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電力技術

電纜耐高電壓試驗器

時間：2023-02-04

中試控股技術研究院魯工為您講解：電纜耐高電壓試驗器

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。
ZSBP系列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。

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

適用以下電纜的交流耐壓試驗：
電力電纜、控制電纜、補償電纜、屏蔽電纜、高溫電纜、計算機電纜、信號電纜、同軸電纜、耐火電纜、船用電纜、礦用電纜、鋁合金電纜、電器裝備用電線電纜、RVVP表示：銅芯聚氯乙烯絕緣屏蔽聚氯乙烯護套軟電纜電壓300V/300V 2-24芯；
RG表示：物理發泡聚乙烯絕緣接入網電纜用于同軸光纖混合網中傳輸數據模擬信號；
UTP表示：局域網電纜；
KVVP為：聚氯乙烯護套編織屏蔽電纜，SYWV（Y）、SYKV 有線電視、寬帶網專用電纜；
RVV表示：聚氯乙烯絕緣軟電纜；
AVVR表示：聚氯乙烯護套安裝用軟電纜；
RV、RVP表示：聚氯乙烯絕緣電纜；
BV、BVR表示：聚氯乙烯絕緣電纜；
KVV表示：聚氯乙烯絕緣控制電纜等。

選擇合適的試驗頻率范圍是個比較重要的問題。在這方面，就目前國內外的提法來看，總結可分成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。
試驗參考
10kv電纜交接試驗耐壓打2.5U0電壓，試驗時間為5min。 GB50150-2006《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》中18.0.5條表18.0.5規定10kv電纜試驗電壓為（2.5U0），試驗時間為5min（2.5U0時）。 10KV電纜是一般有6/10KV和8.7/10KV兩種，這兩種電纜的U0是不相同的。根據試驗標準6/10KV是施加15KV（6x2.5=15）交流電5分鐘，電纜不擊穿；而8.7/10KV則是施加21.75KV（8.7x2.5=21.75）交流電5分鐘，電纜不擊穿。交流耐壓試驗：電力設備在運行中，絕緣長期受著電場、溫度和機械振動的作用會逐漸發生劣化，其中包括整體劣化和部分劣化，形成缺陷。交流耐壓試驗是鑒定電力設備絕緣強度最有效和最直接的方法，是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保證電力設備安全運行的一種重要手段。

電纜做耐壓試驗怎么做
1、被試電纜兩端設好圍欄并有專人看護。
2、測量電纜相位，確保電纜兩端相位一致。
3、先用5000V兆歐表測量，正常情況下新電纜阻值均在10000MQ以上。多芯電纜應分別測量每一芯線對其它芯線及外皮的絕緣電阻。外護套及內襯層使用500V絕緣電阻測試儀測試其對地電阻。
4、開始打耐壓，每相時間一般為20分鐘。
5、試驗完成后先把電壓降下來再切斷電源放電。
6、用5000v兆歐表再測量一次絕緣，絕緣電阻不應有明顯下降
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（Q值），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。

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）。

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。

隨著電子技術的不斷發展，變頻串聯諧振試驗裝置也廣為人知。但是變頻串聯諧振試驗裝置有什么特點?技術參數有哪些?今天我們一起來看一下。
變頻串聯諧振試驗裝置特點
1、大屏幕顯示試驗數據、試驗狀態，并有實時操作步驟提示功能
2、能靈活整定實驗電壓、調頻范圍、加壓時間
3、試驗結果能計算出被試品電容
4、具有計算機通訊接口，便于通訊和試驗數據管理
5、體積小、重量輕、操作方便
6、分辨率高、頻率分辨率為0.001HZ
7、安全可靠高、系統具有過電流、過電壓及放電保護功能，可有效保護人身及設備安全試驗結果可打印可升級造作軟件
變頻串聯諧振試驗裝置技術參數
1、環境溫度：-10～45℃
2、環境濕度：≤90%
3、海拔高度：≤2000M
4、電源輸入：220V±10%單相 50Hz 輸出0～220V(≤10KW)380V±10%三相 50Hz 輸出0～400V
5、額定試驗容量：0～8000KVA(選擇)
6、諧振電壓：0～1000KV(選擇)
7、輸出波形：正弦波
8、頻率調節范圍：0.1～300Hz
9、波形畸變率：≤0.5%
10、系統測量精度：0.5級
11、噪聲：≤60dB
12、頻率調節分頻率：0.01Hz
13、電抗器Q值：30～200(選擇)
14、不穩定度：≤0.05%

