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電力技術
交聯電纜耐壓試驗儀（電科院）
時間：2022-11-24
中試控股技術研究院魯工為您講解：交聯電纜耐壓試驗儀（電科院）
ZSBP-405kVA/108kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置
| 參考標準：DL/T 474.4-2018
簡易讀懂：變頻串聯諧振耐壓試驗裝置可以做什么?
變頻串聯諧振成套耐壓試驗裝置適用于大容量，高電壓的電容性試品的交接和預防性試驗，主要針對電力電纜、變壓器、斷路器/開關、開關柜、避雷器、電壓互感器、電流互感器、套管、支柱絕緣子、電抗器、母線、隔離開關、輸電線路、發電機、電動機、熔斷器、電容器、隔離開關、接觸器、配電箱、絕緣材質、變電站系統的交流耐壓試驗。
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ZSBP-405kVA/108kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置組成部分：變頻電源主機、激勵變壓器、電抗器、電容分壓器、補償電容器、測試附件組成。適用電壓等級：6kV、10kV、35kV、66kV、110kV、220kV、330kV、500kV、750kV、1000kV，也可以定制不同的電壓等級規格。
如何選擇合適的變頻串聯諧振耐壓試驗裝置？
為了選對規格，請提供以下技術參數
1、電力變壓器：電壓等級，大容量，試驗性質（中性點耐壓或全絕緣耐壓）單相對地電容量；
2、電力電纜：電壓等級，大長度，截面積；
3、發電機、電動機：電壓等級（出口電壓或稱工作電壓），試驗電壓（耐壓值）單相對地電容量范圍（如0.2-0.55uF等）；
4、開關、絕緣子、PT、CT、絕緣工器具、母線：電壓等級（或稱工作電壓）；試驗電壓（耐壓值）；
5、CVT效驗：電壓等級或稱工作電壓，試驗電壓（耐壓值）電容量范圍（如0.005-0.02uF）。
ZSBP-405kVA/108kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置
適用范圍
1、滿足100MVA/35kV以下變壓器交流耐壓試驗，電容≤0.025uF,試驗頻率45~65Hz,試驗電壓U≤72kV。試驗時間：1分鐘
2、滿足35kV/300橫截電纜3000米的交流耐壓試驗，電容≤0.6Uf,試驗頻率30~300Hz,試驗電壓U≤52kV。試驗時間：1小時
系統技術規范及性能
4.1 系統技術參數
4.1.1 額定輸出電壓： 0～108kV
4.1.2 諧振電壓波型： 正弦波，波形畸變率＜1.0%
4.1.3 最大被試品電流； 2.5A 7.5A
4.1.4 最大試驗容量： 405kVA
4.1.5 輸出頻率： 30～300Hz
4.1.6 工作時間： 滿功率輸出下，連續工作時間60min
4.1.7 品質因素： 30～90
4.1.8 輸入工作電源： 三相380V±5%，50Hz
4.1.9 環境溫度： －15℃～+40℃
4.1.10 相對濕度： ＜90RH%，無凝露狀況
4.1.11 海拔高度： ＜5000m
4.2 系統的性能特點
4.2.1 充分利用我公司在電子測量技術和電磁兼容方面的優勢，完全自主開發設計和生產該套設備所有組成部分包括：變頻電源、激勵變壓器、澆注式高壓電抗器和高精度電容分壓器。
4.2.2 具備手動/自動模式、大屏幕顯示、試驗參數設置，并具有自動計時及操作提示功能。
4.2.3 具備多項保護功能，如：過壓、過流保護、放電保護、失諧保護等。
裝置容量確定
設備裝置容量設計為405KVA/108kV，分6節電抗器，電抗器單節為27KV/2.5A/52H組合使用能滿足上述被試品的試驗要求。
六、主要部件的技術規范及性能
1、變頻控制電源25KW 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: 25KW
c) 工作電源: 交流220V/380V、50Hz 。兩種電源都可使用
d) 輸出電壓: 0～500V可調。
e) 輸出電壓不穩定度≤0.05%
f) 最大輸出電流: 50A
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/自動試驗兩種模式。
