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電力技術
電纜諧振耐壓儀（源頭大廠）
時間：2023-02-06
中試控股技術研究院魯工為您講解：電纜諧振耐壓儀（源頭大廠）
中試所直屬單位：中試控股 / 大品牌 / 品質保證
ZSBP變頻串聯諧振耐壓試驗裝置適用電壓等級：6kV、10kV、35kV、66kV、110kV、220kV、330kV、500kV、750kV、1000kV，也可以定制不同的電壓等級規格。
變頻串聯諧振耐壓試驗裝置可以做什么：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。
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
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串聯諧振測試器和變頻串聯諧振裝置主要由變頻控制器，勵磁變壓器，高壓電抗器，高壓分壓器等組成。變頻控制器分為兩類，控制臺型為20KW以上，便攜式箱型為20KW以下。它由一個控制器和一個過濾器組成。變頻控制器的主要功能是將具有固定幅度和頻率的380V或200V工頻正弦交流電轉換為具有可調幅度和頻率的正弦波。并為整套設備供電。勵磁變壓器的功能是將變頻電源輸出的電壓提高到合適的測試電壓。高壓電抗器L是諧振箱的重要組成部分。當電源頻率等于1/（2π√LCX）時，它將與被試品 CX串聯諧振。 為了方便電網維護和提高用電安全性，需要高壓輸變電設備進行交流耐壓測試。然而，中試控股電力變頻串聯諧振測試裝置是用于實現高電壓和大容量的測量裝置，并且可以通過電抗器，勵磁變壓器對電力電纜，母線，開關，GIS，變壓器等進行工頻耐壓測試。補償電容器和主控制裝置的組成，是因為測試對象絕緣內的電壓，波形和頻率以及電場與實際操作一致，并且測試電壓高于實際操作電壓。因此，中試控股電力串聯諧振測試裝置在確定電氣設備的介電強度方面最為嚴格。最直接，最有效的方法之一。
串聯諧振測試設備不升壓的主要原因有兩個。例如，在找到共振點之后升壓點是否沒有升高，或者在尋找共振點期間升壓沒有升高。通過分析這兩種情況，判斷串聯諧振測試裝置本身是否有問題或測試物品的絕緣是否損壞。例如，第一種情況是電纜絕緣層損壞（這種可能性很小，如果損壞，則找不到共振點），第二種情況是您使用的電抗器損壞。這種硬件損壞肯定不會增加。
通常導致串聯諧振不升壓，在大多數情況下，在尋找共振點的過程中會出現問題。未找到共振點的主要原因是被檢體的電容與電抗量不匹配，無法找到由共振條件超過共振頻率而引起的共振點。在這種情況下，我們的解決方案如下：1.串聯諧振測試設備環路中的并聯補償電容器。 2.調整電抗器的串聯或并聯連接，以增加或減小電感。改變LC會產生諧振。
不升壓的情況還有串聯諧振變頻電源的過電壓保護和閃絡保護參數設置過小，以致在尋找諧振點的過程中保護了測試設備，因此無法升壓。在某些情況下，個別的接地泄漏會導致升壓升至一半而無法繼續。此時，應停止升壓，并可以在繼續測試之前仔細檢查接線。 顧名思義，電抗器是指在電路中串聯連接的電抗器（電感），無功補償與諧波控制行業中的串聯電抗器主要是指與電容器串聯的電抗器。串聯的電抗器和電容器形式為諧振回路。
為了消除或過濾諧波的效果。減少電容器組的浪涌電流倍數和浪涌頻率，保護電容器并方便選擇配套設備。
與電容器組一起形成完整的諧振回路，以濾除特有的次諧波。中試控股電力串聯濾波器電抗器的感抗和電容器容抗完全調整后，形成具有特征性次諧波的交流濾波器，以濾除特征性次諧波，從而降低了母線上該次諧波的電壓畸變并減小了線路。 諧波電流改善了網絡和母線電源的電能質量。
與電容器組形成一個諧振回路的偏置，以抑制特征次諧波。前提是要了解電網的諧波，找出是否存在大型的整流器，電弧爐，軋機和其他可能產生諧波的負載，以及是否有高壓變壓器和高壓電動機。表現不佳。取電網諧波的實際值，并根據實際中試控股電力串聯諧振諧波分量配置合適的電抗器。
增加短路電阻，減小短路容量，并減小短路電流。無功功率補償支路之前是串聯電抗器。當發生電容器故障（例如電容器極板擊穿或接地故障）時，系統會通過系統阻抗和串聯電抗器阻抗提供短路電流。因為串聯電抗器的阻抗要大得多，所以在電容器發生短路故障時，系統阻抗會有效地降低短路容量，確保配電斷路器可以斷開的短路電流，并提高安全性和可靠性。系統的穩定性。
