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中試控股技術研究院魯工為您講解：電纜檢查試驗儀（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

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
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。

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。

串聯諧振在電力系統應用中的優點：
1、所需電源容量大大降低。串聯諧振電源是利用諧振電抗器和被試品的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，試驗所需要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的減少。串聯諧振電源中，不但省去了笨重的大功率調壓裝置和大功率試驗變壓器，而且，諧振激磁電源只需要試驗容量的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1/5-1/30.
3、改善輸出電壓的波形。諧振電源是諧振式濾波電容，能改善輸出電壓的波形畸變，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，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。

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

我們已知，在回路頻率f=1/2π√LC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。

原理圖

串諧“系統容量/電壓等級”快速選型

1、串諧系統容量的公式

其中：

U-試驗電壓(注意)

f-諧振頻率（也就是系統真實的工作頻率）

C-電容量

2、常規電纜對應的試驗電壓。U（見右圖）

3、電纜試驗諧振頻率。 一般取f=35Hz

4、電容量。C

5、串諧系統容量W算法

3、示范GDTF-108kVA/108kV串諧常規試驗對象

(1)、電纜：

10kV/35kV電壓等級

(2)、主變：

10kV/2.5MVA 35kV/3.5MVA 110kV/20MVA （中性點試驗）

10kV/4MVA 35kV/10MVA 110kV/50MVA （中性點試驗，試驗電壓≤80kV）

10kV/10MVA 110kV/180MVA（中性點試驗）

(3)、其它類

10kV開關、PT、CT的交流耐壓試驗

35kV及以下電壓等級隔離開關、斷路器的交流耐壓試驗

35kV開關柜的交流耐壓試驗

(3)、其它類

10kV開關的交流耐壓試驗。

35kV開關、GIS、互感器、絕緣子等變電站設備的交流耐壓試驗。

66kV及其以下電壓等級的CT、PT、開關、斷路器、絕緣子、母線的交流耐壓試驗

110kV及其以下電壓等級的GIS 、CT、PT、開關、斷路器、絕緣子、避雷器、母線的交流耐壓試驗

變頻串聯諧振耐壓裝置的工作原理及不同測試項目的測試原理和注意事項：

串聯諧振電路等效電路如下：

U：勵磁變壓器勵磁繞組的輸出電壓串聯和并聯。變頻電源控制可以從0連續變化到Umax（Umax是勵磁變壓器的高壓繞組串聯后的額定輸出電壓），并且頻率從30Hz連續變化到300Hz。

R：是串聯諧振電路的等效電阻，包括相當于高壓側的勵磁變壓器的內阻。、高壓電抗器的高內阻、樣品的內阻和測試電暈損耗的等效電阻。

L：是串聯電路的等效電感，即勵磁變壓器相當于高側漏感、諧振電抗器電感。在實際測試中，與諧振電抗器的諧振相比，勵磁變壓器的漏電感相對較小，可以忽略不計。因此，在粗略計算中，可以認為電抗器的電感是諧振電路的等效電感。在實際測試中，反應器可具有多個系列和平行線。此時的回路電感是串聯和并聯連接的多個電抗器的電感。在計算電抗器的串并聯電感時，可以忽略內部電阻并根據純電感串并聯連接計算。

C：是串聯 - 并聯諧振電路的負載電容和分壓器電容之和。由于分壓器的電容很小，粗略計算時可以忽略不計。當負載電容可以與它進行比較時，它應該參與計算。

電源由變頻電源供電。在通過激勵變壓器提升初始電壓之后，將高電壓施加到電抗器L和測試產品CX。通過改變變頻電源的輸出頻率，循環在字符串中。

共振狀態;保持頻率恒定，調節變頻電源的輸出電壓，使樣品上的電壓達到

達到理想的價值。環路的諧振頻率取決于測試對象的電容CX和電感L，以及諧振頻率f = 1 /（2π√LC）。

兩個、變頻串聯諧振耐壓器件通用測試