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電力技術

電纜耐電壓成套裝置

時間：2023-02-04

中試控股技術研究院魯工為您講解：電纜耐電壓成套裝置

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。

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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。

串聯諧振與高壓發生器的不同之處
串聯諧振（變頻串聯諧振）是耐壓試驗中的一種，它主要針對 10kV-220kV、變電站及線路等所有電氣主設備的交流耐壓試驗。
同樣是耐壓試驗設備的高壓發生器，它們兩者有什么區別嗎？
串聯諧振試驗裝置運用串聯諧振原理, 通過調節變頻控制器的輸出頻率,使得回路中的電抗器電感L和試品電容C發生串聯諧振,諧振電壓即為試品上所加電壓。
而直流高壓發生器和超低頻高壓發生器與串聯諧振不同的是超低頻高壓發生器只能應用于10kV和35kV的電纜，串聯諧振耐壓裝置可使用10-220kV等規格,主變,發電機, CVT,開關等。直流高壓發生器施加的“直流耐壓”;串聯諧振施加的“交流耐壓’。
變頻串聯諧振試驗裝置適用于各種大型電力變壓器、電力電纜、汽輪及水輪發馬達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，或者進行試驗工作電壓技術要求具有較高，變頻串聯諧振試驗檢測裝置對試驗裝置的電源容量以及相應的也有能力較高的要求，傳統的工頻耐壓裝置設計往往單件體積大，重量重，不便于施工現場搬運，而且不便于學生任意產品組合，靈活性較差。好的方法是使用壓力測試裝置的測試串聯諧振頻率。
變頻串聯諧振試驗裝置是利用調諧電感與負荷電容使之產生工頻串聯諧振，以獲得工頻試驗電壓的串聯諧振試驗裝置。變頻串聯諧振試驗裝置由隔離變壓(氣壓變量)器、調頻調壓電源、激勵變壓器、電抗器和電容分壓器組成。被試品的電容與電抗器構成一個串聯諧振網絡連接管理方式;分壓器并聯在被試品上，用于進行測量被試品上的諧振工作電壓，并作過壓保護環境信號;調頻功率數據輸出經激勵變壓器耦合給串聯諧振回路，提供信息串聯諧振的激勵理論功率。

變頻串聯諧振試驗裝置具有超強的過載能力：
變頻串聯諧振試驗裝置成套設備出廠前均按照技術規范書做額定電壓的1.2倍耐壓試驗，保證變頻串聯諧振試驗裝置滿足客戶各種不同要求的現場需要。

變頻串聯諧振試驗裝置自動調頻功能強大：

當系統為自動調頻時，從30Hz到300Hz，顯示掃頻曲線，變頻(變頻)系列諧振測試裝置用戶可以直觀地看到系統調諧過程.. 掃頻完成后，系統根據掃頻最初發現的諧振頻率點，在其±5范圍內進行0.01Hz分辨率的頻率(頻率)精掃.. 最后*鎖定諧振頻率點。

變頻串聯諧振試驗裝置支持多種試驗模式：
系統支持“自動調諧+手動調壓”，“自動調諧+自動調壓”，“手動調諧+手動調壓”等試驗模式，推薦使用“自動調諧+手動調壓”模式，變頻串聯諧振試驗裝置既能快速找到諧振點，又能通過手動調壓控制試驗過程，安全性更高。

變頻串聯諧振試驗裝置系統，人性化的人機交互：
試驗參數設置、試驗控制、試驗結果等同屏顯示，直觀清晰，并具有自動計時及操作提示功能;全觸控屏操作及顯示，變頻串聯諧振試驗裝置具備試驗數據保存和查詢功能。
rlc串聯諧振電路中為什么要保持輸出電壓恒定

首先，提出rlc串聯諧振電路中為什么要保持輸出電壓恒定這個問題
首先LC串聯諧振，電路的整體阻抗為0歐，那么RLC串聯諧振的整體阻抗為R的阻值。
這時候電路的電流等于U/R。而由于串聯，流過阻容感(RLC)的電流式相同的，那么電感上的電壓為感抗乘電流，電容上的電壓幅值和電感上相同。
我們把R減小，那么電流就會加大，電阻為0的話，理論制上電流等于無窮大，那么電感電容上的電壓也都分別是無窮大。
換句話說，電阻值的大小直接影響到電感上輸出電壓的高低。減小電阻值很容易得到高電壓，這是很危險的。
所以我們要控制輸出電壓大小作為保護。

