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中試控股技術研究院魯工為您講解：電纜浸水耐壓試驗裝置

ZSBP-54KVA/54KV變頻串聯諧振成套試驗裝置

10kV/300mm2的電纜，長度1km，電容量≤0.378uF試驗頻率為30-300Hz,試驗電壓22kV。
35kV/300mm2的電纜，長度0.5km，電容量≤0.01uF試驗頻率為30-300Hz,試驗電壓52kV。

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：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。

中試控股系統主要性能及參數
1、電源電壓：   220V±10%、50Hz；
  2、額定容量：  54KVA；
  3、輸出電壓：    54KV， 
  4、輸出電流：   1A，2A，
  5、輸出電壓波形:  正弦波；
6、輸出電壓波形畸變率: ≤0.5% ；
7、允許連續工作時間：額定輸出電流下持續運行時間為60分鐘；
  8、輸出頻率范圍:     30～300Hz ；
    9、品質因數:         ≥30
10、系統噪聲:       ≤60db
11、系統測量精度:    1.0級
12、頻率分辨率:      0.01Hz
13、頻率不穩定度:    ≤0.05%  
14、環境溫度：       -25℃～ +55℃  
相對濕度:       ≤90%
海拔高度:       ≤2000m
15、具備手動試驗/自動調諧/自動試驗模式。
16、具備大屏幕顯示,可指示:輸出電壓(有效值)及輸出頻率等。
17、具備試驗電壓、時間、試驗頻率范圍等試驗參數設置功能。
18  具備過電壓、過電流、過熱保護功能。
19、具備閃絡保護功能,在試品發生閃絡時諧振回路失諧,電源立即停止輸出,屏幕提示“試驗失敗”及相關信息。
20、具備各種數據打印功能。

統配置及具體參數
1、變頻控制電源6KW                1臺
a) 變頻控制電源采用高壓耐壓試驗專用變頻電源,采用一體化設計,控制電源本體具備調頻、調壓、控制、保護等功能。
b) 額定輸出容量:  6KW
c) 工作電源:      交流220V、50Hz 。
d) 輸出電壓:      0～250V可調。
e) 輸出電壓不穩定度≤0.05%
f) 最大輸出電流:  24A
g) 輸出波形:正弦波,      波形畸變率:≤0.5%
h) 頻率調節范圍:  30～300Hz
頻率調節分辨率: 0.001 Hz
i) 連續運行時間: 大于1小時
j) 噪聲水平:≤ 60dB
k) 變頻電源采用高性能專用微機控制電壓、頻率調節
l) 變頻電源配備專用引線和插頭與其他設備進行連接。
m) 保   護 ：具有過壓、過流、過熱、放電保護功能。
n) 具備手動試驗/自動調諧/自動試驗三種模式,并可任意切換。 
具備大屏幕顯示,可指示:輸出電壓(有效值)及輸出頻率、勵磁電流、勵磁電壓、試驗時間等。
具備試驗電壓、時間、試驗頻率范圍等試驗參數設置功能及各種數據打印功能。
  O) 重   量： 16Kg   
2、 中試控股勵磁變壓器6KVA            1臺
a) 額定容量:    6KVA
b) 輸入電壓:    250V
c) 輸出電壓：   1.75KV；3.5KV；
d) 工作頻率范圍： 30～300Hz
e) 連續運行時間: 大于1小時
f) 電壓比測量誤差: 小于1%
g) 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。
  h) 重   量：    40Kg ;
3、高壓電抗器 DK-27/27      2臺
a) 額定容量：   27KVA
b) 額定電壓：   27KV
c) 額定電流：1A
e) 品質因素：  Q≥30 
f) 結    構： 干式；
    g)  重    量： 35Kg/臺
h) 連續運行時間：≥ 1小時
4、 電容分壓器   60/0.003              1臺
a) 額定電壓：    60KV
b) 工作頻率：    30～300Hz
c) 分 壓 比：    1000：1  
d) 分壓比誤差：  ≤1%,
e) 測量精度：    交流有效值1.0級
f) 介質損耗：    tgδ≤0.5% ;
g) 重    量：    10Kg
h)高﹑低壓臂的電容采用一致的介質結構,溫度系數小,角位移小,在30-300HZ內分壓比不變。

