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中試控股技術研究院魯工為您講解：電壓110kV塑料絕緣電力電纜耐壓試驗電壓裝置（電科院推薦）

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。

ZSBP-54KVA/54KV變頻串聯諧振成套試驗裝置系統配置及具體參數
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

在通過串聯諧振試驗找到諧振點并升壓到試驗電壓時，如果出現試品耐壓不合格或者現場環境沒發生大的變化等現象，試驗是不會產生過電壓保護或者其他故障。但是由于電網電壓不是恒定的，電源輸入電壓是波動的，那么高壓輸出也是具有一定的波動性，此種情況可能會造成電壓波峰出現過電壓保護。如果出現電源電壓波動，可以調整儀器的過電壓保護，提高過電壓保護設置，我們一般要求過電壓保護設置到電壓保護的1.1倍，此時設置到1.2倍基本沒有問題。 
以上為較簡單的問題，但是由于電壓波動造成的過電壓在設置好過電壓保護的情況下是很難出現的。一般變頻串聯諧振試驗裝置的過電壓都會出現在儀器的掃頻階段，也就是找到諧振點的過程中。使用過的人員都知道，變頻串聯諧振試驗裝置找諧振點的過程中，其電壓與頻率的呈現拋物線一樣。系統默認找到高電壓，也就是拋物線的頂點作為諧振點。由于諧振原理中理論可以將低壓電壓諧振到80倍（由于品質因數等關系一般不超過30倍），變頻串聯諧振試驗裝置掃頻時需要的電壓一般為20-50V，通過激勵變后的電壓一般為幾百伏。通過以上原理我們發現，如果我們需要的試品試驗電壓小于系統諧振時諧振點時的電壓，系統可能在自動尋找諧振點時就出現過電壓保護，此時整個變頻串聯諧振試驗裝置是無法及時耐壓，試驗也是無法完成的。 

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，將高壓輸出突發短路3次，保護裝置可靠動作，各單元完好。

（3）噪音小于60dB；

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。

（1）變壓器外觀檢查，如外殼有無明顯凹凸箱體焊縫是否滲漏油，檢查壓力釋放裝置動作情況，氣體繼電器是否動作或發出信號、是否集有可燃性氣體。對仍在運行的變壓器要注意辨別發出的聲音是否為連續、均勻，輕微的“嗡嗡”聲，若聲音不均勻或有特殊聲音，則需要進一步處理。

（2）對變壓器油樣進行油氣相色譜分析，通過對油中溶解氣體成分及含量的分析，根據不同的成分（如局部放電時會有乙炔、氫氣，較高溫度過熱時總會有乙烯）及含量可判斷變壓器存在的潛伏性故障及性質。

（3）進行全面電氣試驗，排除繞組絕緣損壞的可能變壓器繞組的直流電阻三相數值基本平衡，測量直流電阻可以方便有效地考核繞組縱絕緣和回路的連接情況，能發現出口短路引起的匝（餅）間短路、繞組斷股等故障，可判斷變壓器是否遭受了嚴重的沖擊破壞，因此直流電阻測量是發現繞組是否損壞的最有效手段。

（4）進行繞組的介質損耗和電容量測量，當變壓器發生局部機械變形時，其繞組間以及對鐵芯和外殼的相對位置會發生變化，其電容量也將隨之變化，雖然DL/T5961996《電力設備預防性試驗規程》從絕緣的角度對介質損耗值做了規定，但嚴重的繞組變形會引起電容量的明顯變化，所以，在檢查承受短路沖擊后的變壓器是否發生繞組變形時，被測電容值與歷史數據比較也非常重要，當變化值超過10％時需要引起注意。

（5）進行變壓器繞組變形試驗測量，以判定電力變壓器繞組是否變形。若試驗時發現頻響特性曲線的相關系數小于0.6，應立即退出運行。

（6）低電壓短路阻抗試驗:短路阻抗法是判斷變壓器繞組變形的傳統方法，該試驗方法相對簡單，對試驗設備要求低，有出廠和歷次試驗數據相比較，現場實施非常簡便，但其靈敏度低于頻率響應法，適用于變形比較嚴重的繞組。當繞組的三相短路阻抗值差超過3％時，應引起注意。

（7）空載損耗和空載電流試驗:變壓器經受出口短路電流沖擊，當出現線圈匝間短路或涉及鐵芯絕緣時，會引起變壓器的勵磁電流增加和空載損耗增大，與歷次試驗數據比較，空載損耗增加10％時就應引起注意

（8）繼電保護及自動裝置的動作情況檢查:變壓器經受出口短路電流沖擊而跳閘，一般是通過差動保護、過電流保護和氣體保護發出動作指令，要注意記錄故障電流的大小、故障切除時間，檢查保護裝置的動作行為是否符合整定值要求。

      1、試驗設備(諧振電抗器、分壓器、勵磁變壓器等)應盡量靠近被試電纜頭，減少試驗接地線的長度，即減少接地線的電感量。

      2、采用專配的一點接地式試驗接地線組。特別注意試驗接地線應盡可能的短，不要任意延長接地線長度。

      3、試驗時操作人員除接觸調諧、調壓絕緣旋鈕外，不要觸及控制箱金屬外殼，否則在高壓側擊穿或放電時，可能有輕微的刺痛感。有條件時，建議操作人員站在橡膠絕緣墊上工作。 

      4、試驗變壓器有800V、1000V、1500V三個端子，當系統所需高壓小于15kV時選用800V端子，當系統所需高壓大于15kV小于60kV時1000V端子，當系統所需高壓大于60kV時選用1500V端子。