減少從電容器組到故障電容器組的放電電流，并保護功率電容器。當運行中的無功補償電容器組為多個分支時，其中一個電容器發生故障時，其他運行中的電容器組將通過故障電容器放電。串聯電抗器可以有效地減少這種放電浪涌電流，并確保切斷保護裝置。電容器組故障的可能性。
減少電容器組的開關浪涌電流有利于接觸器的滅弧。接觸器切換電容器期間會產生浪涌電流。串聯電抗器可以有效地抑制工作電流的瞬態過程，這有利于接觸器觸點的斷開，避免了電弧光的重新點燃，并引起工作過電壓。降低過電壓的幅度，保護電容器免受過電壓擊穿或絕緣老化的影響。
1、系列共振廣泛應用于電力、冶金、石油、化工等行業，適合大容量、高壓電容試驗和預防性檢測。便攜式變頻系列共振裝置主要用于以下領域：16kv-500kv高壓XLPE電纜交流耐壓試驗。
2、發電機交流耐壓試驗。
3、地理信息系統和SF6開關的交流耐壓試驗。
4、6kV-500kV變壓器的工頻交流耐壓性能試驗。
5、其它高壓設備如母線、套管、變壓器的交流耐壓試驗。在串聯諧振耐壓試驗裝置中，發電機的交流耐壓試驗需要工頻電壓。目前，先導控股公司國家標準將工頻電壓的頻率定義為45 Hz ~ 65 Hz。但在很多測試場合，要求對發電機進行50hz±2hz的交流測試，發電機定子繞組對地電容比較大。目前國內大部分測試單位采用諧振變壓器進行測試。但是諧振變壓器本身比較重，不方便進行現場測試。中試控股電力針對這種情況，設計制造了一種發電機用調頻電感調制串聯諧振耐壓裝置。
本實用主義新型由變頻控制電源、勵磁變壓器、高壓電抗器和電容分壓器組成。并聯分壓器連接在系統測試研究對象上，以測量進行測試數據對象上的諧振工作電壓，并使過電壓保護環境信號的頻率調制技術輸出我們通過勵磁變壓器耦合到串聯諧振電路，以提供信息串聯諧振勵磁功率。試點企業持有相關專業的研發和生產，采用分件設計，大大減少了我國勞動力。
該設備主要用于以下幾個方面：
1、6kV-500kV高壓跨鏈網電纜交流壓力性能測試
2.6kV-500kV變壓器頻率壓力測試
3. gis 和 sf6開關的交流耐壓試驗
4.發電機交流壓力試驗
5.母線、套管、變壓器等其他國家電力系統高壓技術設備的交流耐壓試驗。
整個裝置由變頻電源、勵磁變壓器、電抗器和分壓器組成。
串聯諧振耐壓試驗裝置操作系統中應注意什么
1.應由高壓試驗專業技術人員可以使用。
2、經營者不得少于2名。使用變頻串聯諧振試驗裝置應嚴格遵守機組高壓試驗的安全操作規程。
3、為了保證測試的安全性和正確性，測試工廠的控股公司不僅要熟悉產品規格，還要嚴格按照國家相關標準和程序進行測試。
4、接線方式不能出錯，尤其是接地線不能出錯。不這樣做可能會影響導致出現損壞的測試分析儀器
5.使用時輸出為高壓或超高壓，必須可靠接地，注意操作安全。
6、當開機和回零仍然不能升高時，請長時間按復位按鈕（大約10秒） ，并使控制箱面板指示燈正常，即除高壓外沒有其他紅燈
7、當電壓大于10V，且未調諧時，系統會自動脫調，以防止對高壓損傷測試產品的共振，甚至對人體造成傷害。
變頻串聯諧振耐壓試驗檢測裝置 注意安全事項:
1.中試手持測試設備應由高壓測試專業人員使用。使用前，應仔細閱讀操作說明，并進行反復操作培訓。
2、操作管理人員應不少于2人。使用時應嚴格要求遵守本單位有關高壓試驗的安全生產作業設計規程。
3、為確保測試的安全性和正確性，除熟悉本產品手冊外，測試操作必須嚴格按照國家相關標準和規定進行。
4、每個連接線不能連接錯誤，尤其是地面導線不能連接錯誤。如果不這樣做，可能會對測試單元造成損壞
5、變頻串聯諧振耐壓試驗檢測裝置使用時，輸出的是高電壓或超高工作電壓，必須進行可靠接地，注意自己操作系統安全。
6.當開機歸零后電壓無法升壓時，請長按復位按鈕（約10秒），使控制箱面板上的指示燈正常，即除“高電壓”外沒有其他紅燈，然后開始正常運行。
當電壓大于10v 并且沒有被調整時，系統會自動失調以防止共振會產生高電壓損壞樣品，甚至對人體造成傷害。
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。
變壓器的聯接也分為串聯和并聯,正常為串聯方式使用,當負載電流比較大超過其參數時(需計算),用并聯.一般情況下,當電抗器采用了并聯或并聯組合方式時也采用并聯方式.中試控股電力生產串聯諧振在電力系統中應用的優點:
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1/3-1/5.
