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中試控股技術研究院魯工為您講解：城市地下電網電纜交流耐壓試驗裝置

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(jié)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。

檢驗
1、變頻電源
1）絕緣電阻測試
2）耐壓試驗：2000V，1分鐘
3）負載試驗：在滿負荷下，各器件的溫升不大于45K 。
2、勵磁變壓器
1）直流電阻測量
  2）變比測量
  3）空載電流及空載損耗
  4）短路阻抗和負載損耗
  5）絕緣電阻測試
  6）溫升試驗：額定容量下運行60min,溫升不大于65K 
 3、電抗器試驗
1）直流電阻測量
2）電感量測量
3）交流耐壓試驗
溫升試驗：額定容量下運行60min,溫升不大于65K
      4、中試控股成套裝置試驗
（1） 耐壓試驗：1.1額定電壓下，耐壓1min；
（2） 短路試驗：電壓為0.5U，0.8U，1.0U的條件下，將高壓輸出突發(fā)短路3次，保護裝置可靠動作，各單元完好。
（3）噪音小于60dB；
被試品是否被穿可按下述各種情況進行判斷： 
       1、根據試驗時接入的表計進行分析，一般情況下，若電流表突然上升，則表明被試品擊穿（過流繼電器動作，自動跳閘）。但當被試品的容抗XC  與試驗變壓器的漏抗 XL之比不大于2時，雖然被試品擊穿，電流表指示也不會發(fā)生明顯的變化，有時還可能出現電流表指示反而下降的情況。 
       若出現這種情況，應根據在高壓側的測量電壓裝置高壓側的電壓，被試品若擊穿，其電壓表只是要突然下降，而在低壓側測量的電壓表也要下降，但有時很不明顯。 
       2、根據試驗控制回路的狀況進行分析。若過流繼電器整定值適當，則被試品擊穿時過流繼電器動作，電磁開關即跳閘。若整定值過小，可以在升壓過程中因被試品的電容電流過大而使過流繼電器動作而跳閘。 
       3、根據被試品狀況進行分析。試驗過程中，如被試品發(fā)出響聲、斷續(xù)放電響聲、冒煙、產生氣體、有焦臭味、及燃燒等都是不能容許的，應查明原因。如查明這種情況來自被試品絕緣部分，則可以認為被試品存在問題或已確實被。 

統(tǒng)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(wěn)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(jié)范圍:  30～300Hz
頻率調節(jié)分辨率: 0.001 Hz
i) 連續(xù)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(jié)
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(xù)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(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(xù)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(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(xù)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(fā)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%。

        設計時，應充分考慮變壓器的抗短路能力。變壓器出廠時必須通過抗短路能力測試；變壓器繞組應緊緊纏繞，墊圈應完全干燥；操作人員應注意檢查，以減少短路的發(fā)生；運輸和安裝過程嚴格按照有關操作程序進行；測試人員應該能夠熟練操作測試設備。   變壓器有載開關測試儀是一種用于測量和分析電力系統(tǒng)中有載分接開關以及電力系統(tǒng)中特殊變壓器的電氣性能指標的綜合測量儀器。

        中試控股電力變壓器有載開關測試儀由計算機控制。通過專門設計的測量電路，它可以測量有載分接開關的過渡時間、過渡波形、過渡電阻、三相同步和其他參數。這些條件可以通過分接開關導線直接測量，也可以通過變壓器的三相套管和中性點直接測量。

        變壓器有載開關測試儀具有分析，存儲和打印測量數據的功能。解決了電流互感器有載分接開關的測量方法落后，無特殊測試方法的問題。在大修期間及時診斷出有載分接開關的潛在故障，這對于提高電力系統(tǒng)運行的可靠性具有重要意義。中試控股電力交流耐壓測試是通過串聯諧振裝置實現交流電壓的綜合設備。變壓器的交流耐壓測試是確定變壓器和電氣設備絕緣強度的最直接方法。中試控股電力串聯諧振測試裝置對于判斷電氣設備是否可以投入運行具有決定性的作用。意義重大，同時串聯諧振測試儀也是確保變壓器設備絕緣水平，避免絕緣事故的重要手段。

       中試控股電力交流耐壓測試是破壞性測試。在進行交流耐壓測試之前，必須先測試變壓器的絕緣電阻，吸收率，泄漏電流，介電損耗角和測試產品的絕緣油強度。只有上述測試結果是正常的。進行交流耐壓測試時，如果發(fā)現設備絕緣不良，例如潮濕或局部缺陷，通常需要首先進行處理，并且在處理合格后再進行耐壓測試，以避免絕緣進一步擴展電氣設備的缺陷，甚至不可逆的絕緣擊穿。

