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電力技術
電纜阻燃試驗耐壓儀（實力名企）
時間：2023-02-17
中試控股技術研究院魯工為您講解： 電纜阻燃試驗耐壓儀（實力名企）
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
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
1、35kV電纜耐壓試驗 350m 300mm2 52kV 60min ZSBP-75kVA/75kV串聯諧振試驗裝置
2、35kV電纜耐壓試驗 500m 300mm2 52kV 60min ZSBP-54kVA/54kV串聯諧振試驗裝置
3、35kV電纜耐壓試驗 500m 300mm2 52kV 60min ZSBP-81kVA/54kV串聯諧振試驗裝置
4、35kV電纜耐壓試驗 800m 300mm2 52kV 60min ZSBP-108kVA/108kV串聯諧振試驗裝置
5、35kV電纜耐壓試驗 1000m 300mm2 52kV 60min ZSBP-108kVA/54kV串聯諧振試驗裝置
6、35kV電纜耐壓試驗 1000m 400mm2 52kV 60min ZSBP-162kVA/54kV串聯諧振試驗裝置
7、35kV電纜耐壓試驗 1500m 300mm2 52kV 60min ZSBP-264kVA/66kV串串聯諧振試驗裝置
8、35kV電纜耐壓試驗 2000m 300mm2 52kV 60min ZSBP-216kVA/54kV串聯諧振試驗裝置
9、35kV電纜耐壓試驗 2000m 240mm2 52kV 60min ZSBP-216kVA/54kV串聯諧振試驗裝置
10、35kV電纜耐壓試驗 3000m 240mm2 52kV 60min ZSBP-1560kVA/260kV串聯諧振試驗裝置
11、35kV電纜耐壓試驗 3000m 150mm2 52kV 60min ZSBP-270kVA/54k串聯諧振試驗裝置
12、35kV電纜耐壓試驗 3000m 300mm2 52kV 60min ZSBP-378kVA/54kV串聯諧振試驗裝置
13、35kV電纜耐壓試驗 5000m 300mm2 52kV 60min ZSBP-648kVA/54kV串聯諧振試驗裝置
14、35kV電纜耐壓試驗 8000m 300mm2 52kV 60min ZSBP-972kVA/270kV串聯諧振試驗裝置
ZSBP-270kVA/108kV 變頻串聯諧振試驗裝置
一、 被試品對象及試驗要求：
1、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。
2、10kV/400mm2電纜5km的交流耐壓試驗，電容量≤2.1uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓22kV，試驗時間5min。
3、35kV開關柜、互感器、母線母盤的交流耐壓試驗，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓95kV，試驗時間1min。
二、 串聯諧振工作環境：
1. 環境溫度：－100C –50 0C;
2. 相對濕度：≤90%RH;
3. 海拔高度: ≤1000米；
三、 裝置主要技術參數及功能：
1. 額定容量：270kVA；
2. 輸入電源：單相220或三相380V電壓，頻率為50Hz；
3. 額定電壓：27kV；54kV；108kV
4. 額定電流：10A；5A；2.5A
5. 工作頻率：30-300Hz；
6. 裝置輸出波形：正弦波
7. 波形畸變率：輸出電壓波形畸變率≤1%；
8. 工作時間：額定負載下允許連續60min；過壓1.1倍1分鐘；
9. 溫 升：額定負載下連續運行60min后溫升≤65K；
10. 品質因素：裝置自身Q≥30(f=45Hz)；
11. 保護功能： 對被試品具有過流、過壓及試品閃絡保護(詳見變頻電源部分)；
12. 測量精度：系統有效值1.5級；
ZSBP-22kVA/22kV 變頻串聯諧振耐壓試驗裝置
一、 滿足試品范圍
1、10kV/25mm2電纜1km交流耐壓試驗，電容量≤0.1576uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓22kV，試驗時間5min。
2、10kV/120mm2電纜0.6km交流耐壓試驗，電容量≤0.1562uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓22kV，試驗時間5min。
3、10kV/300mm2電纜0.5km交流耐壓試驗，電容量≤0.1877uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓22kV，試驗時間5min。
4、10kV/630mm2電纜0.2km交流耐壓試驗，電容量≤0.102uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓22kV，試驗時間5min。
特征
變頻串聯諧振耐壓試驗裝置，中試控股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、中試控股采用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。
35kV電纜長度1km諧振交流耐壓裝置
設計兩節電抗器，則單節電抗器為202.5kVA/135kV/1.5A/276H，裝置總容量為405kVA。
驗證：