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。

一般應考慮以下幾個因素： 
1、在被試品上可能產生過電壓的數值、持續時間及其次數。如被試品遭受較高過電壓的可能性極小，則可不必采用過高的試驗電壓；如被試品（如直接與架空線連接的發電機）可能遭受到較高的過電壓時，則應適當提高試驗電壓的數值。 
2、電氣設備設計時采用的絕緣水平。
3、設備絕緣的狀況。設備在運行中由于各種條件的影響，使絕緣逐步劣化，絕緣性能下降，故在確定試驗電壓時，應考慮到絕緣損傷的程度和運行年限。例如，運行中設備的試驗電壓應為出廠時的75%~90%。

因串聯諧振試驗裝置的體積、重量和所需要的電源容量遠低于采用傳統的試驗變壓器,大大減輕了現場試驗的工作量;同時諧振裝置具有組合方式靈活,對試品的破壞小等優點。因此,串聯諧振試驗裝置將在電力設備交流耐壓試驗工作中獲得越來越廣泛的應用。

 變頻串聯諧振裝置主要針對10kV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10kV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。廣泛用于電力、冶金、石油、化工等行業，適用于大容量、高電壓的電容性試品的交接和預防性試驗。 

1、所需電源容量大大減小。變頻串聯諧振電源是利用諧振電抗器和被試品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。變頻串聯諧振電源中，不但省去了笨重的大功率調壓裝置和普通的大功率工頻試驗變壓器，而且，諧振激磁電源只需試驗容量的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1/3-1/5。

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。

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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，短路電流與擊穿電流相差數百倍。所以，串聯變頻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。

5、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落電壓前斷開電源，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。

近年來，采用變頻串聯諧振原理進行交流耐壓試驗，是變電站高壓設備絕緣檢驗最常見的試驗方法，這種試驗裝置（代表型號ZSBP-108kVA/108kV變頻串聯諧振）得到廣泛的應用。本文希望通過總結串聯諧振試驗過程中遇到的常見問題，從而分析原因、得到常見問題的解決方法。

        ZSBP-108kVA/108kV串聯諧振試驗常見的問題有哪些呢？

        1、變頻源主機找不到諧振點。

        2、變頻源主機復位。

        3、裝置Q值偏低，即電壓升不上去，或升不高。

        4、供電電源跳閘。

        ZSBP-108kVA/108kV串聯諧振試驗裝置的構成及特點

        ZSBP-108kVA/108kV串聯諧振裝置是運用串聯諧振原理，使回路產生諧振電壓加到試品上，串聯諧振裝置目前分為變頻式和調感式兩大類。

        ZSBP-108kVA/108kV串聯諧振裝置主要由變頻源（變頻式）、高壓電抗器、可調式電抗器（調感式）、電容分壓器、激勵變壓器等幾部分組成。廣泛用于電力電纜、電力變壓器、水力發電機、GIS等大容量，高電壓的電容性試品的交接和預防性試驗！

        ZSBP-108kVA/108kV串聯諧振裝置具有需求電源容量小、設備重量體積小、改善輸出波形、防止短路電流燒傷、不會出現恢復過電壓等優點。完全滿足GB50150-2006以及DL/T849.6-2004標準中各項指標的要求。