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： 25Kg
2、 勵磁變壓器25KVA 1臺
a) 額定容量: 25KVA
b) 輸入電壓: 500V
c) 輸出電壓： 2KV ；4KV；
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： 90Kg ;
3、高壓電抗器 67.5/27 6臺
a) 額定容量： 67.5KVA
b) 額定電壓： 27KV
c) 額定電流： 2.5A
e) 品質因素： Q≥30
f) 結 構： 干式；
g) 重 量： 70Kg/臺
h) 連續運行時間：≥ 1小時
4、 電容分壓器 110/0.001 UF 1臺
a) 額定電壓： 110KV
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： 30Kg
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。
基本配置
1、變頻電源 25KW 臺 1
2、勵磁變壓器 25KVA 臺 1
3、高壓電抗器 67.5/27(27KV/2.5A) 臺 6
4、電容分壓器 110/0.001UF(110KV) 臺 1
5、附件箱 含測試線一套 套 1
ZSBP-405kVA/108kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置：就是做耐壓試驗的設備，它是為了滿足大容量的被試品要求而研發的設備。它是一套組合設備，為了耐壓試驗能順利準確地進行，針對不同被試品，串聯諧振裝置的組件是不同的。所以請務必準確選型，技術部為您量身制定選型方案。
中試控股ZSBP-405kVA/108kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置產品適用性好，實用可靠，效率高，事半功倍 | 是很多企業以及電力工作者信賴的好伙伴。
中試控股踐行“精細制造，深耕技術”產出ZSBP-405kVA/108kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置優質產品能夠在市場中贏得用戶信賴,樹立中試控股新形象打下了堅實的根底。
ZSBP-405kVA/108kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置
串聯諧振串聯諧振試驗裝置變頻串聯諧振試驗裝置失諧時的過壓情況。在試品發生閃絡擊穿時，因失去了諧振條件，除短路電流立即下降外，高電壓也立刻消失，電弧即刻熄滅。且諧振電壓再建立時間較長，很容易在再次達到閃絡電壓前斷開激勵電源。電壓恢復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。高壓試驗設備變頻串聯諧振介紹，變頻串聯諧振裝置主要針對交聯電纜、水力發電機、主變、母線、GIS 等的 交流耐壓試驗，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。該裝置主要由變頻控制電源、激勵變壓器、電抗器、電容分壓器、 補償電容器（選配）組成。中試控股高壓試驗設備變頻串聯諧振介紹
變頻串聯諧振儀器優點：
1、所需電源容量大大減小。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。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 勵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 1/10-1/30。
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。
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 的隱患。
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。
串聯諧振的產生原理：
