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中試控股技術研究院魯工為您講解：變頻串聯諧振交流耐壓試驗裝置（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

    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。

    3 消除鐵磁諧振的措施和方法

    (1) 采用質量好，技術性能優，鐵心不易飽和的電壓互感器。

    (2) 提高斷路器的檢修質量，確保合閘操作的同期性，減少操作過電壓。

    (3) 必要時可采用改變操作順序，以避免操作過程中產生諧振的條件。

    (4) 對在空載母線的充電中產生的諧振，可以采用投入空載線路的方法，以改變其諧振的條件。

    (5) 傳統采用消諧的措施是在電壓互感器的開口三角側接上一個燈泡，該方法屬于較為原始的方法，隨著系統容量的增大和電纜線路的增加，實踐運行表明該方法的消諧效果不是很明顯。

    (6) 另一種方法是采用在電壓互感器二次側的開口三角上加裝一種可控硅多功能消諧裝置的方法，但該方法需要采用外加交流電源，有時由于裝置的電子器件發生短路也會目前使用的另外一種消諧裝置是在電壓互感器的一次側中性點上串接LXQ型非線性電阻，以限制其產生諧振的方法，由于該方法具有安裝簡便、結構簡單、消諧效果明顯的特點，目前得到廣泛的應用，具有較高的推廣使用價值。

    4 結束語中性點不接地系統發生諧振的直接因素是系統過電壓，其根本原因是電壓互感器出現飽和，造成互感器的感抗改變，至于采用何種消諧方法，應該根據實際情況，結合系統的運行方式，分別采取措施，以達到預期的目的。中試控股技術博士為您解答：變頻諧振耐壓試驗應是交流耐壓試驗，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，且大電流的工作電源在現場不易取得。采用串、并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。電容電流測試儀直接從PT的二次側測量配電網的電容電流，只需將測量線接于PT的開口三角端就可以測量出電容電流的數據。

對于試驗頻率范圍，國內外有四種看法：第一類是寬頻范圍(30-300HZ)；第二類是工頻范圍；第三類是接近工頻；第四類是超低頻。

根據國際大電會議GIGRE的研究，得出頻率30-300HZ范圍內，交聯聚乙烯電纜內部幾種典型絕緣缺陷的擊穿特性沒有明顯的差別，是可信的，得到了普遍的采用，這種交流電壓可以重現與運行工況下相同的電場，并已證明是有效的方法，如江西電網電力設備預防性試驗規程就推薦30-300HZ的諧振耐壓試驗。