中試控股技術研究院魯工為您講解：10kV電纜高壓耐壓測試儀

參考型號：ZSBP135KVA-54kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置

執行標準：DL/T 849.6-2016，DL/T 474.4-2018

作用：對被測試品做承受過電壓預防交流試驗和交接交流試驗，電源：采用220V及380V兩種，操作模式：全自動、半自動、手動

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。

關于可以打電纜交流耐壓選型：電纜電壓等級（kV）、電纜截面（mm2）、電纜長度（米）

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電纜交流耐壓試驗裝置可以做什么? 

ZSBP135KVA-54kV變頻串聯諧振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10KV及以內的電力電纜、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、接觸器、配電箱、絕緣材質、變電站系統的交流耐壓試驗。

ZSBP135KVA-54kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置滿足試品范圍

1、10kV/300mm²電纜3km的交流耐壓試驗，電容≤1.1265uF, 試驗頻率30-300Hz,試驗電壓22kV, 試驗時間5min。

2、10kV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42kV，試驗時間1min。

3、35kV/300mm²電纜1km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。

ZSBP135KVA-54kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置功能及特征

ZSBP系列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。

ZSBP135KVA-54kV變頻串聯諧振耐壓試驗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。

主要技術參數

1.額定容量：135kVA

2.額定電壓：27kV；54kV

3.額定電流：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

裝置容量驗證

裝置容量定為135kVA，分四節電抗器，電抗器單節為33.75kVA/27kV/1.25A/100H，

驗證：1、10kV/300mm²電纜3km的交流耐壓試驗，電容量≤1.1265uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓22kV，試驗時間5min。

使用四節電抗器并聯，L=100/4=25H

試驗頻率：f30Hz

試驗電流：I4.67A

35kV/300mm²電纜1km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。

使用兩節電抗器串聯（互感系數1.15）兩組并聯，L=115H

試驗頻率：f=33.65Hz

試驗電流：I=2.14A

滿足實驗要求。

系統配置參數

(一) 變頻電源ZSBP- 7.5kW  1臺

1) 額定輸出容量：7.5kW

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：18.75A

5) 額定輸出電流：18.75A

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）：400×280×400

15)   重  量：約10kg

(二) 激勵變壓器ZSJL-7.5kVA/1.5/3kV/0.4kV   1臺

1) 額定容量：7.5kVA

2) 輸入電壓：0-400V

3) 輸出電壓：1.5/3kV

4) 結    構：干式

5) 尺寸（長寬高mm）：450×330×430

6) 重    量：約50kg

(三) 高壓電抗器ZSDK-33.75kVA/27kV  4節

1) 額定容量：33.75kVA;

2) 額定電壓：27kV

3) 額定電流：1.25A

4) 電 感 量：100H/單節

5) 品質因素：Q≥30 (f=45Hz)

6) 結    構：干式

7) 尺寸（內徑高mm）：?302×435

8) 重    量：約55kg

(四) 電容分壓器ZSFY-2500pF/60kV  1套

1) 額定電壓：60kV

2) 高壓電容量：2500pF

3) 介質損耗：tgσ≤0.5%

4) 分 壓 比：1000：1

5) 測量精度：有效值1.5級

6) 尺寸（內徑高mm）：?140×500

7) 重    量：約6kg

供貨清單

參考實驗標準

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》

ZSBP-88KVA/44KV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置它是一套組合設備，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。

? 起始頻率：選擇自動調諧時的啟動頻率，下限頻率為20Hz，上限頻率為250Hz。為了保證掃描準確度“起始頻率”必須比“終止頻率”小50Hz。

? 終止頻率：選擇自動調諧時的結束頻率，下限頻率為70Hz，上限頻率為300Hz。為了保證掃描準確度“終止頻率”必須比“起始頻率”大50Hz。

1.設置“起始頻率”不可高于“終止頻率”-50Hz。

2.當第一次試驗時建議采用20Hz～300Hz進行掃描。

3.當已經知道大概頻率范圍時，可以選定在適當的頻率段掃描，以減少試驗時間。

? 起始電壓：調諧時輸出電壓的初始值。輸入范圍為5-100V。

1.對Q值較低的試品如發電機、電動機、架空母線，初始值設定為20～30V；

2.對Q值較高的試品如電力電纜、變壓器、GIS等，初始值設定為15～20V。

? 第一階段試驗電壓：設置試驗電壓的第一階段值。

? 第一階段試驗時間：設置第一階段試驗電壓的耐壓時間。

? 第二階段試驗電壓：設置試驗電壓的第二階段值。

? 第二階段試驗時間：設置第二階段試驗電壓的耐壓時間。

? 第三階段試驗電壓：設置試驗電壓的第三階段值。

? 第三階段試驗時間：設置第三階段試驗電壓的耐壓時間。

我們的電壓跟蹤系統具備自動校核較大電壓波動的功能，但電網電壓的波動幅度較小時，由此而引起的高壓電壓的波動也在儀器的捕捉范圍內，因此，我們強烈建議在設置試驗電壓時，將“試驗電壓”的數值設定為比要施加的試驗電壓低2％Ue。

如果沒有階段性耐壓試驗時，只需設置一個階段試驗電壓值和相應的試驗時間，其它階段試驗電壓和試驗時間設為0。

? 分壓器變比：電容分壓器的分壓變比，一般為1500:1，“分壓器變比”設置為1500。（也可能為3000:1,出廠已設置好客戶無需更改）

? 過壓保護：設置試驗電壓的極限值。電壓超過時自動終止試驗，一般比試驗電壓高10%，最高可設置為額定電壓的1.2倍。當試驗電壓發生變化時，過壓保護會自動進行更新。

