：系統根據設定的試驗電壓或手動升壓結果，自動跟蹤并維持穩定的試驗電壓，電壓穩定度可達1.0%；
9）調頻范圍及頻率分辨率均可設定：調頻范圍可設為30～300Hz、45～100Hz、200-300Hz、按需設置，可加快調諧過程；頻率分辨率根據需要，可預設為0.1Hz、0.2Hz、0.5Hz、或1.0Hz，在調諧效率與調諧精準度之間取得優化平衡；
10）頻率調節分為粗調和細調，并可自動尋找試驗諧振點，保證諧振頻率在整個試驗過程中不發生漂移；
P）重 量：約12kg；
3、高壓電抗器ZSDK-33.75kVA/27kV 4節
a)額定容量：33.75kVA;
b)額定電壓：27kV；
c)額定電流：1.25A；
d)電 感 量：100H/單節；
e)品質因素：Q≥30 (f=45Hz)；
f)結 構：干式；
g)重 量：約40kg；
4、電容分壓器FRC-110kV/1000pF 1套
a)額定電壓：110kV；
b)高壓電容量：1000pF；
c)介質損耗：tgσ≤0.5%；
d)分 壓 比：1500：1
e)測量精度：有效值1.5級;
f)重 量：約15kg；
5、補償電容器ZSBC-70kV/10000pF 1套
g)額定電壓：70kV/35kV；
h)高壓電容量：10000pF/20000pF；
i)重量：15kg
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。
串聯諧振在電力系統中應用的優點:
●所需電源容量大大減小.串聯諧振電源是利用諧振電抗器和被試品電容諧振產生高電壓和大電流的,在整個系統中,電源只需要提供系統中有功消耗的部分,因此,試驗所需的電源功率只有試驗容量的1/Q.
●設備的重量和體積大大減少.串聯諧振電源中,不但省去了笨重的大功率調壓裝置和普通的大功率工頻試驗變壓器,而且,諧振激磁電源只需試驗容量的1/Q,使得系統重量和體積大大減少,一般為普通試驗裝置的1/10-1/30.
●改善輸出電壓的波形.諧振電源是諧振式濾波電路,能改善輸出電壓的波形畸變,獲得很好的正弦波形,有效的防止了諧波峰值對試品的誤擊穿.
●防止大的短路電流燒傷故障點.在串聯諧振狀態,當試品的絕緣弱點被擊穿時,電路立即脫諧,回路電流迅速下降為正常試驗電流的1/Q.而并聯諧振或者試驗變壓器方式做耐壓試驗時,擊穿電流立即上升幾十倍,兩者相比,短路電流與擊穿電流相差數百倍.所以,串聯諧振能有效的找到絕緣弱點,又不存在大的短路電流燒傷故障點的憂患.
●不會出現任何恢復過電壓.試品發生擊穿時,因失去諧振條件,高電壓也立即消失,電弧即刻熄滅,且恢復電壓的再建立過程很長,很容易在再次達到閃絡電壓前斷開電源,這種電壓的恢復過程是一種能量積累的間歇振蕩過程,其過程長,而且,不會出現任何恢復過電壓.
用氣體絕緣開關設備GIS(Gas IusulatedSwitchgear)在工廠整體組裝完成以后或分單元進行調整試驗,試驗合格后以分單元運輸的方式運往現場安裝。運輸過程中的振動、撞擊等可能導致GIS元件或組裝件內堅固件松動或移位;安裝過程中,在聯結、密封等工藝處理方面可能失誤,導致電極表面刮傷或安裝錯位引起電極表面缺陷;安裝現場可能從空氣中進入懸浮塵埃、導電微粒雜質等,這些在安裝現場通過常規試驗將難以檢查出來,對GIS的安全運行將是極大的威脅。由于試驗設備和條件所限,早期的GIS產品多數未進行嚴格的現場耐壓試驗。
事故統計表明沒有進行現場耐壓試驗的GIS大都發生了事故。因此,GIS必須進行現場耐壓試驗。GIS的現場耐壓主要包括交流電壓、振蕩操作沖擊電壓和振蕩雷電沖擊電壓等3種試驗方法。其中交流耐壓試驗是GIS現場耐壓試驗最常見的方法,它能夠有效地檢查異常的電場結構(如電極損壞)。目前,由于試驗設備和條件所限,現場一般只做交流耐壓試驗。IEC517和GB7674認定對SF6氣體絕緣試驗電壓頻率在10~300 Hz范圍內與工頻電壓試驗基本等效。國內外大多采用調頻式串聯諧振耐壓試驗裝置進行GIS現場交流耐壓試驗。