作為一種相對而言比較基礎的、應用也非常廣泛的轉換器，串聯諧振型的DC-DC轉換器在工作中的優點是電路拓撲結構比較簡單，它的關斷損耗和開關損耗比較小，且沒有輸出濾波電感，因此復變整流二極管上的電壓應力也比較小。除此之外，該類型的變換器電路循環電流比較低，能量循環也相對較低一些。
但串聯諧振變換器在作為電源來使用時也有一些自身的缺點。一個比較大的缺陷就是它的選擇性比較差，由于諧振與負載串聯，開關頻率直接受到負載電路的影響，因此在輕載或空載時輸出電壓無法調整。除此之外，串聯諧振變換器的輸出直流濾波電容必須承受較高的紋波電流、而當輸出電壓增加時，開關頻率必須提高以維持輸出電壓的穩定，諧振網絡的能力將增加且產生較高的關斷電流，因此不適合在高輸入電壓下應用。
串聯諧振是電壓最高還是電流最大及為什么要保持輸出電壓恒定

在電阻、電感及電容百所組成的串聯電路內，當容抗XC與感抗XL相等時，即XC=XL，電路中的度電壓U與電流I的相位相同，電路呈現純電阻性，這就是回串聯諧振。當電路發生串聯諧振時電路的阻抗Z=√R2 (XC-XL)2=R，電路中總阻答抗最小，電流達到最大值。
首先LC串聯諧度振，電路的整體阻抗為0歐，那么RLC串聯諧振的整體阻抗為R的阻值。
這時候電問路的電流等于U/R。而由于串聯，流過阻容感（RLC）的電流式相同的，那么電感上答的電壓為感抗乘電流，電容上的電壓幅值和電感上相同。
我們把R減小，那么電流就會加大，回電阻為0的話，理論上電流等于無窮大，那么電感電容上的電壓答也都分別是無窮大。
換句話說，電阻值的大小直接影響到電感上輸出電壓的高低。減小電阻值很容易得到高電壓，這是很危險的。
所以我們要控制輸出電壓大小作為保護。

串聯諧振式逆變器和并聯諧振式逆變器的直流側分別是電壓源和電流源。因此,也稱為電壓型逆變器介一一和電流型逆變器、,兩者之存在著對偶性。下面對兩者應用過程中的主要差別進行比較分析。串聯諧振式逆變器短路保護較為困難,并聯諧振不易進行開路保護。

串聯諧振式逆變器采用電壓源供電,在輸入端并接有大的濾波電容,在逆變器發生短路故障時,由于電容器上電壓不能突變,瞬時放電電流將會很大,極易造成功率管的過流損壞,此時必在功率器件的允許短路時間內采取保護措施,可以通過研制合理有效的保護電路予以克服。相反,并聯諧振式逆變器采用電流源供電,逆變器輸入端末端串接有一大濾波電感,在逆變器發生短路故障時,短路電流的上升將會受到此濾波電感的抑制,功率器件的短路保護就相對比較容易實現。但是,為了能使電感上的能量及時釋放,必須時刻保持電感通路,當逆變器負載開路時,就會在電感上感生很大的電動勢,并加在開關管上,極易造成開關管的過壓擊穿,負載開路保護相對困難。
由于串聯諧振逆變器輸出電壓高,電流小,對槽路布局要求較低,感應加熱線圈與逆變電源的距離遠時對輸出功率的影響很小,當采用同軸電纜或將來回線絞接在一起鋪設時影響則幾乎可以不計。并聯逆變器則由于電壓低,電流大而對槽路布線要求很高。感應加熱線圈與逆變電源尤其是諧振電容器的距離應盡量靠近,否則兩者之間的引線的分布電感會改變負載電路的結構,使逆變器工作受到很大影響。