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35kV高压电缆交流耐压试验装置（电科院推荐）

时间：2022-08-30

中试控股博士科研站技术专工为您一一解答：35kV高压电缆交流耐压试验装置（电科院推荐）

串联谐振的相关知识
一、定义
在电阻、电感及电容所组成的串联电路内，当容抗XC与感抗XL相等时，即XC＝XL，电路中的电压U与电流I的相位相同，电路呈现纯电阻性，这种现象叫串联谐振。当电路发生串联谐振时，电路的阻抗Z=√R2+XC-XL2=R,电路中总阻抗最小，电流将达到最大值。
二、危害性
发生谐振时，由于感抗和容抗相等，所以电感和电容两端的电压有效值相等，即：UL=UC。又由于其相位相反，因此这两个电压是相互抵消的。在电容或电感的电压有效值为：UL=UC＝XLI0=ω0LIO=ω0LU/R。式中ω0L/R称为谐振电路的品质因数，它代表电压比。即UC/U或UL/U。
品质因数是衡量谐振电路特性的一个重要参数。如电路中电抗越大，电阻越小，则品质因数越高。因此电容或电感上的电压值将比外加电压大的多。一般电感、电容谐振电路的品质因数可达几十甚至几百。所以串联谐振又叫电压谐振。在电力系统中，串联谐振将会产生高出电网额定电压数倍的过电压，对电力设备的安全造成很大危害。
在R-L-C串联电路中，出现线路端电压和电流同相位的现象叫串联谐振。

串联谐振耐压试验装置的电抗器的配置算法

成套串联谐振耐压试验装置。对1km规格26/35kV 120 mm2的电缆进行耐压试验。该装置由变频电源、励磁变、高压电抗器、电容分压器(电容量1000pF)、高压补偿电容器等组成。
根据试验标准确定试验电压，并根据试验电压考虑串联谐振耐压试验装置电抗器的组配：
由CB50150-2006电气装置安装工程电气设备交接试验标准可知26/35kV交联电缆交接时交流耐压试验电压为2U0=2 x 26=52kV，由于XZKY-30/1.9/65电抗器额定电压为30kV,单台不能满足52kV的试验电压要求,就需要此型号两台电抗器串联使用则有:2 x 30k V=60kV>52kV,则所选电抗器满足试验电压的要求。

ZSBP-324kVA/270kV变频串联谐振交流耐压装置
串联谐振被试品对象及试验要求：

110kV开关、母线、绝缘子、套管等电气设备的交流耐压试验，中试控股试验频率为20-300Hz,试验电压不超过265kV。

110kV/40000kVA主变分段绝缘的交流耐压试验，电容量≤0.018μF，试验频率为45-65Hz，试验电压不超过80kV。

35kV/300mm2电缆1km，电容量≤0.1945μF，试验频率为20-300Hz,试验电压52kV。

6kV/3*120mm2电缆6500m，电容量≤2.13μF，试验频率为20-300Hz,试验电压15kV。

10kV/50MW发电机，中试控股电容量≤0.33uF，试验频率为45-55Hz，试验电压不超过23kV。

工作环境：

环境温度：－150C –40 0C;

相对湿度：≤90%RH;

海拔高度: ≤3000米；

装置主要技术参数及功能：

额定容量：324kVA；

输入电源：单相220V/三相380V电压，频率为50Hz；

额定电压：45kV；90kV；180kV；270kV

额定电流：7.2A；3.6A；1.8A；1.2A；

工作频率：20-300Hz；

波形畸变率：输出电压波形畸变率≤1%；

工作时间：额定负载下允许连续60min；过压1.1倍1分钟；

温升：中试控股额定负载下连续运行60min后温升≤65K；

品质因素：装置自身Q≥30(f=45Hz)；

保护功能：对被试品具有过流、过压及试品闪络保护(详见变频电源部分)；

测量精度：系统有效值1.5级；
特点：
1、装置具有过压、过流、零位启动、系统失谐（闪络）等保护功能，过压过流保护值可以根据用户需要整定，试品闪络时闪络保护动作并能记下闪络电压值，以供试验分析。
2、整个装置单件重量很轻，便于现场使用。
3、装置具有三种工作模式：全自动模式、手动模式、自动调谐手动升压模式；方便用户根据现场情况灵活选择，提高试验速度。
4、能存储和异地打印数据，存入的数据编号是数字，方便识别和查找。
5、装置自动扫频时频率起点可以在规定范围内任意设定，扫频方向可以向上、向下选择，同时液晶大屏幕显示扫描曲线，方便使用者直观了解是否找到谐振点。
6、ZSBP-44kVA/44kV变频串联谐振耐压试验装置采用DSP平台技术，可根据用户需要增减功能和升级，人机交换界面更为人性化。
7、所需电源容量大大减小。串联谐振电源是利用谐振电抗器和被试品电容谐振产生高电压和大电流的，在整个系统中，电源只需要提供系统中有功消耗的部分，因此试验所需的电源功率只有试验容量的1/Q。
8、设备的重量和体积大大减少。串联谐振装置中，省去了笨重的大功率调压装置和普通的大功率工频试验变压器，而且，谐振激磁电源只需试验容量的1/Q，中试控股使得系统重量和体积大大减少，一般为普通试验装置的1/10-1/30。
9、有效改善输出电压波形。谐振电源是谐振式滤波电路，能改善输出电压的波形畸变，获得很好的正弦波形，有效防止了谐波峰值对试品的误击穿。
10、防止大的短路电流烧伤故障点。在串联谐振状态，当试品的绝缘弱点被击穿时，电路立即脱谐，回路电流迅速下降为正常试验电流的1/Q，而用并联谐振或者试验变压器做耐压试验时，击穿电流立即上升几十倍，两者相比，短路电流与击穿电流相差数百倍。串联谐振能有效的找到绝缘弱点，又不存在大的短路电流烧伤故障点的忧患。
11、不会出现任何恢复过电压。试品发生击穿时，因失去谐振条件，高电压也立即消失，电弧即刻熄灭，且恢复电压的再建立过程很长，很容易在再次达到闪络电压前断开电源，这种电压的恢复过程是一种能量积累的间歇振荡过程，其过程长，而且不会出现任何恢复过电压。

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