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中試控股技術研究院魯工為您講解：串聯諧振耐壓試驗裝置（電力院）

ZSBP-108KVA/108KV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置

全自動模式、半自動模式、手動模式

實時顯示試驗狀態，用戶可根據試驗狀態進行相應操作。

參考標準：DL/T 849.6-2016，DL/T 474.4-2018

變頻串聯諧振耐壓試驗裝置：變頻串聯諧振耐壓試驗裝置采用了調節電源的頻率的方式使得電抗器與被試電容器實現諧振，在被試品上獲得高電壓大電流，是當前高電壓試驗的一種新的方法和潮流，在國內外已經得到廣泛的應用。
采用了專用的SPWM數字式波形發生芯片，頻率分辨率16位，在20~300Hz時頻率細度可達0.1Hz；采用了正交非同步固定式載波調制方式，確保在整個頻率區間內輸出波形良好；功率部分采用了先進的IPM模塊，在小重量下確保儀器穩定和安全。

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。元器件（純進口）：功率器件：德國英飛凌，模塊：日本富士IGBT，芯片：英特爾等

參數

變頻串聯諧振耐壓試驗裝置采用了調節電源的頻率的方式使得電抗器與被試電容器實現諧振，在被試品上獲得高電壓大電流，是當前高電壓試驗的一種新的方法和潮流，在國內外已經得到廣泛的應用。
采用了專用的SPWM數字式波形發生芯片，頻率分辨率16位，在20~300Hz時頻率細度可達0.1Hz；采用了正交非同步固定式載波調制方式，確保在整個頻率區間內輸出波形良好；功率部分采用了先進的IPM模塊，在小重量下確保儀器穩定和安全。
1、輸入:電壓220V或者380V ±10%
2、頻率：45/65Hz
3、輸出電壓：0-250V
4、輸出波形：正弦波
5、頻率調節范圍：30-300Hz
6、頻率分辨率：0.01Hz
7、頻率穩定度：0.1%
8、頻率步進值：5Hz,1Hz，0.1Hz，0.01Hz
9、電壓分辨率：0.1kV
10、電壓測量精度：1.5%
11、電壓步進值： 1%，0.5%，0.1%，0.01%
12、運行連續工作時間：60分鐘