        中試控股電力諧振測試設備是驗證變壓器，交聯電纜和GIS完全氣體絕緣的組合電氣的內部絕緣條件的最有效方法。該型號可以滿足10kV-500kV系統(tǒng)交流耐壓試驗的技術要求。

        交流耐壓測試通常會發(fā)現一些變壓器缺陷和故障，這些在預防性絕緣測試中是無法發(fā)現的。同時，交流耐壓測試也是一種電氣測試方法，可以直接測試變壓器在運行過程中的絕緣性能。因此，變壓器的交流耐壓測試具有重要的意義。     變壓器是電力系統(tǒng)中重要的電氣操作設備。它由一個初級線圈，一個次級線圈和一個鐵芯組成。它用于轉換電流和電壓。變壓器的應用并不小，以促進經濟的快速增長。貢獻的是，變壓器可以分為許多不同的功能和尺寸，例如耦合變壓器，電力變壓器等。變壓器不僅將高壓轉換成低壓，而且還將低壓轉換成高壓，例如，遠程輸電過程。

?        油浸式試驗變壓器體積小，重量輕，結構緊湊，功能齊全，用途廣泛，使用方便。特別適用于電力系統(tǒng)，工礦企業(yè)，科研部門及其他高壓電氣設備，電氣元件和絕緣材料。或直流高壓絕緣測試儀對于高壓測試設備必不可少。

       干式試驗變壓器徹底改變了老式測試變壓器的笨拙，笨重，向后沉重的條件，可以安裝在生產高壓硅堆中，中試控股電力可以提供直流高壓測試電源，帶有控制箱，自動保護和安全工作臺，球間隙和其他輔助設備，特別是用于現場測試的設備，使繁重的工作變得輕松，快速，輕松和靈活，并大大提高了工作效率。

       中試控股電力油浸式試驗變壓器和干式測試變壓器之間的最大區(qū)別是“油”，并且油是液體并且具有流動性。油浸式測試變壓器必須具有外殼，該外殼是變壓器內部的油，油浸在變壓器的線圈中，并且從外部看不到變壓器的線圈。

干式試驗變壓器沒有外殼，可以直接看到變壓器的線圈。另一個特點是油浸式變壓器位于油枕上方，并在內部存儲變壓器油。

1.風扇不能啟動：

1）急停、故障保護、失諧保護后，沒有按“故障復位”；

2）內部溫度過高，功率元件熱保護；

排除方法：關斷儀器電源，將儀器靜置30分鐘左右，重新開啟電源，按儀器面板上的“復位”鍵，再啟動儀器。

  如果依然不能啟動風扇，請和廠家中試控股，不可拆卸儀器！

2.自動調諧不能完成，找不到諧振點：

現象：

調諧曲線完全是一條直線，調諧完成后儀器提示沒有諧振點。

原因：

回路接地不好，試驗回路接線錯誤，裝置某一儀器開路。

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；（低壓繞組阻值;高壓繞組阻值每個輸出端對高壓尾）

3）檢查每一只電抗器的通斷；(每個繞組阻值)

4）檢查分壓器的信號線的通斷；（高、低壓電容量）

5） 檢查分壓器的高低壓電容臂的通斷；（1孔對芯，2孔對外殼分別導通；1孔對2孔斷開）

如果所有部件正常，依然沒有諧振點，請和廠家中試控股，不可拆卸儀器！

3. 不能升壓到試驗電壓

現象：

1）調諧曲線是一條直線，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(tǒng)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。

排除方法：

1）盡可能將多只電抗器串聯，提高回路電感量；

2）提高勵磁變壓器的輸出電壓；

3）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；

4） 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。

如果全部處理完后，依然不能解決問題，請和廠家中試控股，不可拆卸儀器！

摘要：論述了諧振變壓器的原理，設計方法及研制中應注意的幾個問題，并通過計算值與實測值對比的方法證明了文中計算公式的精確性和實用性。

1. 前言：隨著電力電子技術的發(fā)展，采用高壓諧振技術對大容量電氣設備進行工頻耐壓試驗已經成為可能，目前已被廣泛用于電纜，電容器、發(fā)電機等具有大電容的電力設備的交流試驗。原理是通過調節(jié)鐵心磁路的氣隙長度，得到連續(xù)變化的電感L，使其與被試品對地電容C發(fā)生諧振。本文以一臺150kVA試驗裝置為模型，闡述高壓諧振變壓器的原理與有關參數的計算。

