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中試控股技術研究院魯工為您講解：110kV電線電纜電性能試驗方法與裝置（電科院推薦）

ZSBP-54KVA/54KV變頻串聯(lián)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(lián)諧振耐壓試驗裝置：ZSBP系列變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置，中試控股采用調(diào)節(jié)電源頻率的方式，使得電抗器與被試電容器實現(xiàn)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(nèi)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(nèi)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(lián)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(shù)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(lián)諧振成套試驗裝置系統(tǒng)配置及具體參數(shù)
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(diào)頻、調(diào)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(diào)。
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(diào)節(jié)范圍:  30～300Hz
頻率調(diào)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

在通過串聯(lián)諧振試驗找到諧振點并升壓到試驗電壓時，如果出現(xiàn)試品耐壓不合格或者現(xiàn)場環(huán)境沒發(fā)生大的變化等現(xiàn)象，試驗是不會產(chǎn)生過電壓保護或者其他故障。但是由于電網(wǎng)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(xiàn)過電壓保護。如果出現(xiàn)電源電壓波動，可以調(diào)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(xiàn)的。一般變頻串聯(lián)諧振試驗裝置的過電壓都會出現(xiàn)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(lián)諧振試驗裝置找諧振點的過程中，其電壓與頻率的呈現(xiàn)拋物線一樣。系統(tǒng)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(zhì)因數(shù)等關系一般不超過30倍），變頻串聯(lián)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(fā)現(xiàn)，如果我們需要的試品試驗電壓小于系統(tǒng)諧振時諧振點時的電壓，系統(tǒng)可能在自動尋找諧振點時就出現(xiàn)過電壓保護，此時整個變頻串聯(lián)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(fā)短路3次，保護裝置可靠動作，各單元完好。

（3）噪音小于60dB；

結(jié)構(gòu)： 采用干式結(jié)構(gòu),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(nèi)置過電壓保護,防止擊穿反擊。

采用了調(diào)節(jié)電源的頻率的方式使得電抗器與被試電容器實現(xiàn)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(nèi)外已經(jīng)得到廣泛的應用。
采用了專用的SPWM數(shù)字式波形發(fā)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(diào)制方式，確保在整個頻率區(qū)間內(nèi)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(wěn)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(fā)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(fā)出的聲音是否為連續(xù)、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(jù)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(zhì)。

（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(shù)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(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)繞組是否損壞的最有效手段。

（4）進行繞組的介質(zhì)損耗和電容量測量，當變壓器發(fā)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(fā)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(guī)程》從絕緣的角度對介質(zhì)損耗值做了規(guī)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(fā)生繞組變形時，被測電容值與歷史數(shù)據(jù)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(fā)現(xiàn)頻響特性曲線的相關系數(shù)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(tǒng)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(shù)據(jù)相比較，現(xiàn)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(jīng)受出口短路電流沖擊，當出現(xiàn)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(shù)據(jù)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(jīng)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(fā)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。

    如果串聯(lián)諧振試驗裝置無法找到諧振點，可以嘗試進行以下操作：

    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）

    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；

    串聯(lián)諧振試驗裝置適用于10kV、35kV等電纜的交流耐壓試驗。

    電纜串聯(lián)諧振交流耐壓試驗裝置主要由變頻電源（主機）、勵磁變壓器、諧振電抗器、電容分壓器組成。頻率調(diào)節(jié)范圍：30～300Hz，重量輕，適合現(xiàn)場試驗，串聯(lián)諧振電抗器，勵磁變壓器采用干式環(huán)氧澆注，適合各類電纜要求，可以根據(jù)實際需求進行定制。

    串聯(lián)諧振試驗裝置由變頻電源、激勵變壓器（也可稱為勵磁變壓器）、電抗器和電容分壓器組成。被試品的電容與電抗器構(gòu)成串聯(lián)諧振連接方式；分壓器并聯(lián)在被試品上，用于測量被試品上的諧振電壓，并作過壓保護信號；調(diào)頻功率輸出經(jīng)激勵變壓器耦合給串聯(lián)諧振回路，提供串聯(lián)諧振的激勵功率。         