全套系統的配置用法說明：
變頻電源單獨可靠接地。
激勵變壓器一般有好幾個高壓端輸出：
用于10kV電纜的耐壓裝置，激勵變高電壓輸出部分和電抗器之間連接，一般接電壓低一些的電壓端，比如2kV；
用于35kV電纜的耐壓裝置，35kV電纜的耐壓，激勵變高電壓輸出部分和電抗器之間連接，一般接電壓較高一點的電壓端，比如3-4kV；
用于110kV電纜的耐壓裝置，110kV電纜的耐壓，激勵變高電壓輸出部分和電抗器之間連接，一般接電壓高端比如5-6kV；（110kV變壓器）
用于110kV互感器，組合電器，開關等的耐壓裝置，激勵變高電壓輸出部分和電抗器之間連接，一般接電壓高端比如10--15kV；
電抗器和分壓器：本裝置含有自檢功能即不帶任何被試品情況下可以自諧升壓；電抗器必須保證2節以上疊在一起串聯起來和分壓器組成諧振回路產生高壓。被試品的連線一般接在比較重的電抗器頂端，這樣不至于被張力拉倒。電抗器使用時，電抗器底部不要放在金屬板上面，因為電抗器是個開口磁路，試驗時和鐵板會產生渦流長時間會燒壞電抗器。
產品概述
1、目前在國際和國內已有越來越多的XLPE交聯聚乙烯絕緣的電力電纜替代原來的充油油紙絕緣的電力電纜。但在交聯電纜投運前的試驗手段上由于被試容量大和試驗設備的原因，仍沿襲使用直流耐壓的試驗方法。近年來國際、國內的很多研究機構的研究成果表明直流試驗對XLPE 交聯聚乙烯電纜有不同程度的損害。有的研究機構觀點認為XLPE 結構具有承儲積累單極性殘余電荷的能力，當在直流試驗后，如不能有效的釋放直流殘余電荷，投運后在直流殘余電荷加上交流電壓峰值將可能致使電纜發生擊穿。國內一些研究機構認為，交聯聚乙烯電纜的直流耐壓試驗中，由于空間電荷效應，絕緣中的實際電場強度可比電纜絕緣的工作電場強度高達11倍。交聯聚乙烯絕緣電纜即使通過了直流試驗不發生擊穿，也會引起絕緣的嚴重損傷。其次，由于施加的直流電壓場強分布與運行的交流電壓場強分布不同。直流試驗也不能真實模擬運行狀態下電纜承受的過電壓，并有效的發現電纜及電纜接頭本身和施工工藝的缺陷。因此，使用非直流的方法對交聯電纜進行耐壓試驗就越來越受到人們的重視。同時，各種大型變壓器的交流耐壓試驗，火力及水力發電機的交流耐壓試驗也定期進行。這些設備的試驗要求的試驗設備容量大，，通常情況下采用諧振的方法進行試驗，但必須是在工頻條件下或等效工頻條件下進行。等效工頻條件一般采用45—65HZ的頻率范圍，但是很多試驗單位要求30-300HZ試驗電源對這類設備進行交流耐壓試驗。另外還有一種低頻設備，0.1HZ的超低頻設備耐壓儀，他有一個弊端就是電壓很難做到很高，在行業里推廣使用一直沒有得到用戶的大面積認可。串聯諧振裝置的應用很快就得到市場的認可，他是真實模擬運行狀態施加電壓，能夠很快的發現被試設備本身狀態情況。
我公司系列串聯諧振裝置主要用于10kV、35kV、66kV、110kV、220kV的交聯橡塑電力電纜，66kV、110kV、220kV的組合電器（GIS）的變頻交流耐壓試驗，水力和火力發電機或電力變壓器等的工頻交流耐壓試驗。其基本原理是采用可調節（30-300HZ）串聯諧振試驗設備與被試品電容諧振產生交流試驗電壓。由于電纜的電容量較大，采用傳統的工頻試驗變壓器很笨重、龐大、大電流的工作電源現場不易取得，因此一般都采用串聯諧振交流耐壓試驗設備。其輸入電源的容量顯著降低，重量減輕，便于使用和運輸。初期都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。因此現在大多采用變頻諧振，可以得到更高的品質因數（Q值），并具有自動調諧、多重保護、以及降低噪音、靈活的組合方式、單件重量輕等優點。

結構： 采用干式結構,絕緣耐熱等級H級,滿足干式變壓器國家規范要求；高﹑低壓繞組間和鐵芯設靜電屏蔽,既作為勵磁變,又是隔離變；內置過電壓保護,防止擊穿反擊。

為了防止電擊，接地導體必須與地面相連。在與本產品輸入或輸出終端連接前，應確保本產品已正確接地。
注意所有終端的額定值：為了防止火災或電擊危險，請注意本產品的所有額定值和標記。在對本產品進行連接之前，請閱讀本產品使用說明書，以便進一步了解有關額定值的信息。
在有可疑的故障時，請勿操作：如懷疑本產品有損壞，請本公司維修人員進行檢查，切勿繼續操作。
請勿在潮濕環境下操作
請勿在易爆環境中操作
保持產品表面清潔和干燥

1、 裝置具有過壓、過zhi流、零位dao啟動、系統失諧（閃絡）內等保護功容能，過壓過流保護值可以根據用戶需要整定，試品閃絡時閃絡保護動作并能記下閃絡電壓值，以供試驗分析。

