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中試控股技術研究院魯工為您講解：110kV電纜交流電壓試驗裝置

ZSBP-44kVA/44kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置

11kV/300mm2電纜1km交流耐壓試驗，電容量≤0.3755uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓28kV，試驗時間5min。
10kV開關等電氣設備的交流耐壓試驗，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓不超過42kV，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。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絡電壓前斷開電源，

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。

ZSBP-44kVA/44kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置主要技術參數
1.額定容量：44kVA
2.額定電壓：22kV；44kV
3.額定電流：2A；1A
4.測量精度：系統有效值1.5級
5.工作頻率：30-300Hz
6.裝置輸出波形：正弦波
7.品質因素：裝置自身Q≥30(f=45Hz)
8.波形畸變率：輸出電壓波形畸變率≤1%
9.輸入電源：單相220或三相380V電壓，頻率為50Hz
10.工作時間：額定負載下允許連續60min；過壓1.1倍1分鐘
11.溫    升：額定負載下連續運行60min后溫升≤65K
12.保護功能：過壓、過流、零位啟動、系統失諧（閃絡）等保護功能
13.環境溫度：－20℃-55℃
14.相對濕度：≤90%RH
15.海拔高度:≤3000米

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。
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%。
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，如被試品發出響聲、斷續放電響聲、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。 
什么是串聯諧振？ 
由于電力預防試驗大多是對于大容量和高電壓的電氣設備，建議采用工頻耐壓進行絕緣性能的檢測，也就是剔除了采用直流高壓發生器對于電氣設備絕緣性能檢測的使用要求，雖兩者都屬于破壞性試驗，但經過長期的研究，采用工頻耐壓的方式相對于直流耐壓穩定性，安全性要好，由于電氣設備的容量大，電壓高，往往像油浸式試驗變壓器一類的工頻耐壓設備無法滿足測試要求，在國內，為了達到這一目的，基本通過變頻串聯諧振來實現測量。 
變頻串聯諧振，“變頻”在串聯諧振電路中，通過調整可變的頻率范圍產生諧振條件，“串聯”是指在整個電路中的鏈接方式，串聯時，電壓相加，電流不變，“諧振”是指的諧振電路，組合起來就是我們常說的串聯諧振試驗裝置。
串聯諧振試驗前有什么條件？ 
試驗前條件分析 
當我們拿到試驗之后，我們要分析試驗的主體是什么，比如：電力電纜、變壓器、GIS組合器還是母線等等，針對不同的內容所施加的電壓不一樣，像同樣是變壓器，中性點接地和不接地的電壓等級就不同，而且接線也不同，電壓和容量直接影響串聯諧振試驗裝置的配置方案，所說的配置方案也就是連接方式，串聯方式、怎么串聯以及串聯幾個等等。 
要想達到串聯諧振的條件是當容抗等于感抗時，即可產生諧振的條件。 
串聯諧振試驗中控制逆變器的方法有調幅控制和脈沖調頻控制兩種。脈沖頻率調制方法實現起來比較簡單，可以在下面兩種情況下使用。 
1 )如果負載對工作頻率范圍沒有嚴格限制,這時頻率必須跟蹤,但相位差可以存在而不處于諧振工作狀態。 
2 )如果負載的Q值較高,或者功率調節范圍不是很大,則較小的頻率偏差就可以達到調功的要求。 

變頻串聯諧振采用的是諧振原理，在系統回路中產生一定頻率的電壓與回路中的電容，電抗產生諧振，其電容（試品）兩端產生諧振電壓后，再進行升壓，使電容兩端的電壓達到試驗電壓。

GIS的充氣外殼是接地的金屬殼體，整體體積較大，內部的帶電體及殼體的間隙較小， 一般運輸到現場的組裝充氣，受現場條件的限制，比如環境溫度、濕度和空氣的潔凈度、安裝工器具的精度 、安裝工藝水平等都很難有效控制，對GIS安裝造成了一定影響。因內部有雜質或運輸中內部零件移位，將改變電場分布。

