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中試控股技術研究院魯工為您講解：10KV交聯聚乙烯電纜交流耐壓試驗裝置

ZSBP-270kVA/108kV變頻串聯諧振試驗裝置

35kV/300mm2電纜2km的交流耐壓試驗，電容量≤0.389uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓52kV，試驗時間60min。
10kV/400mm2電纜5km的交流耐壓試驗，電容量≤2.1uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓22kV，試驗時間5min。
35kV開關柜、互感器、母線母盤的交流耐壓試驗，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓95kV，試驗時間1min。

參考標準：DL/T 849.6-2016，DL/T 474.4-2018

變頻串聯諧振試驗裝置：ZSBP系列變頻串聯諧振耐壓試驗裝置，中試控股采用調節電源頻率的方式，使得電抗器與被試電容器實現諧振，從而在被試品上獲得高電壓大電流，因其所需電源功率小、設備重量輕體積小在國內外得到了廣泛應用，是當前高電壓試驗的新方法和潮流。

交流耐壓試驗是電力設備絕緣強度有效和直接的方法，是電力預防性試驗的一項重要內容。 此外，由于交流耐壓試驗電壓一般比運行電壓高，因此通過試驗后，設備有較大的安全裕度，因此交流耐壓試驗是電力設備安全運行的一種重要手段。一般變頻串聯諧振試驗裝置來進行交流耐壓試驗。  
試驗電壓的確定交流耐壓試驗中，關鍵的問題就是正確選擇試驗電壓的數值，一方面要求能保證絕緣水平，另一方面要考慮因試驗電壓過高而引起的絕緣劣化。

220KV串聯諧振交流耐壓裝置可以做什么? 
變頻串聯諧振成套耐壓試驗裝置適用于大容量，高電壓的電容性試品的交接和預防性試驗；

主要針對220KV及以內的電力電纜、變壓器、斷路器/開關、開關柜、避雷器、電壓互感器、電流互感器、套管、支柱絕緣子、電抗器、母線、隔離開關、輸電線路、發電機、電動機、熔斷器、電容器、接觸器、配電箱、絕緣材質、變電站系統的交流耐壓試驗。

裝置主要技術參數及功能：
1. 額定容量：270kVA；
2. 輸入電源：單相220或三相380V電壓，頻率為50Hz；
3. 額定電壓：27kV；54kV；108kV
4. 額定電流：10A；5A；2.5A
5. 工作頻率：30-300Hz；
6. 裝置輸出波形：正弦波
7. 波形畸變率：輸出電壓波形畸變率≤1%；
8. 工作時間：額定負載下允許連續60min；過壓1.1倍1分鐘；
9. 溫 升：額定負載下連續運行60min后溫升≤65K；
10. 品質因素：裝置自身Q≥30(f=45Hz)；
11. 保護功能： 對被試品具有過流、過壓及試品閃絡保護(詳見變頻電源部分)；
12. 測量精度：系統有效值1.5級；
串聯諧振工作環境：
1. 環境溫度：－100C –50 0C;
2. 相對濕度：≤90%RH;
3. 海拔高度: ≤1000米；
簡易讀懂：變頻串聯諧振耐壓試驗裝置可以做什么?
變頻串聯諧振成套耐壓試驗裝置適用于大容量，高電壓的電容性試品的交接和預防性試驗，主要針對電力電纜、變壓器、斷路器/開關、開關柜、避雷器、電壓互感器、電流互感器、套管、支柱絕緣子、電抗器、母線、隔離開關、輸電線路、發電機、電動機、熔斷器、電容器、接觸器、配電箱、絕緣材質、變電站系統的交流耐壓試驗，對被測試品做承受過電壓預防交流試驗和交接交流試驗。
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