諧振即物理的簡諧振動，物體的加速度在跟偏離平衡位置的位移成正比，且總是指向平衡位置的回復力的作用下的振動。其動力學方程式是F=-kx。諧振的現象是電流增大和電壓減小，越接近諧振中心，電流表電壓表功率表轉動變化快，但是和短路的區別是不會出現零序量。
一種放大形式，一般在高頻或者射頻電路中比較常見。在高頻或者射頻中，諧振放大器一般應用于小信號放大，我們稱作為諧振放大器。
諧振功率放大器的特點
1.采用諧振網絡作負載。
2.一般工作在丙類或乙類狀態。
3.工作頻率和相對通頻帶相差很大。
4.技術指標要求輸出功率大、效率高。
在諧振功放中，為了提高效率，都在丙類工作狀態，或者工作在更高效率的丁類和戊類。在這種情況下，功率管集電極電流為嚴重失真的脈沖序列波形或周期性的開關波形。順便指出，在某些特定情況下，為了滿足對非線性失真的嚴格要求，也有采用甲類或乙類工作的諧振功放。
為實現不失真放大，必須限定輸入信號為單一頻率的高頻正弦波（即載波信號）或者在高頻附近占有很窄頻帶的已調波信號。在這種信號作用下，功率管集電極電流波形為接近余弦的脈沖序列，用傅氏級數將它分解為平均分量Ico，基波分量Iclmcos wt和各次諧波分量之和，輸出濾波匹配網絡取出基本波分量，濾除其它無用分量，就能在負載上獲得不失真的輸出信號。
同理，在功率管輸入端，基極電流也是失真脈沖序列，通過輸入匹配濾波網絡的濾波作用，加到功率管輸入端的為不失真的信號電壓。
與非諧振功放一樣，在特定的偏置條件下，對應于特定大小的輸入信號，功率管有一最佳負載，這時，諧振功放的輸出功率最大，效率也較高。因此，濾波匹配網絡除了濾波作用外，還起到匹配作用，即將輸出負載（往往是非電阻性負載）變換為功率管所需的最佳負載。

諧振放大器的特性
1.負載特性
負載特性是指放大器在VBB、VCC和Ubm不變時，隨R變化的特性
2.基極調制特性
基極調制特性是指放大器在R、VCC和Ubm不變時，隨VBB變化的特性
3.集電極調制特性
集電極調制特性是指放大器在VBB、R和Ubm不變時，隨VCC變化的特性
4.放大特性
放大特性是指放大器在VBB、VCC和R不變時，隨Ubm變化的特性
變頻串聯諧振適合各種大型電力變壓器、電力電纜、汽輪及水輪發電機及其它容性設備的交流耐壓試驗都必須嚴格按試驗規程定期進行。在工頻條件下，由于被試品電容量較大，或者試驗電壓要求較高，對試驗裝置的電源容量相應的也有較高的要求，傳統的工頻耐壓裝置往往單件體積大，重量重，不便于現場搬運，而且不便于任意組合，靈活性較差。

