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中試控股技術研究院魯工為您講解：電纜試驗諧振裝置（電科院）

ZSBP-108KVA/108KV變頻串聯(lián)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(tài)，用戶可根據(jù)試驗狀態(tài)進行相應操作。

參考標準：DL/T 849.6-2016，DL/T 474.4-2018

變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置：變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置采用了調(diào)節(jié)電源的頻率的方式使得電抗器與被試電容器實現(xiàn)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(nèi)外已經(jīng)得到廣泛的應用。
采用了專用的SPWM數(shù)字式波形發(fā)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(diào)制方式，確保在整個頻率區(qū)間內(nèi)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(wěn)定和安全。

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。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(lián)諧振試驗中控制逆變器的方法有調(diào)幅控制和脈沖調(diào)頻控制兩種。脈沖頻率調(diào)制方法實現(xiàn)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(tài)。 
2 )如果負載的Q值較高,或者功率調(diào)節(jié)范圍不是很大,則較小的頻率偏差就可以達到調(diào)功的要求。 
脈沖頻率調(diào)制方法的主要缺點是工作頻率在功率調(diào)節(jié)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(chǎn)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(lián)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(fā)生絕緣事故的重要手段。因為變頻串聯(lián)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(fā)現(xiàn)絕緣缺陷。 

參數(shù)
變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置采用了調(diào)節(jié)電源的頻率的方式使得電抗器與被試電容器實現(xiàn)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(nèi)外已經(jīng)得到廣泛的應用。
采用了專用的SPWM數(shù)字式波形發(fā)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(diào)制方式，確保在整個頻率區(qū)間內(nèi)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(wěn)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(diào)節(jié)范圍：30-300Hz
6、頻率分辨率：0.01Hz
7、頻率穩(wěn)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(xù)工作時間：60分鐘

不會出現(xiàn)任何恢復過電壓。試品發(fā)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(xiàn)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(diào)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(tǒng)失諧（閃絡）等保護功能，過壓過流保護值可以根據(jù)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(xiàn)場使用。
裝置具有多種工作模式，方便用戶根據(jù)現(xiàn)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(shù)據(jù)編號是數(shù)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(guī)定范圍內(nèi)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(jù)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(shù)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(jié)構(gòu)： 采用干式結(jié)構(gòu),絕緣耐熱等級H級,滿足干式變壓器國家規(guī)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(nèi)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(chǎn)品輸入或輸出終端連接前，應確保本產(chǎn)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(chǎn)品的所有額定值和標記。在對本產(chǎn)品進行連接之前，請閱讀本產(chǎn)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(chǎn)品有損壞，請本公司維修人員進行檢查，切勿繼續(xù)操作。
請勿在潮濕環(huán)境下操作
請勿在易爆環(huán)境中操作
保持產(chǎn)品表面清潔和干燥

變頻串聯(lián)諧振儀器優(yōu)點：

1、所需電源容量大大減小。串聯(lián)諧振電源是利用諧振電抗器和 被試品電容諧振產(chǎn)生高電壓和大電流的，在整個系統(tǒng)中，電源只需要 提供系統(tǒng)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。

2、設備的重量和體積大大減少。串聯(lián)諧振電源中，不但省去了 笨重的大功率調(diào)壓裝置和普通的大功率工頻試驗變壓器，而且，諧振 勵磁電源只需試驗容量的 1/Q，使得系統(tǒng)重量和體積大大減少，一般 為普通試驗裝置的 1/10-1/30。

3、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。

4、防止大的短路電流燒傷故障點。在串聯(lián)諧振狀態(tài)，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(lián)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(shù)百倍。所以串聯(lián)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 的隱患。

5、不會出現(xiàn)任何恢復過電壓。試品發(fā)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(xiàn)任何恢復 過電壓。

串聯(lián)諧振的產(chǎn)生原理：

諧振是由 R、L、C 元件組成的電路在一定條件下發(fā)生的一種特殊 現(xiàn)象。首先，我們來分析 R、L、C 串聯(lián)電路發(fā)生諧振的條件和諧振時 電路的特性。圖 1 所示 R、L、C 串聯(lián)電路，在正弦電壓 U 作用下，其 復阻抗：Z = R + j ωL | 1 ωC = R + j XL | XC = R + jX 式中電抗 X＝XL—Xc 是角頻率ω的函數(shù)，X 隨ω變化的情況如圖 2 所示。當ω從零開始向∞變化時，X 從﹣∞向﹢∞變化，在ω＜ω0 時、X＜0，電路為容性；在ω＞ω0時，X＞0，電路為感性；在ω＝ ω0時 圖 1 圖 2 Χ(ω0) = ω0L | 1 ω0C = 0 （式 1） 8 此時電路阻抗 Z(ω0)＝R 為純電阻。電壓和電流同相，我們將電 路此時的工作狀態(tài)稱為諧振。由于這種諧振發(fā)生在 R、L、C 串聯(lián)電路 中，所以又稱為串聯(lián)諧振。式 1 就是串聯(lián)電路發(fā)生諧振的條件。由此 式可求得諧振角頻率ω0如下：ω0 = 1 LC 諧振頻率為 f0 = 1 2π LC 由此可知，串聯(lián)電路的諧振頻率是由電路自身參數(shù) L、C 決定 的．與外部條件無關，故又稱電路的固有頻率。當電源頻率一定時， 可以調(diào)節(jié)電路參數(shù) L 或 C，使電路固有頻率與電源頻率一致而發(fā)生諧 振；在電路參數(shù)一定時，可以改變電源頻率使之與電路固有頻率一致 而發(fā)生諧振。