2、 整個裝置單件重量很輕，最大不超過40kg，便于現場使用。

3、 裝置具有三種工作模式，方便用戶根據現場情況靈活選擇，提高試驗速度。工作模式為：全自動模式、手動模式、自動調諧手動升壓模式。

4、 能存儲和異地打印數據，存入的數據編號是數字，方便的幫助用戶識別和查找。

5、 裝置自動掃頻時頻率起點可以在規定范圍內任意設定，掃頻方向可以向上、向下選擇，同時液晶大屏幕顯示掃描曲線，方便使用者直觀了解是否找到諧振點。

6、 采用了DSP平臺技術，可以方便的根據用戶需要增減功能和升級，也使得人機交換界面更為人性化。

 試驗時注意事項

1、在做試驗時，變頻電源與電抗器之間的距離盡可能為大，以避免發生安全事故；

2、串聯諧振試驗裝置的變頻電源部分為觸摸屏形式，在點動屏幕時，動作要輕，如果在觸屏操作時用力過猛或速度太快，就有可能無法進入下一個菜單或機器不能啟動；需要按一下復位鍵再返回主菜單，間隔5秒鐘之后再啟動，或者直接關閉電源再啟動；

3、在對設備進行參數設置時，“裝置電壓”這一欄不能更改，“裝置電壓”指的是出廠試驗時與分壓器配套設置的，如果“裝置電壓”改變了，分壓器采樣信號就會有所改變，測出來的試驗電壓有可能偏大或偏小，對被試品的耐壓試驗就有一定的影響。所以試驗人員在裝置開機時就要把“裝置電壓”記錄下來，以避免裝置電壓在誤動以后，好查閱并更改；

4、在做電容量較大或損耗較高的被試品試驗時，例如“發電機，容量大的電機，1.5km以上的電纜”，系統Q值較低，設置“輸出電壓”為30V～50V之間，在一般情況下，“輸出電壓”設置為10V～20V之間。在做10kV以下，長度500m以內電纜試驗時，應選擇較低的勵磁電壓，“輸出電壓”為設置10V。否則，在找諧振點時，試驗電壓會超過被試品的額定耐壓值，這時系統Q值較高，容易造成被試品擊穿。串聯諧振試驗裝置又叫做串聯諧振，可分為調頻式和調感式。變頻串聯諧振裝置一般是由變頻電源、勵磁變壓器、電抗器和電容分壓器組成。被試品的電容與電抗器構成串聯諧振連接方式，分壓器并聯在被試品上，用于測量被試品上的諧振電壓，并作過壓保護信號。

我們知道，在回路頻率時，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。

串聯諧振試驗裝置設備保存和維護：

1、存放于干燥、清潔場地，防止雨水、灰塵進入部件內部；

2、如若長期不使用，正常天氣至少2個月應通電一次時間不少于半小時，雨季及潮濕期應每隔一個月通電一次，通電時間半小時，以驅除設備內的潮氣防止電子元器件的銹蝕，影響正常使用。

3、定期檢查裝置各部件，確保各接頭緊固無松動；

4、更換打印紙，機器采用熱敏打印紙并且是前換紙式當需要換紙時只要按POST鍵鈕打印紙艙門就會打開可以將新打印紙裝入。

 此次講解的儀器為：ZSBP-120KVA/30KV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置

準備工作，選取電纜，以做耐壓試驗

此次演示的目的，需要了解：如何接線，如何組裝。

原理

說到組裝，大家都知道串聯諧振是由，變頻電源、激勵變壓器、電抗器和分壓器4個基本儀器組成。但可能某些公司購買會涉及到補償電容，今天的試驗就含有補償電容

那么為什么多了個補償電容呢？補償電容怎么接線呢？

在現場以一根長約15米，單芯截面積為70mm，8.7/10KV的電纜為試驗品。

我們知道了電纜的長度，單芯截面積，電壓等級，那我們就能通過我司網站中的電纜容量計算器得出電纜容量值為0.0033uF，還能得出諧振頻率，和電流值，并且通過查看國標確認我們需做試驗的耐壓為17.5KV。

那么得出這些有什么用呢？首先我們需要知道什么是串聯諧振？

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。