1、110kV/300mm長度0.5km電纜的交流耐壓試驗，電容量≤0.0735uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓128kV，試驗時間60min。
使用電抗器兩節并聯，則L=350/2=175H
2、35kV/300mm長度1km電纜的交流耐壓試驗，電容量≤0.1945uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓52kV，試驗時間60min。
使用電抗器兩節并聯，則L=276/2=138H
當回路發生串聯諧振時,X1=Xc,Uc=U/RXc=U/RXL。其中XL為回路感抗,Xc為回路彎抗,U為勵磁電壓,Uc為試品承受電壓。設諧振回路的品質因數為Q,則Uc=QU,即被試品上獲得的電壓為勵磁電壓的Q倍,被試品上獲得的容量也為試驗電源容量的Q倍,就實現了用低電壓小容量試驗變壓器對大容量試品進行交流耐壓試驗的目的。
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。
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，中試控股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1/10-1/30。
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，中試控股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，中試控股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。
6kV-500kV高壓交聯電纜的交流耐壓實驗。
典型的串聯諧振逆變電路如圖1所示。圖中D1、D2、D3、D4功率開關器件Ugl、Ug2、Ug3、Ug4的反并聯快恢復二極管，C1、C2、C3、C4為開關器件的吸收電容(包括開關器件的結電容)，Cd為直流濾波電容，L，C，R為等效串聯諧振負載。
串聯諧振逆變電路.jpg
圖1 串聯諧振逆變電路
2、死區時間設計
在零電壓換流模式下，逆變器的工作頻率略高于諧振負載的固有諧振頻率，即負載電流iH滯后于負載電壓UH，負載電壓UH和負載電流iH簡圖如圖2所示。
開關管換流過程.jpg
圖2 開關管換流過程
中試控股詳細講解在ZVS時串聯諧振逆變器的開關器件的關斷和開通電流值很小，關斷時間比較短，所以為了突出主要問題并簡化分析，先忽略開關器件的開通和關斷時間。如圖2所示，C1、C4在Tdead內充電和放電電荷總量為Qc=2CUd，而iH在Tdead內的抽取電荷為
ZVS換流時有Qh≥Qc，即
公式1.jpg
式中Im——負載電流的幅值， ω—— 負載的諧振角頻率，△t——電流滯后電壓時間差， C——吸收電容電容值， Ud——直流橋電壓。
當Qh=Qc時，說明吸收電容兩端電壓在充放電完畢那一時刻，后一對管子導通，此時既可以***上下管不同時導通，又可以***開關管零電壓開通和關斷，而且此時占空比丟失最小。由以上分析可知，***死區設置應該為Qh=Qc時死區值加上開關管開通和關斷延時時間。
3、控制電路
高頻逆變電源、在工作過程中，隨著負載溫度升高，負載的物理特性會發生一些變化，固有諧振頻率也會相應改變，為了使逆變電源始終工作在功率因數接近或等于1的準諧振或諧振狀態，控制電路***實現頻率的自動跟蹤。
一種通用的CMOS鎖相環集成電路，具有電源電壓范圍寬、輸入阻抗高、動態功耗小等優點。利用這種鎖相環可以簡單有效地實現頻率的自動跟蹤，從而實現逆變電路的零電壓開關。這種集成電路內部結構如圖3所示。***頻率和最小頻率由6和7腳間電容C11腳與地間電阻R1，12腳與地問電阻R2共同決定。3端和14端接輸入的兩個比較信號，分別是負載電壓信號和負載電流信號，為了保持串聯諧振逆變電路工作在ZVS狀態，諧振網絡呈弱感性，即電流滯后電壓，所以在進入鎖相比較之前，比較電壓信號要先經過延遲電路，滯后再與電流采樣信號比較，實現電流與電壓之間的定角控制，如圖4所示。
這種電路的邏輯結構圖
本文利用這種鎖相環的本身特點，結合SG3525占空比可調和同步的特性，很好地實現頻率跟蹤和功率調節，并且通過計算實現了死區定量設計，逆變器能工作在功率因數非常接近于1的諧振或準諧振狀態，開關管基本上實現了零電壓開關狀態(ZVS)，實現了損耗小、穩定性高的特性。在電氣系統中，有很多的客戶會問到有關Q值的相關性問題， 特別是在購買變頻串聯諧振試驗裝置中會問到Q值多少，鼎升電力所生產的串聯諧振裝置的Q是控制在36左右，當然，Q值也受電壓等級，工藝結構，材料性能等外部因素的影響，理論上Q值越大，單位電流變化內允許的頻率偏移越小，頻率選擇性越高，Q值是衡量電感的主要參數，其計算方式為：Q=電感電容等儲能器件攜帶的能量÷電阻的損耗功率。
中試控股詳細講解變頻串聯諧振試驗裝置Q值受到哪些影響
Q值的大小受綜合因數的影響，比如制作工藝，原材料、材料性能等，例如，同樣一個電感，如果其他參數不變，僅改變繞制電感導線的粗細，則導線粗的電感Q值要比導線細的電感Q值高，如果再在導線上鍍銀，則鍍銀導線所繞制的電感要比不鍍銀導線繞制的電感Q值高，很明顯這就是工藝結構、原材料所帶來的影響，對于串聯諧振試驗裝置Q值來說，Q值越高，回路的損耗就越小，回路的效率就越高，通過Q值的大小也可以簡單的判斷產品的質量和效能，但不是決定串聯諧振裝置質量好壞的最終標準，Q值的提高往往受到一些因素的限制，如導線的直流電阻、線圈骨架的介質損耗、鐵心和屏蔽引起的損耗以及高頻工作時的集膚效應等。
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