2. 諧振變壓器原理

2.1 結構特征：諧振變壓器的鐵心可以做成兩種不同的結構：殼式和心式。心式鐵心變壓器在一系列主要指標方面不如殼式鐵心變壓器，其重量和外型尺寸較大，調節(jié)氣隙的傳動機構比較復雜。為此，我們研制的試驗裝置采用殼式結構，諧振變壓器繞組套裝在可移動的中心柱外面。

2.2 特性曲線：諧振變壓器的特性曲線如圖2所示。由圖2可見，在不同氣隙長度δ下，諧振變壓器的伏安特性具有良好的線性關系，其電感L與變壓器上的電壓值無關。因而這種諧振變壓器在用于交流諧振試驗時，可先在低壓條件下進行調諧（通過傳動機構改變動鐵心與下軛鐵心之間的氣隙長度），當調諧到諧振時，再升高試驗電壓，系統(tǒng)調諧非常方便。

2.3 回路電感L與鐵心氣隙長度δ的關系：氣隙可調諧振變壓器，無論是串聯型還是并聯型，都是通過調節(jié)鐵心氣隙長度，改變回路電感量L，使諧振變壓器發(fā)生諧振。這就是對于具有一定對地電容的被試器，通過改變鐵心氣隙長度使諧振變壓器發(fā)生諧振的機理。但是需要注意的是氣隙長度不可過大，過大會使已建立的諧振條件遭到破壞。

2.4 調諧原理：（1）串聯調諧：串聯諧振變壓器的等值電路如圖3所示。當對諧振變壓器施加US=220V，f=50Hz的工頻電壓后，通過手動或自動調節(jié)，使即ωL=1/ωC即XL=XC時，回路發(fā)生串聯諧振，這里回路電流IS最大=Us/(RL+RC)因為RC>>RL，則有Is≈US/Rc （1）被試品上的電壓UC和調諧電抗器上的電壓UL分別為： Uc=(1/ωc)Is=XcIs UL=ωLIs=XLIs當調諧到諧振時Uc=UL=ω0LIs=(ω0L/Rc)Us （2）式（2）中比值ω0L/Rc=(根號L/C的2次方)/Rc=Q （3）ω0為諧振角頻率Q稱為串聯諧振回路的品質因數。因為(根號L/C的2次方）>>RC，所以Q>>1。從而得出電源容量Ps=UsIs=(Uc/Q)Is=Pc/Q （4）由式（4）可知，當諧振變壓器調諧到諧振時，電源電壓和容量均為被試品對應電壓和容量的1/Q。所以與一般試驗變壓器相比，諧振變壓器具有重量輕、體積小的優(yōu)點。（2）并聯調諧并聯諧振變壓器的等值電路如圖4所示。當RL≤ωL，Rc≤1/ωc時，并聯諧振的諧振頻率fo為：并聯回路的品質因數Q為： Q=(ω0L)/(RL+Rc)=1(RL+Rc)ω0C (6)式中RL、RC——電感、電容的等效串聯電阻（Ω） L——調諧電抗器電感（H） C——試品對地電容（F）當向并聯諧振變壓器施加50Hz交流電壓時，隨著電壓的升高，回路中將產生強迫振蕩。當回路的振蕩頻率等于外施電源頻率時，回路的阻抗最大（且呈純電阻性），因而回路電流最小，但L和C上的電流IL和IC都是回路電流I的Q倍，即IL=IC=QI。

5 結論

（1）由表1可知，計算值與實測值最大誤差不超過6％，說明上述計算公式具有較高精度，足以滿足工程計算的要求。（2）當試驗接近于試品的最大電容計算值時，試品上的電壓可能超過按變壓比決定的數值，為了降低電壓諧振的效應，應使變壓器二次線圈的漏抗盡可能小，同時應在輸出回路加裝防過壓裝置。（3）因電壓與氣隙δ無關，因而應先在較低電壓下進行調諧，當諧振發(fā)生后，再將輸出電壓升高到試品的試驗值。（4）在氣隙調節(jié)過程中，變壓器的鐵心和機械傳動機構受到很大的電磁力作用，造成較強的振動、噪聲，嚴重時會損壞諧振變壓器的部件。因此這種裝置的機械結構應特殊設計。