第四章詳細介紹
一、技術參數及功能描述
1、技術參數
? 輸入電源:
電壓： 380/220V±10%
頻率： 45/65Hz
? 輸出電壓：0-500V；
? 輸出波形：正弦波
? 頻率調節范圍：30-300Hz
? 頻率分辨率：0.01Hz
? 頻率穩定度：0.1%
? 頻率步進值：5Hz,1Hz，0.1Hz，0.01Hz
? 電壓分辨率：0.1kV
? 電壓測量精度：1.5%
? 電壓步進值： 1%，0.5%，0.1%，0.01%
? 運行連續工作時間：60分鐘
2、功能描述
變頻電源有如下幾個顯著的特點：
? 波形為脈寬電壓調節的方波。
? 內部由ARM控制，操作功能得到優化,操作簡單。
? 自動掃頻，尋找諧振點.頻率范圍30-300Hz,可設置掃頻范圍，掃頻最大耗時40秒鐘(全頻掃)，頻率分辨率0.01Hz。
? 自動試驗，用戶可設置試驗程序，試驗程序分為5段，系統自動按設置的程序完成試驗過程。
? 耐壓時自動跟蹤電壓，電壓正常波動時自動調整電壓到目標電壓，異常波動時提示用戶電壓異常波動，由用戶根據試驗情況進行操作。
? 實時顯示試驗狀態，用戶可根據試驗狀態進行相應操作。
? 強大的保護功能：過流保護，過壓保護和閃絡保護，過熱保護，高壓異常保護，軟/硬件同時保護，確保安全。
? 試驗數據保存，可即時打印試驗數據，也可將數據保存以備下次打印。
? 數據查詢功能,根據試驗日期查詢以往的試驗數據。
二、系統硬件說明
1、面板外觀（如下圖）
（注意：電源接入變頻電源插座且面板上空開合上時，變頻電源輸出插座上已經帶電，此時嚴禁碰觸此插座金屬部分。應在合空開前接好所有試驗連線。）
1、現場變壓器耐壓試驗圖
2、現場電纜交流耐壓試驗圖
三、手動/自動試驗
1、手動試驗
檢查試驗線路,確保線路無誤后，合上電源開關。儀器顯示如下圖：
（1）按【手動試驗】鍵進入試驗參數設置.（見下圖）包括以下參數：
試驗電壓設置
【參數設置】在設置參數過程中，每次設完當前參數按下小鍵盤上OK才能進入下一項設置（不是界面上確定鍵）
【試驗電壓】試驗過程中要升到的目標電壓值。
【耐壓時間】試驗過程中的耐壓時間，時間到自動停機（最大99分鐘）。
【分壓變比】高壓分壓器的分壓比（分壓變比是根據當前分壓器的實際變比值填入，注意不能填錯，否則高壓測量數據出錯。）
【過壓保護】試驗過程中的最高電壓，默認為目標電壓1.1倍，用戶可自己設置，但不能超過1.1倍。試驗電壓超過此設定值則保護停機
【過流保護】試驗過程中的最大電流設定值，超過則保護停機
（2）按【確定】鍵進入試驗確認界面。（見下圖）
按【確定】鍵儀器充電合閘進入試驗界面（如下圖）
2.1手動試驗中手動調頻手動升壓；（1）此時調節頻率加和減尋找諧振點（尋找掃頻過程中某一點的最高電壓值，并且“測頻”的頻率值應與試驗頻率接近）諧振點找到后調節電壓加和減開始升壓。
（2）升到目標值后設備自動開始計時，此時設備會提示正在耐壓，耐壓時間由黑色變成紅色倒計時。（見下圖中耐壓時間數字部分）
重點推薦使用---2.2 手動試驗中自動調頻手動升壓(簡稱半自動試驗)
如圖
1.按下掃頻鍵后40秒鐘自動找到諧振點如下圖
2.找到諧振頻率點之后提示：
3.此時有兩種選擇；按下手動升壓后，就需要人來控制升壓，點擊調壓+，- 鍵就可以達到你所需要的目標值；按下自動升壓機器就會完成你所需要的目標值。
當升壓到所需要的目標值后如下圖：
4.升到目標值后設備自動開始計時，此時設備會提示正在耐壓，耐壓時間由黑色變成紅色倒計時。（見下圖中耐壓時間數字部分）計時結束后控制箱會自動降壓停機。如下圖：