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。

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。

對象1：10kV/300mm2電纜3km；電抗器組合方式：電抗器六節并聯；勵磁抽頭選擇：4kv；試驗電壓：≤22kV。

對象2：110kV及以下電壓等級GIS；電抗器組合：電抗器六節串聯；勵磁抽頭選擇：16kv，試驗電壓：265kv。

對象3：35kV及以下電壓等級GIS；電抗器組合：電抗器三節串聯；勵磁抽頭選擇：4kv，試驗電壓：95kv。

 在電阻（R）、電感（L）及電容（C）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，電路呈現電阻性，這種電路特征即諧振電路，當電路發生串聯諧振時電路的阻抗Z=√R^2+(XC-XL)^2=R，電路中總阻抗最小，電流最大。

串聯諧振電路阻抗計算

 串聯諧振電路阻抗計算

串聯諧振電路電流和電壓同相位時，即感抗==容抗，電路中電流最大，產生諧振條件。

電路中阻抗最小即：Z=R+jXL-jXC=R

 串聯諧振電路電流計算

設：諧振電路功率因素為1：

 功率因素計算

串聯諧振電力中諧振頻率計算

 諧振頻率計算

諧振電路產生諧振條件時，與電阻無關，可調節試驗電源頻率，電感L和電容C，即可找到諧振頻率點。

串聯諧振電路中Q值計算公式

 串聯諧振電路中Q值計算公式

品質因數是衡量諧振電路的整體質量，Q值越高，品質越好，可取范圍10~100之間，根據不同試品取值不同，串聯諧振裝置取值一般在36~50之間。

串聯諧振電路總結

諧振電路的運用主要是在原理上難以理解，通過電路公式的推算是完全可以將試驗結果得出，交叉的就是電阻，電容和電感三個電參量，從而實現了只需要調節頻率、電容或電感就能達到諧振的目的，完全無需考慮電阻，現階段關于諧振電路的測試設備是集成芯片控制，將原理的計算方法，公式在生產過程中依據設計方案寫入存儲中，不需要再通過復雜的計算就可以輕松得到試驗的結果值。

串聯諧振電路典型產品案例

上圖串聯諧振裝置，現場是通過調節電抗的連接方式，實現了主變的交流耐壓試驗，控制部分為改變輸出頻率，紅色部分是電抗串聯，如果對于部分測試對象，同樣可以調節電容量。

電纜串聯諧振耐壓裝置主要功能

（1）全系調頻系列產品是由嵌入式觸摸屏控制，操作簡單，皮實耐用。

（2）自動掃頻，尋找諧振點，頻率范圍20~310Hz，全頻掃描僅需45秒，相比同行業頻率更寬，速率更快。

（3）多模態操作方式，完全滿足自動 / 半自動 / 手動試驗，用戶自由選擇試驗程序，系統自動按設置的程序完成試驗過程。

 （4）自動試驗時，自動跟蹤系統的諧振狀態，當諧振狀態發生變化，超過設置的區域時，系統自動跟蹤諧振點，在整個過程中保證系統工作在最佳狀態，調頻時同時繪制頻率電壓曲線，直觀顯示。

（5）耐壓時自動跟蹤一次電壓，當壓降超過額定5~8%時，電壓自動補償。

（6）全壓輸出保護，在調壓過程中嚴格保證變頻電源不會全電壓輸出，軟件經過嚴格模擬運行檢驗，運行安全、穩定、可靠。

（7）試驗完成數據自動儲存，并支持外部儲存器，支持數據查詢，數據導出等。

（8）液晶顯示屏可顯示電壓，電流，頻率，耐壓時間，過壓保護，第一階段等相關參數。

（9）獨立設計結構，變頻電源內部結構及其各元器件經過反復顛簸測試，預防顛簸結構松動，變形等現象。

（10）保護功能：

閃絡保護：具有斷電、過流、過壓及閃絡保護功能；

過電壓保護：可人工設定過電壓保護值；當整套裝置的輸出電壓達到保護整定值時，自動切除整套裝置；

過電流保護：可人工設定過電流保護值；當整套裝置的輸出電流達到保護整定值時，自動切除整套裝置；

擊穿保護：具有放電或閃絡保護功能，當高壓側發生對地閃絡時，自動切除整套裝置。不會對試驗設備和人身造成傷害，變頻電源內電子元件不會擊穿；

斷電保護：試驗電源斷電后，裝置能快速保護。