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中試控股技術研究院魯工為您講解：電纜試驗諧振耐壓儀（電科院）

ZSBP-270kVA/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。

中試控股始于1986年 ? 30多年專業制造 ? 國家電網.南方電網.內蒙電網.入圍合格供應商

ZSBP-270kVA/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-270kVA/108kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置
滿足試品范圍
1、10kV/300mm2電纜5km的交流耐壓試驗，電容量≤1.8775uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓22kV，試驗時間5min。
2、35kV/300mm2電纜2km的交流耐壓試驗，電容量≤0.389uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓52kV，試驗時間60min。
3、35kV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95kV，試驗時間1min。
4、35kV/2500kVA配變的交流耐壓試驗，電容量≤0.01uF，試驗頻率45-65Hz ，試驗電壓不超過72kV，試驗時間1min。
一、裝置主要組成
序號 設備名稱 規格型號 單位 數量
1 變頻電源 ZSXZ-15kW 臺 1
2 激勵變壓器 ZSJL-15kVA/1.5/3/6kV/0.4kV 臺 1
3 高壓電抗器 ZSDK-67.5kVA/27kV 臺 4
4 電容分壓器 ZSFY-1500pF/110kV 套 1
二、主要功能及特征
ZSBP-270kVA/108kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置，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好評和應用，是當前高電壓試驗的新方法和潮流。
我公司調頻諧振裝置主要功能及其技術特點：
1、裝置具有過壓、過流、零位啟動、系統失諧（閃絡）等保護功能，過壓過流保護值可以根據用戶需要整定，試品閃絡時閃絡保護動作并能記下閃絡電壓值，以供試驗分析。
2、整個裝置單件重量很輕，便于現場使用。
3、裝置具有三種工作模式：全自動模式、手動模式、自動調諧手動升壓模式；方便用戶根據現場情況靈活選擇，提高試驗速度。
4、能存儲和異地打印數據，存入的數據編號是數字，方便用戶識別和查找。
5、裝置自動掃頻時頻率起點可以在規定范圍內任意設定，掃頻方向可以向上、向下選擇，同時液晶大屏幕顯示掃描曲線，方便使用者直觀了解是否找到諧振點。
6、采用DSP平臺技術，可根據用戶需要增減功能和升級，人機交換界面更為人性化。
7、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。
8、設備的重量和體積大大減少。串聯諧振裝置中，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，諧振激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。
9、有效改善輸出電壓波形。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，有效防止了諧波峰值對試品的誤擊穿。
10、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，而用并聯諧振或者試驗變壓器做耐壓試驗時，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。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憂患。
11、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。
三、主要技術參數
1. 額定容量：270kVA
2. 額定電壓：27kV；54kV；108kV
3. 額定電流：10A；5A；2.5A
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
四、 裝置容量驗證
裝置容量定為270kVA，分四節電抗器，電抗器單節為67.5kVA/27kV/2.5A/50H， 
五、試驗時設備組合方式
組合方式
被試品對象 電抗器選擇
（67.5kVA/27kV四節） 激勵變壓器
輸出端選擇 試驗電壓(kV)
10kV/300mm2電纜5km 使用電抗器四節并聯 1.5kV ≤22kV
35kV/300mm2電纜2km 使用電抗器兩節串聯兩組并聯 3kV ≤52kV
35kV開關等電氣設備 使用電抗器四節串聯 6kV ≤95kV
六、系統配置參數
(一) 變頻電源ZSXZ-15kW                                      1臺
1) 額定輸出容量：15kW
2) 工作電源：220/380±10%V（單/三相），工頻
3) 輸出電壓：0–400V
4) 額定輸入電流：37.5A
5) 額定輸出電流：37.5A
6) 電壓分辨率：0.01kV
7) 電壓測量精度：1.5%
8) 頻率調節范圍：30–300Hz
9) 頻率調節分辨率：≤0.1Hz
10) 頻率穩定度：0.1%
11) 運 行 時 間：額定容量下連續60min 
12) 溫    升：額定容量下連續運行60min元器件最高溫度≤65K
13) 噪 聲 水 平：≤50dB
14) 尺寸（長寬高mm）：460×340×420
15) 重  量：約15kg
(二) 激勵變壓器ZSJL-15kVA/1.5/3/6kV/0.4kV                     1臺
1) 額定容量：15kVA
2) 輸入電壓：0-400V
3) 輸出電壓：1.5/3/6kV
4) 結    構：干式
5) 尺寸（長寬高mm）：520×520×460
6) 重    量：約85kg
(三) 高壓電抗器ZSDK-67.5kVA/27kV                              4節
1) 額定容量：67.5kVA;
2) 額定電壓：27kV
3) 額定電流：2.5A
4) 電 感 量：50H/單節
5) 品質因素：Q≥30 (f=45Hz)
6) 結    構：干式
7) 尺寸（內徑高mm）：?382×435
8) 重    量：約90kg
(四) 電容分壓器ZSFY-1500pF/110kV                              1套
1) 額定電壓：110kV  
2) 高壓電容量：1500pF
3) 介質損耗：tgσ≤0.5%
4) 分 壓 比：1500：1
5) 測量精度：有效值1.5級
6) 尺寸（內徑高mm）：?140×1000
7) 重    量：約8kg
七、供貨清單
序號 設  備  名  稱 型  號  及  規  格 單位 數量
1 變頻電源 XZ-15kW  臺 1
2 激勵變壓器   JL-15kVA/1.5/3/6kV/0.4kV 臺 1
3 高壓電抗器 DK-67.5kVA/27kV 臺 4
4 電容分壓器 FY-1500pF/110kV 套 1
5 串聯諧振測試線 套 1
6 出廠檢驗報告 份 1
7 使用說明書 份 1
8 產品合格證 份 1
9 裝箱清單 份 1
八、參考實驗標準
DL/T 596-1996 《電力設備預防性試驗規程》 
GB50150-2016 《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》
GB10229-88 《電抗器》
GB1094 《電力變壓器》
GB1094.1-GB1094.6-96 《外殼防護等級》
GB2900 《電工名詞術語》
GB/T16927.1~2-1997 《高電壓試驗技術》
DL/T474.4-2006            《現場絕緣試驗實施導則－交流耐壓試驗》
DL/T1015                  《現場直流和交流耐壓試驗電壓測量系統的使用導則》
GB/T311.1-1997 《高壓輸變電設備的絕緣與配合》
GB191-2000              《包裝儲運圖示標志》
JB/T9641-1999     《試驗變壓器》
IEC358(1990)              《耦合電容器和電容分壓器》
GB4793-1984               《電子測量儀器安全要求》
GB/T3859.2-1993          《半導體變流器應用導則》
GB/T2423.8-1995          《電工電子產品基本環境試驗規程》
DL/T849.6-2004            《電力設備專用測試儀器通用技術條件第6部分：高壓諧振試驗裝置》