串聯諧振試驗裝置的安全操作準則

        ZSBP串聯諧振耐壓裝置主要由變頻控制器，勵磁變壓器，高壓電抗器，高壓分壓器等組成。變頻控制器又分兩大類，20KW及以上為控制臺式，20KW以下為便攜箱式；它由控制器和濾波器組成。變頻控制器主要作用是把幅值和頻率都固定的380V或200V工頻正弦交流電轉變為幅值和頻率可調的正弦波。并為整套設備提供電源。勵磁變壓器的作用是將變頻電源輸出的電壓升到合適的試驗電壓。高壓電抗器L是諧振回路重要部件，當電源頻率等于1/(2π√LCX)時，它與被試品CX發生串聯諧振。

       變頻串聯諧振試驗裝置適用于10KV-500KV聚己烯電力電纜交流耐壓試驗。適用于60KV、220KV，500KVGIS交流耐壓試驗。適用于大型變壓器，發電機組工頻耐壓試驗；電力變壓器感應耐壓試驗；接地電阻測量。

      1、在做試驗前，應先檢查儀器是否完好無損，各連接導線是否完好，確保電源輸出，信號采樣線纜穩妥連接，導通無阻。

      2、試驗前要確保接線準確無誤，尤其是地線回路，一定要安全接地。

      3、試驗時，對試驗現場要劃安全區域，并置專人看守，杜絕閑雜人等靠近。

      4、不允許正在試驗時突然切斷系統電源，每次試驗時要退出正在試驗狀態，才可以切斷電源。

      5、主機發生故障后，不要自行拆開機箱維修，否則后果自負。

      6、不要在高溫、高濕、易燃、易爆和強磁場環境中存放、使用儀器。

      7、維護和保養請使用濕布和中性的清潔劑清潔儀器外殼，不要使用研磨劑和溶劑。

  首先，需要介紹一下串聯諧振的作用。電力系統采用串聯諧振法對高壓大容量電氣設備進行絕緣測試。串聯諧振在實際應用中需要與電容、電感匹配。只有匹配良好，才能產生諧振電壓。那么串聯諧振失諧怎么辦？

        相信會有少部分客戶遇到這樣的問題，明明剛才做得好好的，現在就做不了，要理解串聯諧振失諧我們先要了解一下串聯諧振試驗裝置的組成結構，在電容一定的情況下，我們是通過調節電感和頻率讓電路產生諧振條件，串聯諧振失諧必定有某個參數發生變法，比較常見的失諧現象就是，電纜在實施串聯諧振試驗時，電纜發生擊穿，此時，串聯諧振必然失諧，隨即電壓消失。

        串聯諧振失諧解決辦法

        串聯諧振失諧我們首先要分析，是怎么原因造成，比如電纜，如果是電纜被擊穿造成，那么，這種就必須修復電纜之后再試驗，其次，檢查是否是安全距離過近，隨著串聯諧振裝置的諧振電壓升高，安全距離過近會產生放電，放電達到一定程度也會使串聯諧振也會失諧停機，這種情況只需要簡單處理一下即可。

        串聯諧振常見的失諧基本就是以上兩種，當然還有不確定的因數，遇到這種問題我們要停機檢查，分析，不要盲目的送電。

串聯諧振的相關知識

        一、定義

        在電阻、電感及電容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，電路呈現純電阻性，這種現象叫串聯諧振。當電路發生串聯諧振時，電路的阻抗Z=√R2+XC-XL2=R,電路中總阻抗最小，電流將達到最大值。

        二、危害性

        發生諧振時，由于感抗和容抗相等，所以電感和電容兩端的電壓有效值相等，即：UL=UC。又由于其相位相反，因此這兩個電壓是相互抵消的。在電容或電感的電壓有效值為：UL=UC＝XLI0=ω0LIO=ω0LU/R。式中ω0L/R稱為諧振電路的品質因數，它代表電壓比。即UC/U或UL/U。

        品質因數是衡量諧振電路特性的一個重要參數。如電路中電抗越大，電阻越小，則品質因數越高。因此電容或電感上的電壓值將比外加電壓大的多。一般電感、電容諧振電路的品質因數可達幾十甚至幾百。所以串聯諧振又叫電壓諧振。在電力系統中，串聯諧振將會產生高出電網額定電壓數倍的過電壓，對電力設備的安全造成很大危害。

        在R-L-C串聯電路中，出現線路端電壓和電流同相位的現象叫串聯諧振。

串聯諧振耐壓試驗裝置的電抗器的配置算法

成套串聯諧振耐壓試驗裝置。對1km規格26/35kV 120 mm2的電纜進行耐壓試驗。該裝置由變頻電源、勵磁變、高壓電抗器、電容分壓器(電容量1000pF)、高壓補償電容器等組成。

根據試驗標準確定試驗電壓，并根據試驗電壓考慮串聯諧振耐壓試驗裝置電抗器的組配：

由CB50150-2006電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準可知26/35kV交聯電纜交接時交流耐壓試驗電壓為2U0=2 x 26=52kV，由于XZKY-30/1.9/65電抗器額定電壓為30kV,單臺不能滿足52kV的試驗電壓要求,就需要此型號兩臺電抗器串聯使用則有:2 x 30k V=60kV>52kV,則所選電抗器滿足試驗電壓的要求。