? 過流保護：設置低壓輸出電流的最高值。在不知道實際試驗電流的情況下，一般將其設置成裝置額定電流。

? 閃絡保護：實際閃絡保護電壓值,設置最大值為階段試驗電壓的最大值；默認值為階段試驗電壓最大值的0.4倍。當階段試驗電壓發生改變時，閃絡保護電壓會自動更新。 客戶可以根據現場試驗情況進行修改。

? 幫助：提供設置“試驗參數”時的注意事項。

并聯諧振電路的特點

1.電壓一定時，諧振時電流最小；

2.總阻抗最大；

3.電路呈電阻性，支路電流可能會大于總電流。

串聯諧振與并聯諧振的區別

1. 從負載諧振方式劃分，可以為并聯諧振和串聯諧振兩大類型，下面列出串聯諧振和并聯諧振的主要技術特點及其比較：

串聯諧振和并聯諧振的差別，源于它們所用的振蕩電路不同，前者是用L、R和C串聯，后者是L、R和C并聯。

（1）串聯諧振的負載電路對電源呈現低阻抗，要求由電壓源供電。因此，經整流和濾波的直流電源末端，必須并接大的濾波電容器。當逆變失敗時，浪涌電流大，保護困難。

并聯諧振的負載電路對電源呈現高阻抗，要求由電流源供電，需在直流電源末端串接大電抗器。但在逆變失敗時，由于電流受大電抗限制，沖擊不大，較易保護。

串聯諧振和并聯諧振區別2

（2）串聯諧振的輸入電壓恒定，輸出電壓為矩形波，輸出電流近似正弦波，換流是在晶閘管上電流過零以后進行，因而電流總是超前電壓一φ角。    并聯諧振的輸入電流恒定，輸出電壓近似正弦波，輸出電流為矩形波，換流是在諧振電容器上電壓過零以前進行，負載電流也總是越前于電壓一φ角。這就是說，兩者都是工作在容性負載狀態。

（3）串聯諧振是恒壓源供電，為避免逆變器的上、下橋臂晶閘管同時導通，造成電源短路，換流時，必須保證先關斷，后開通。即應有一段時間(t )使所有晶閘管（其它電力電子器件）都處于關斷狀態。此時的雜散電感，即從直流端到器件的引線電感上產生的感生電勢，可能使器件損壞，因而需要選擇合適的器件的浪涌電壓吸收電路。此外，在晶閘管關斷期間，為確保負載電流連續，使晶閘管免受換流電容器上高電壓的影響，必須在晶閘管兩端反并聯快速二極管。 并聯諧振是恒流源供電，為避免濾波電抗Ld上產生大的感生電勢，電流必須連續。也就是說，必須保證逆變器上、下橋臂晶閘管在換流時，是先開通后關斷，也即在換流期間(tγ)內所有晶閘管都處于導通狀態。這時，雖然逆變橋臂直通，由于Ld足夠大，也不會造成直流電源短路，但換流時間長，會使系統效率降低，因而需縮短tγ，即減小Lk值。 

（4）串聯諧振的工作頻率必須低于負載電路的固有振蕩頻率，即應確保有合適的t 時間，否則會因逆變器上、下橋臂直通而導致換流的失敗。

并聯諧振的工作頻率必須略高于負載電路的固有振蕩頻率，以確保有合適的反壓時間t ，否則會導致晶閘管間換流失敗；但若高得太多，則在換流時晶閘管承受的反向電壓會太高，這是不允許的。

（5）串聯諧振的功率調節方式有二：改變直流電源電壓Ud或改變晶閘管的觸發頻率，即改變負載功率因數cosφ。

并聯諧振的功率調節方式，一般只能是改變直流電源電壓Ud。改變cosφ雖然也能使逆變輸出電壓升高和功率增大，但所允許調節范圍小。

（6）串聯諧振在換流時，晶閘管是自然關斷的，關斷前其電流已逐漸減小到零，因而關斷時間短，損耗小。在換流時，關斷的晶閘管受反壓的時間(t +tγ)較長。 并聯諧振在換流時，晶閘管是在全電流運行中被強迫關斷的，電流被迫降至零以后還需加一段反壓時間，因而關斷時間較長。相比之下，串聯諧振更適宜于在工作頻率較高的感應加熱裝置中使用。

（7）串聯諧振的晶閘管所需承受的電壓較低，用380V電網供電時，采用1200V的晶閘管就行，但負載電路的全部電流，包括有功和無功分量，都需流過晶閘管。逆變晶閘管丟失脈沖，只會使振蕩停止，不會造成逆變顛覆。

并聯諧振的晶閘管所需承受的電壓高，其值隨功率因數角φ增大，而迅速增加。但負載本身構成振蕩電流回路，只有有功電流流過逆變晶閘管，而且逆變晶閘管偶而丟失觸發脈沖時，仍可維持振蕩，工作比較穩定。

（8）串聯諧振可以自激工作，也可以他激工作。他激工作時，只需改變逆變觸發脈沖頻率，即可調節輸出功率；而并聯諧振一般只能工作在自激狀態。

（9）在串聯諧振中，晶閘管的觸發脈沖不對稱，不會引入直流成分電流而影響正常運行；而在并聯諧振中，逆變晶閘管的觸發脈沖不對稱，則會引入直流成分電流而引起故障。 

（10）串聯諧振起動容易，適用于頻繁起動工作的場合；而并聯諧振需附加起動電路，起動較為困難。

（11）串聯諧振中的晶閘管由于承受矩形波電壓，故du /dt值較大，吸收電路起著關鍵作用，而對其di/dt要求則較低。

在并聯諧振中，流過逆變晶閘管的電流是矩形波，因而要求大的di/dt，而對du/dt的要求則低一些。