圖1、串聯諧振成套試驗裝置

        工作中常見的解決方法

        1．變頻源主機找不到諧振點。

        原因：

        1） 系統諧振點在主機的輸出頻率范圍之外；

        2） 系統接線錯誤；

        3） 系統未可靠接地；

        4） 高壓采樣反饋信號開路或連接不可靠；

        5） 試品有故障。

        排除方法：

        1）檢查接地裝置可靠，接地連接線是否有斷開點；

        2）檢查勵磁變壓器的高低壓線圈的通斷；

        3）檢查每一只電抗器的通斷；

        4）檢查分壓器的信號線的通斷；

        5）檢查分壓器的高低壓電容臂的通斷；

        6）裝置自身升壓時沒有諧振點，還需要檢查補償電容器的通斷；      

        2．主機復位

        原因：主機供電電源波動；外界強磁場干擾；主機未可靠接地；

        3．裝置Q值偏低，即電壓升不上去，或升不高。

        現象：

        1）調諧曲線是一條曲線，有較低的尖峰；

        2）試驗時一次電壓較高，高壓卻較低，甚至在沒有升到試驗電壓時，一次電壓已經到達額定電壓，回路自動降壓；

        原因：

        1）電抗器與試品電容量不匹配，沒有準確找到諧振點；

        2）試品損耗較高，系統Q值太低；

        3）勵磁變壓器高壓輸出電壓較低；

        4）高壓連接線過長或沒有采用高壓放暈線。

圖 2、串聯諧振中試控股研發生產制造中心

        排除方法：

        1）將補償電容器并接入試驗回路，加大回路電容量；

        2）盡可能將多只電抗器串聯，提高回路電感量；

        3）提高勵磁變壓器的輸出電壓；

        4）干燥處理被試品，提高被試品的絕緣強度，減少回路的有功損耗；

        5）一般在設備較高電壓輸出時，采用高壓放暈線，或將普通高壓輸出線改為較短的連線，一般不超過5米。

        4.電源跳閘。

        原因：合閘瞬間電流過大；諧振系統回路短路。

        排除方法：

        1） 更換更大電流的空氣開關（或者短時脫開漏電保護）

        2） 檢查諧振系統回路是否短路。

圖3、串聯諧振電纜耐壓試驗現場

        探究ZSBP-108kVA/108kV串聯諧振試驗常見問題及解決方式，由串聯諧振生產廠家中試控股技術支持，中試控股多年專注電力試驗，串聯諧振優質品牌。串聯諧振常見問題及解決方式技術交流

中試控股生產的調感式串聯諧振具有過壓、過流、零位啟動、系統失諧(閃落)等保護功能，

        中試控股調感式串聯諧振試驗試驗操作流程：（即找諧振點和升壓過程）

        1、檢查連接線并確認無誤；

        2、接通電源：  湖北調感式串聯諧振試驗裝置調壓器控制臺在上電后啟動“電源開關”， “電源指示”燈亮，液晶點亮顯示

        3、增加調壓器輸出電壓：    一般增加20V到40V。

        4、調節電抗器間隙：（即找諧振點）   一般情況下，在上次試驗結束后即本次湖北調感式串聯諧振試驗開始前，可調電抗器鐵芯應該處在零間隙位置。開始按“增間隙”按鈕，此時注意“試驗電壓”的數值，調節間隙過程中，試驗電壓伴隨著鐵芯間隙的增加而增加，（因為此時增加間隙是在逐漸接近諧振點，所以電壓也隨之增加）當試驗電壓增加到一“最大值”時，（即當在增加間隙的過程中，增加到某一點時，試驗電壓反而減小），此點即為“諧振點”。

湖北調感式串聯諧振試驗設備接線接線圖

圖1、調感式串聯諧振試驗設備接線接線圖

        5、升壓：   當“諧振點”找到以后，即可增加調壓器輸出電壓到所需要加到被試品上的“額定試驗電壓”

        6、計時：   當試驗電壓升到所需值時，設置好“撥碼時間繼電器”，一般做發電機時間為1分鐘；設置好后，按下“計時”按鈕則開始計時。

        7、降壓：   當耐壓時間完成后，調壓器則自動降壓，試驗完畢（此過程中，也可手動降壓，即按住“降壓“按鈕即可）。

        8、鐵芯回位： 當試驗完畢后，必須將鐵芯回落到“零間隙”即最低點位置，以保證在沒有試驗時，鐵芯機械傳動桿不受力。