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,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落電壓前斷開電源,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.
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(閃落)等保護功能,過壓過流保護值可以根據用戶需要整定,試品閃落時閃落保護動作并能記下閃落電壓值,以供試驗分析.
2、裝置具有輸出電壓的波形顯示和波形分析的功能.
3、整個裝置單件重量很輕,最大不超過60Kg,便于現場使用.
4、裝置具有四種工作模式,方便用戶根據現場情況靈活選擇,提高試驗速度.
工作模式為:全自動模式、手動模式、自動調諧手動升壓模式、手動調諧自動升壓模式.
5、能存儲和打印數據,存入的數據編號可以是英文字母,也可以是數字或者兼而有之,方便的幫助用戶識別.
6、能測試試品電容量.
7、具有未接地提醒功能.
8、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.
9、幫助菜單可以查出各地規程和試驗接線圖.
10、采用了DSP平臺技術,可以方便的根據用戶需要增減功能和升級,也使得人機交換界面更為人性化.
11、專用的數字波形發生器穩定工作時不占用CPU資源,使得系統更為穩定.
12、采用了調頻調感技術,既可以通過調感的方式保證在50Hz±1Hz條件下諧振,又可以通過調頻的方式在50Hz±1Hz條件下準確的找到諧振點,使得系統保持最高的Q值,且嚴格保證了工頻試驗要求,保證發電機這樣昂貴的設備的試驗的真實性.
6kV-500kV高壓交聯電纜的交流耐壓實驗。
一、變頻串聯諧振耐壓試驗裝置的原理
發生串聯諧振的基本原理是：在R-L-C電路中
變頻串聯諧振裝置的原理
由電工知識得到：Uc=I/ωC,UL=I*ωL，UR=I*R，U=Uc+UL+UR，當LRC串聯回路中的感抗與試品容抗相等時，電感中的磁場能量與試品電容中的電場能量相互補償，試品所需的無功功率全部由電抗器供給，電源只提供回路的有功損耗。電源電壓與諧振回路電流同相位，電感上的電壓降與電容上的壓降大小相等，相位相反。由圖1可知，當 ωL=1/ωc，回路的諧振頻率f=1/2π√LC，也就是說，電路發生串聯諧振，電源提供很小的勵磁電壓，試品上就能得到很高的電壓,電源頻率為諧振頻率。
二、變頻串聯諧振耐壓試驗裝置的特點
利用串聯諧振原理在回路中產生高電壓,一般頻率為30~300Hz。串聯諧振中的直流高壓發生器原理如下圖2表示：
當電源頻率(f)、電感(L)及被試設備電容(C)滿足下式時回路處于串聯諧振狀態此時：f=1/2π√LC，回路中電流為I=Ulx/R,被試設備電壓為Ucx=I/ωCx輸出電壓與勵磁電壓之比為試驗回路的品質因數：Q=Ucx/Ulx=(ωL)/R，由于試驗回路中電阻R很小，故試驗回路品質因數很大。一般正常時可達50以上，既輸出電壓是勵磁電壓50倍，因此用較低容量的試驗變壓器就能得到較高的試驗電壓。這樣就解決了在一般的交流耐壓試驗中試驗變壓器容量不能滿足試驗要求的問題。而此時電容量與電感的關系為ωL=1/ωc，因為對某個試品而言，電容量是固有的，試驗用可調電感的價格也非常昂貴，因此解決問題的途徑就引到了改變電源頻率回路的諧振頻率，在初始電壓下調節回路的頻率，觀察Uc的變化達最大值時，增加或減小頻率時諧振電壓都要下降，這時的頻率為諧振頻率，這時的電壓為諧振點電壓，增加勵磁電壓就能升高諧振電壓，從而達到試驗電壓目的。另外，由于試驗回路是處于諧振狀態，回路本身具有良好的濾波作用，電源波形中的諧波分量在設備兩端大為減小，從而輸出良好的正弦波形。當試品放電或擊穿時，即回路中等值電容被短路，諧振條件被破壞，電壓明顯下降，恢復電壓上升緩慢，試品上不發生暫態過電壓，且電源供給的短路電流受到電抗的限制而減少，從而限制被試設備的損壞程度。
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