諧振是由 R、L、C 元件組成的電路在一定條件下發生的一種特殊 現象。首先，我們來分析 R、L、C 串聯電路發生諧振的條件和諧振時 電路的特性。圖 1 所示 R、L、C 串聯電路，在正弦電壓 U 作用下，其 復阻抗：Z = R + j ωL | 1 ωC = R + j XL | XC = R + jX 式中電抗 X＝XL—Xc 是角頻率ω的函數，X 隨ω變化的情況如圖 2 所示。當ω從零開始向∞變化時，X 從﹣∞向﹢∞變化，在ω＜ω0 時、X＜0，電路為容性；在ω＞ω0時，X＞0，電路為感性；在ω＝ ω0時 圖 1 圖 2 Χ(ω0) = ω0L | 1 ω0C = 0 （式 1） 8 此時電路阻抗 Z(ω0)＝R 為純電阻。電壓和電流同相，我們將電 路此時的工作狀態稱為諧振。由于這種諧振發生在 R、L、C 串聯電路 中，所以又稱為串聯諧振。式 1 就是串聯電路發生諧振的條件。由此 式可求得諧振角頻率ω0如下：ω0 = 1 LC 諧振頻率為 f0 = 1 2π LC 由此可知，串聯電路的諧振頻率是由電路自身參數 L、C 決定 的．與外部條件無關，故又稱電路的固有頻率。當電源頻率一定時， 可以調節電路參數 L 或 C，使電路固有頻率與電源頻率一致而發生諧 振；在電路參數一定時，可以改變電源頻率使之與電路固有頻率一致 而發生諧振。
串聯諧振的品質因數：
串聯電路諧振時，其電抗 X(ω0)＝0，所以電路的復阻抗 Z ω0 = R 呈現為一個純電阻，而且阻抗為最小值。諧振時，雖然電抗 X＝ XL—Xc=0，但感抗與容抗均不為零，只是二者相等。我們稱諧振時的 感抗或容抗為串聯諧振電路的特性阻抗，記為ρ，即 ρ = ω0L = 1 ω0C = 1 LC | L = L C ρ的單位為歐姆，它是一個由電路參數 L、C 決定的量，與頻率 無關。工程上常用特性阻抗與 9 并稱此比值為串聯電路的品質因數，用 Q 表示，即 Q = ρ R = ω0L R = 1 ω0CR = 1 R L C 品質因數又稱共振系數，有時簡稱為 Q 值。它是由電路參數 R、 L、C 共同決定的一個無量綱的量。
串聯諧振時的電壓關系：
諧振時各元件的電壓分別為 URO = RI O = US ULO = jω0LIO = jω0L U s R = jQUs UCO = j 1 ω0C o =| j 1 ω0C US R =| jQUS 即諧振時電感電壓和電容電壓有效值相等，均為外施電壓的 Q 倍，但電感電壓超前外施電壓 90°，電容電壓滯后外施電壓 90°， 總的電抗電壓為 0。在電路 Q 值較高時，電感電壓和電容電壓的數值 都將遠大于外施電壓的值，所以串聯諧振又稱電壓諧振。常見的試品如變壓器、GIS 系統、SF6 斷路器、電流互感器、電 力電纜、套管等均為容性，系統配備的電抗器為感性，試驗時先通過 調節變頻電源的輸出頻率使回路發生串聯諧振，再在回路諧振的條件 下調節變頻電源輸出電壓使試品電壓達到試驗值。由于回路的諧振， 變頻電源較小的輸出電壓就可在試品上產生較高的試驗電壓。在實際現場應用中試品上的高壓電壓和低壓電壓遵循以下公式：U 試 = QU 激 其中：U 試為高壓諧振試驗電壓，Q 為系統串聯諧振的品質因數， U 激為激勵變壓器輸出電壓。10 例如：假設系統串聯諧振的品質因數 Q 為 30，激勵變壓器選擇 16kV 的抽頭，激勵變壓器額定輸入電壓為 400V，如果激勵變壓器輸 入電壓為 100V 時，高壓電壓計算步驟如下：①計算激勵變壓器變比 激勵變壓器變比 N=激勵變壓器所選抽頭電壓/輸入額定電壓 即：N=16kV/400V=16000/400=40 ②計算激勵變壓器輸出電壓 激勵變壓器輸出電壓=激勵變壓器輸入電壓*激勵變壓器變比 即：U 激=100V*40=4kV ③計算高壓諧振試驗電壓 高壓諧振試驗電壓=激勵變壓器輸出電壓*系統品質因數 即：U 試=4kV*30=120kV 故系統最終的高壓諧振試驗電壓為 120kV。隨著如今電力工業的發展，設備電壓等級越來越高，在電力預防性或是交接試驗中，試驗設備的電壓等級相應也越高。在眾多試驗設備中，串聯諧振使用愈加廣泛。在高電壓等級串聯諧振中，常會見到諧振生產商配給用戶的絕緣底座，那么在試驗過程中，絕緣底座起到什么作用呢？
1、絕緣底座首先是起到絕緣的作用。避免因為絕緣等級不夠產生爬電、放電、閃絡等影響試驗進程。
2、防止電抗器因為漏磁通產生渦流、發熱、機械振動等引起試驗效率的降低、噪音等問題。
3、降低疊裝難度，增加安全系數。中試控股在現場使用中，由于試驗條件的限制，環境因素導致如疊裝太高造成的重心不穩，危及試驗人員或是設備安全等問題
那么知道絕緣底座的重要性，如何配置絕緣底座呢？
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