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中試控股技術研究院魯工為您講解：電纜試驗諧振測試儀（電科院）

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

串聯諧振試驗中控制逆變器的方法有調幅控制和脈沖調頻控制兩種。脈沖頻率調制方法實現起來比較簡單，可以在下面兩種情況下使用。 
1 )如果負載對工作頻率范圍沒有嚴格限制,這時頻率必須跟蹤,但相位差可以存在而不處于諧振工作狀態。 
2 )如果負載的Q值較高,或者功率調節范圍不是很大,則較小的頻率偏差就可以達到調功的要求。 
脈沖頻率調制方法的主要缺點是工作頻率在功率調節過程中不斷變化,導致集膚深度也隨之而改變,在某些應用場合如表面淬火等，集膚深度的變化對熱處理效果會產生較大的影響,這在要求嚴格的應用場合中是不允許的。 
變頻串聯諧振試驗裝置是用于鑒定電氣設備絕緣強度，它對于判斷電氣設備能否投入運行具有決定性的意義，也是用來保證設備絕緣水平,避免發生絕緣事故的重要手段。因為變頻串聯諧振試驗裝置能充分反映電氣設備在交流電壓下運行的實際情況，能真實有效的發現絕緣缺陷。 

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

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。
該裝置主要針110kV及以下電纜等所有電氣主設備的交流耐壓試驗設計制造。電抗器采用多只分開設計，既可滿足高電壓、小電流的設備試驗條件要求，又能滿足象6kV電纜這樣的低電壓的交流耐壓試驗要求，具有較寬的適用范圍，是地、市、縣級高壓試驗部門及電力安裝、修試工程單位理想的耐壓設備。
該裝置主要由變頻電源、激勵變壓器、電抗器、電容分壓器組成。
我公司調頻諧振裝置主要功能及其技術特點：
裝置具有過壓、過流、零位啟動、系統失諧（閃絡）等保護功能，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。
整個裝置單件重量很輕，最大不超過60kg，便于現場使用。
裝置具有多種工作模式，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、半自動模式、手動模式、
能存儲，存入的數據編號是數字，方便的幫助用戶識別和查找。
裝置自動掃頻時頻率起點可以在規定范圍內任意設定，同時液晶大屏幕顯示測頻和試驗頻率一致，方便使用者直觀了解是否找到諧振點。
采用了ARM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。
技術特點歸納：先進的數字、功率技術；功率器件全部采用的德國英飛凌，日本富士的IGBT智能模塊，芯片采用英特爾的原裝器件等

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

串聯電路諧振時，其電抗 X(ω0)＝0，所以電路的復阻抗 Z ω0 = R 呈現為一個純電阻，而且阻抗為最小值。諧振時，雖然電抗 X＝ XL—Xc=0，但感抗與容抗均不為零，只是二者相等。我們稱諧振時的 感抗或容抗為串聯諧振電路的特性阻抗，記為ρ，即 ρ = ω0L = 1 ω0C = 1 LC | L = L C ρ的單位為歐姆，它是一個由電路參數 L、C 決定的量，與頻率 無關。工程上常用特性阻抗與 9 并稱此比值為串聯電路的品質因數，用 Q 表示，即 Q = ρ R = ω0L R = 1 ω0CR = 1 R L C 品質因數又稱共振系數，有時簡稱為 Q 值。它是由電路參數 R、 L、C 共同決定的一個無量綱的量。

串聯諧振時的電壓關系：

諧振時各元件的電壓分別為 URO = RI O = US ULO = jω0LIO = jω0L U s R = jQUs UCO = j 1 ω0C o =| j 1 ω0C US R =| jQUS 即諧振時電感電壓和電容電壓有效值相等，均為外施電壓的 Q 倍，但電感電壓超前外施電壓 90°，電容電壓滯后外施電壓 90°， 總的電抗電壓為 0。在電路 Q 值較高時，電感電壓和電容電壓的數值 都將遠大于外施電壓的值，所以串聯諧振又稱電壓諧振。常見的試品如變壓器、GIS 系統、SF6 斷路器、電流互感器、電 力電纜、套管等均為容性，系統配備的電抗器為感性，試驗時先通過 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上產生較高的試驗電壓。在實際現場應用中試品上的高壓電壓和低壓電壓遵循以下公式：U 試 = QU 激 其中：U 試為高壓諧振試驗電壓，Q 為系統串聯諧振的品質因數， U 激為激勵變壓器輸出電壓。10 例如：假設系統串聯諧振的品質因數 Q 為 30，激勵變壓器選擇 16kV 的抽頭，激勵變壓器額定輸入電壓為 400V，如果激勵變壓器輸 入電壓為 100V 時，高壓電壓計算步驟如下：①計算激勵變壓器變比 激勵變壓器變比 N=激勵變壓器所選抽頭電壓/輸入額定電壓 即：N=16kV/400V=16000/400=40 ②計算激勵變壓器輸出電壓 激勵變壓器輸出電壓=激勵變壓器輸入電壓*激勵變壓器變比 即：U 激=100V*40=4kV ③計算高壓諧振試驗電壓 高壓諧振試驗電壓=激勵變壓器輸出電壓*系統品質因數 即：U 試=4kV*30=120kV 故系統最終的高壓諧振試驗電壓為 120kV。隨著如今電力工業的發展，設備電壓等級越來越高，在電力預防性或是交接試驗中，試驗設備的電壓等級相應也越高。在眾多試驗設備中，串聯諧振使用愈加廣泛。在高電壓等級串聯諧振中，常會見到諧振生產商配給用戶的絕緣底座，那么在試驗過程中，絕緣底座起到什么作用呢？

1、絕緣底座首先是起到絕緣的作用。避免因為絕緣等級不夠產生爬電、放電、閃絡等影響試驗進程。

2、防止電抗器因為漏磁通產生渦流、發熱、機械振動等引起試驗效率的降低、噪音等問題。

3、降低疊裝難度，增加安全系數。中試控股在現場使用中，由于試驗條件的限制，環境因素導致如疊裝太高造成的重心不穩，危及試驗人員或是設備安全等問題