23在發電機(電動機)交流耐壓試驗中的應用
發電機定子繞組對地或相間電容量大,如300 MW水輪發電機定子繞組對地電容量高達1?7~2?5μF,工頻耐壓時電容電流達到25~35 A,試驗設備容量數千kVA,采用常規試驗設備時,設備笨重。更為嚴重的是用常規大容量試驗設備時,發電機定子繞組絕緣被擊穿時的故障點短路電流大,會燒損鐵芯,將造成很大的經濟損失。
根據國家標準GB/T16927?2-1997《高電壓試驗技術》第一部分6?2?1?1電壓波形的規定“試驗電壓一般應是頻率為45~65 Hz的交流電壓,通常稱為工頻試驗電壓?！睘榱藵M足發電機交流耐壓試驗電壓頻率為工頻的要求,發電機串聯諧振裝置通常是調感式的,通過調節鐵芯氣隙改變電感從而達到工頻諧振的目的。
3.結論
因串聯諧振試驗裝置的體積、重量和所需要的電源容量遠低于采用傳統的試驗變壓器,大大減輕了現場試驗的工作量;同時諧振裝置具有組合方式靈活,對試品的破壞小等優點。因此,串聯諧振試驗裝置將在電力設備交流耐壓試驗工作中獲得越來越廣泛的應用。
在實際操作之前，我們先要做一些準備工作，比如，我們需要對[串聯諧振裝置做一些理論上的了解。這樣有助于我們組裝和使用設備，我們需要了解的是線該如何連接，設備該如何組裝，以及這樣做的原因是什么等等。接下來，我們先來了解一下變頻串聯諧振耐壓裝置原理.
首先，從變頻串聯諧振耐壓裝置的組裝開始說起，我們都知道串聯諧振是由四個基本儀器組成的：變頻電源、勵磁變壓器、電抗器和分壓器（部分帶有補償電容器）。那么為什么會有一個額外的補償電容器呢？如何連接補償電容器？
我們以一個實驗為例，試驗樣品為長度約為15米、單芯截面為70毫米、長度為8.7/10千伏的電纜。
我們知道電纜的長度，單芯的橫截面積和電壓水平。然后通過電纜容量計算器得到0.0033uf的電纜容量值。我們還可以得到共振頻率和電流值。通過對國家標準的檢查，可以確定試驗的耐受電壓為17.5kV。知道這些有什么用呢？首先，我們需要知道什么是串聯共振。
串聯諧振頻率只能在30～300之間直接工作，且不超過300是有效的。
許多電力用戶直接用0.0033uf作為電容值計算頻率值可能是錯誤的。分壓器上的銘牌表示2500pf的電容值。所以我們需要增加2500pf。這還不夠。我們需要知道電容值和電感值。
這里，電抗器銘牌的電感為60h，電流為1.25A，這樣就可以計算出頻率和電流值。對于測試電纜，可以完成一個電抗器。
開始接線，儀表與電纜接線
將變頻電源接至380V電源，電源輸出線接至勵磁變壓器，并按勵磁變壓器屏圖連接勵磁變壓器并切換卡子。接地可變電壓輸出線用于連接電抗器。電抗器與分隔器相連。有兩條除法器數據線。這里，只有一條線路（另一條備用線路）用于連接變頻電源。然后分別對變頻電源的接地端子、勵磁變壓器和分壓器進行接地。許多電工會忘記勵磁變壓器的X端也需要接地。這是對在現場接受培訓的電工的特別提醒。
補償電容器能否用于現場試驗。如何連接補償電容器來計算頻率需要增加補償電容值，否則不能。當增加補償電容器時，補償電容器直接并聯到分壓器上，接地端子可以接地。補償電容器作為主變壓器時需要連接，因為主變壓器電容器的值很小，所以我們將補償電容器作為主變壓器時連接。
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儀表組裝連接
電抗器和分壓器之間的電線直接連接到待測試電纜的相位。電纜的其他兩相和屏蔽線接地，電纜的另一端用樹木隔開。注：在連接電纜前，應對電纜進行絕緣試驗，以確認各相與地、相與相之間的絕緣完好。接線完成后，接通電源，設置變頻電源。主要修改有兩個地方，一個是試驗電壓，另一個是耐受電壓時間。設置完成后，第一個測試為自動測試，第二個測試為手動測試。
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