   串聯(lián)諧振試驗裝置采用多級疊加的方式，多臺電抗器可并聯(lián)、串聯(lián)使用，分壓器既用來測量試驗電壓，也可以作為小電容量試品的補償電容，使得諧振頻率可以在30～300Hz范圍內(nèi)完成多種電力設備的交流耐壓試驗。變頻串聯(lián)諧振基本原理是采用可調(diào)節(jié)（30--300Hz）串聯(lián)諧振試驗設備與被試品電容諧振產(chǎn)生交流試驗電壓。

     適用于10kV、35kV等電纜的交流耐壓試驗，變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗是利用電抗器的電感與被試品電容實現(xiàn)電容諧振，在被試品上獲得高電壓、大電流。電纜交流耐壓試驗裝置主要由變頻電源（主機）、勵磁變壓器、諧振電抗器、電容分壓器組成。被廣泛用于電力、冶金、石油、化工等行業(yè)，適用于大容量，高電壓的電容性試品的交接和預防性試驗。

    產(chǎn)品特征：

    1、所需電源容量大大減小，試驗所需的電源功率只有試驗容量的1/Q。

    2、體積小，重量輕，一般為普通試驗裝置的1/3-1/5；

    3、串聯(lián)諧振試驗裝置諧振電源調(diào)頻及功率元件使用日本進口的元器件，設計的是諧振式濾波電路，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。

    4、變頻電源保護功能強，穩(wěn)定性好；具備具備全自動（自動調(diào)諧、自動升壓）、全手動（手動調(diào)諧、手動升壓）以及半自動（自動調(diào)諧、手動升壓及手動調(diào)諧、自動升壓）的多種工作模式，可任意切換使用，操作方便；采用220V或380V單相電源，方便現(xiàn)場取電。

    5、配置靈活，擴展功能強。諧振電抗器采用多只方式，積木式組合，可串可并，滿足多種試品的試驗要求，更方便現(xiàn)場使用。

    6、大屏幕觸摸LED液晶彩屏和外接鼠標直接完成各種參數(shù)的設置，試驗結(jié)果可保存、打印、上傳、回查等。        

    串聯(lián)諧振試驗裝置基本參數(shù)：

項目         技術參數(shù)

額定輸出電壓         0～130 kV (有效值)及以下

輸出頻率        20～300Hz

諧振電壓波形         正弦波，波形畸變率≤1%

滿負載工作時間     連續(xù)工作時間60min

系統(tǒng)品質(zhì)因數(shù)         zui大負載下≥20

頻率調(diào)節(jié)細度         0.1Hz，不穩(wěn)定度≤0.01%

工作電源        單相220V或三相380V±10%，工頻50Hz±5%

系列產(chǎn)品配置及適用范圍：

產(chǎn)品型號         產(chǎn)品基本配置

變頻電源1臺          諧振電抗器     勵磁變壓器1臺     分壓器1臺     適用對象

44/22        2.5KW      1A/22KV二臺 2.5KVA/1KV      25KV         10KV電纜≤1km(300㎡)

88/22        4KW 2A/22KV二臺 4KVA/1KV         25KV         10KV電纜≤2km(300㎡)

兼容10KV開關、變壓器等設備

132/22     6KW 2A/22KV三臺 6KVA/1/3KV     60KV         10KV電纜≤3km(300㎡)

35KV電纜≤1km(300㎡)

176/22     8KW 2A/22KV四臺 8KVA/1/3KV     60KV         10KV電纜≤4km(300㎡)

35KV電纜≤1km(300㎡)

220/22     10KW        2./22KV四臺   10KVA/1/3KV   60KV         10KV電纜≤5km(300㎡)

35KV電纜≤1.2km(300㎡)

264/22     12KW        2A/22KV六臺 12KVA/1/3KV   60KV         10KV電纜≤6km(300㎡)

35KV電纜≤2km(300㎡)

396/22     18KW        3A/22KV六臺 18KVA/1/3KV   60KV         10KV電纜≤8km(300㎡)

35KV電纜≤2.5km(300㎡)

兼容10-35KV開關、變壓器等設備