另外，GIS的內部空間極為有限，工作場強很高，且絕緣裕度相對較小。GIS投運初期，絕緣擊穿大多是由金屬 顆粒、懸浮導體、表面毛刺或顆粒等缺陷造成的，如下圖所示。

GIS內部缺陷示意圖

 GIS內部缺陷示意圖

1一導體上的毛刺或顆粒：2-殼體上的毛刺或顆粒；

3—息浮屏蔽（接觸不良）：4—自由移動的金屬顆粒；

5一盆式絕緣子上的顆粒．6一盆式絕緣子內部缺陷

交流耐壓試驗對檢查是否存在雜質（如自由導電微粒）比較敏感。GIS現場交流耐壓試驗的主要目的是通過耐壓試驗檢驗被試設備的運輸和安裝是否正確，檢查被試設備內部是 否有異物．檢驗被試設備內部潔凈度和絕緣是否達到規定要求。現場進行對地耐壓試驗和對端口間耐壓試驗能及時發現內部隱患和缺陷，可起到預防故障的作用。

220KVGIS組合電器串聯諧振耐壓試驗現場圖

中試控股詳細講解設備選型及試驗方法

由于GIS中帶電導體對筒殼的間距小，對地電容較大，若用常規工頻試驗變壓器做耐壓試驗，試驗設備笨重，不便搬運，給現場試驗帶來困難，一般現場較少采用。串聯諧振裝置利用額定電壓較低的試驗變壓器可以得到較高的輸 出電壓，用小容量試驗孌壓器可以對大容量試品進行交流耐壓試驗。目前較為常用變頻式串聯諧振的方法。

GB 50150-2016《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》規定也可以直接利用SF6封閉式組合電器自身的電磁式電壓互感器或電力變壓器，由低壓側施加試驗電源，在高壓側感應出所需的試驗電壓。該辦法不需高壓試驗設備，也不用高壓引線的連接和拆除。采用這種方法要考慮試驗過程中磁路飽和、被試品擊穿等引起的過電流問題。

變頻式串聯諧振GIS交流耐壓試驗原理接線如圖所示。試驗電壓可接到被試相的合適點上，可以利用隔離開關或三通街上檢測套管。

孌頻式串聯諧振GIS交流耐雎試驗原理接線圖

孌頻式串聯諧振GIS交流耐雎試驗原理接線圖

Fc—變頻電源；T-勵磁變壓器；L——串聯電抗器：Cx——被試GIS

對地、相間及分壓器等效電容；C1/C2——電容分壓器高、低壓臂

試驗步驟

GIS設備現場安裝、調試完成，必須進行耐壓試驗。其目的是檢查總體安裝后的絕緣性能是否完好，驗證是否存在各種隱患(如安裝錯誤，包裝、運輸、儲存和安裝調試中的損壞，存在異物等)導致內部故障。下面為大家講解一下如何用變頻串聯諧振裝置進行GIS交流耐壓。

(1)被試設備應調試合格，其他絕緣、特性試驗合格后，校驗SF6氣體在額定壓力，試驗回路中的TA二次應短路接地，試驗回路中的避雷器和保護火花間隙應與被試GIS間隔斷開。試驗前檢查高壓電纜和架空線、電壓互感器、避雷器、電力變壓器高壓引出線是否與GIS斷開，方可進行耐壓試驗。對于部分電磁式對于互感器，如采用變壓器電源、電磁式電壓互感器經頻率計算不會引起磁飽和，也可以和主回路一次耐壓。

(2)接線并檢查。試驗前，如利用隔離開關胡三通接上檢查套管，此時要回收隔離開關貨三通氣室的SF6氣體，卸掉隔離開關或三通的端蓋，然后安裝試驗用套管及連接金具、均壓部件等，最后該氣室抽真空后充入SF6氣體。如GIS為筒式，應認真檢查檢測套管連通相別。

若GIS整體電容量較大，耐壓試驗也可以分段進行。根據試驗方案，檢查GIS隔離開關、斷路器和接地開關的位置是否符合試驗方案中的方式，非試驗隔室斷路器、隔離開關應在斷開位置，接地開關應在合閘位置，GIS的擴建部分進行耐壓時，相鄰設備原有部分應斷電并接地，否則應對突然擊穿給原有部分設備帶來的不良影響，應采取特殊措施。每一相都應進行試驗，非試驗相和外殼一起接地。如懷疑斷路器和隔離開關的斷口在運輸、安裝過程中受到損壞或經過解體，應做斷口間耐壓試驗。

試驗時，根據現場實際情況，合理布置試驗設備，盡量使試驗設備接線緊湊并安放穩固，接地線應使用專用接地線。按使用說明書進行試驗接線，并檢查試驗接線，試驗變壓器的一端接地并與GIS的外殼相連。檢查試驗設備的接地、分壓器的分壓比和擋位是否正確。