6.上圖中各顯示項說明如下：
1. 顯示屏上部方框部分為當前試驗狀態及類型提示。
2. 【試驗電壓】試驗時被試品上高壓值。本儀器為峰值/√2（等同于純正弦波時的有效值）。
3. 【試驗頻率】儀器輸出電壓的頻率值。
4. 【目標電壓】試驗過程中的高壓目標值。
5. 【耐壓時間】達到目標電壓后設備自動開始耐壓計時。
6. 【電流】儀器的輸出電流值。
7. 【調壓】儀器的電壓輸出百分比（最大99.99%）。
8. 【測頻】高壓測量信號的頻率值。
9. 【Q 值】諧振系統的品質因數。
10. 【過壓】高壓的最大保護值。
11. 【過流】儀器輸出電流的最大保護值。
12. LCD屏下部分別為電壓和頻率調節的步進值，可按對應的調節按鈕改變（循環變化）。
注意：手動控制加壓，并選擇適當的步進值以免系統高電壓快速變化，產生過壓，對被試品，試驗系統產生危害
7.試驗結束如下圖：
備注：任何情況下可按【返回】鍵返回上一界面或開機界面。
2、自動試驗
（1）按【自動試驗】鍵進入試驗參數設置.（見下圖）包括以下參數：
自動試驗和手動試驗過程設置一樣
【參數設置】在設置參數過程中，每次設完當前參數按下小鍵盤上OK才能進入下一項設置（不是界面上確定鍵）
【目標電壓】試驗過程中要升到的目標電壓值.
【目標電壓】試驗過程中要升到的目標電壓值。
【耐壓時間】試驗過程中的耐壓時間，時間到自動轉入下一階段或停機
說明：
1.目標電壓及耐壓時間最多可設置5個階段，前一階段耐壓時間到并且下一階段不為零時調整電壓至下一階段目標電壓值繼續耐壓，否則降壓停機。
2.目標電壓的設置不能超過系統的最大電壓值。
3.目標電壓或耐壓時間有一個設置為零，則此階段和下一階段皆無效
4.目標電壓及耐壓時間至少有一個階段不全為零，否則在開始試驗時出現如下提示界面：
【掃頻范圍】自動試驗尋找諧振點時的頻率輸出范圍，在已知被試品容量的情況下可計算出諧振頻率，根據計算頻率加減20Hz作為掃頻范圍，節省試驗時間。

其它參數設置與手動試驗參數設置相同。
參數修改操作與手動試驗參數修改相同。

（3）按【確定】鍵直到進入試驗界面（各顯示項與手動試驗相同）。
1.掃頻如下圖
2.掃頻找到諧振點后開始升壓如下圖
3.升到試驗目標電壓值后
4.耐壓時間到了后如下圖
5.異常現象提示
當出現這個界面時用戶根據自己的現場實際情況對照來解決問題
四、數據管理/報表
需要查詢以往的試驗報告，選擇【數據管理】（下圖）。
根據試驗日期選擇查詢序號（最多50組數據），按【確定】按鈕，顯示試驗報告如下圖：
按【打印】鍵可進行打印。
按【返回】鍵返回上一界面。
五、串諧計算
為了用戶更好更快的完成試驗，多用計算公式可以節約時間和少帶設備
六、注意事項及常見問題
1、高壓試驗請注意安全，嚴格按照高壓試驗的規范來操作。檢查/修改試驗接線時，請先關閉本系統，并切斷電源。
2、串聯諧振系統支持的最高電壓為800Kv，實際能夠升到的高壓由激勵變壓器決定，請根據試驗電壓調換合適的激勵變壓器。
3、如果開機后發現變壓器發出非正常聲音，請立即關閉本系統并切斷電源，檢查變壓器接線是否正確。
4、正常“停機”采用逐步降壓停機的方式，保護停機直接快速停機，遇到緊急情況可以直接斷開空開直接關機。
5、如果自動掃頻失敗，請檢查接線或重設掃頻范圍。
6、本系統試驗電壓為峰值采樣（國標要求），如果系統顯示的高壓跟萬用表顯示的高壓差別大，請檢查“試驗參數”中的“分壓變比”是否正確填寫。