變頻串聯諧振耐壓成套試驗裝置：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。

中試控股變頻串聯諧振耐壓成套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”產出變頻串聯諧振耐壓成套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。

變頻串聯諧振耐壓成套試驗裝置|中試控股

所示為R、L、C串聯電路，在正弦電壓U作用下，其復阻抗為：
式中，電抗X＝XLXC，是角頻率ω的函數，L隨ω變化的情況如圖4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＞ω時，X＞0，電路為感性；
在此時電路阻抗Z(ω0)＝R為純阻性，電壓和電流同相。將電路此時的工作狀態稱為串聯諧振。
阻抗X隨ω變化而變的函數圖象
式(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：
諧振頻率為：
由此可知，串聯諧振裝置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。
3.2串聯諧振高壓試品電源的優點
1)所需電源容量
下面以額定電壓為110kV，電纜長度為2500m，截面積為630mm2的XLPE電纜為例，查表1數據得到該電纜的電容為0.188μF/km，其試驗參數估算如下。
試驗電壓：
高壓電抗器電感值：L=40H
試驗電壓頻率：f=36.6Hz
高壓試驗電流：I=14A
電源電流：I0≈50A
上述中試控股電纜如果用常規的交流高壓試驗設備進行耐壓試驗時，所需試品容量為P=14A×128kV=1792kVA，采用串聯諧振方法所需試驗電源的功率僅為P=50A×380V=19kW。串聯諧振電源是利用諧振電抗器和被試品的電容通過調頻發生諧振而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。
2)設備的重量和體積串聯諧振電源中，省去了笨重的大功率調壓裝置和工頻試驗變壓器，使得試驗設備的重量和體積大大減少，一般為普通試驗裝置的1/3-1/5。
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，由于回路的電容值改變，電路立即脫諧，回路電流迅速下降；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。兩者相比在被試品被擊穿時，二者的短路電流相差數百倍。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憂患。
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，電弧瞬時熄滅，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。
3.3關于試驗的頻率
由于電纜的電容量較大，采用傳統的工頻試驗變壓器很笨重、龐大，且大電流的工作電源在現場不易取得，因此一般都采用串聯諧振交流耐壓試驗設備。其輸入電源的容量能顯著降低，重量減輕，便于使用和運輸。初期多采用調感式串聯諧振設備(50Hz)，但存在自動化程度差、噪音大等缺點。因此現在大都采用調頻式(30-300Hz)串聯諧振試驗設備，可以得到更高的品質數，并具有自動調諧、多重保護，以及低噪音、靈活的組合方式(單件重量大為下降)等優點。
綜合國內外有關技術資料，選擇合適的試驗頻率范圍是個比較重要的問題。在這方面，有一些不同的觀點和提法。就目前國內外的提法來看，大概可分成3類：第1類為較寬頻率范圍30-300Hz、20-300Hz、1-300Hz；第2類為工頻范圍45-65Hz，45-55Hz；第3類為接近工頻35-75Hz。