中试控股技术研究院鲁工为您讲解：母线耐压串谐检测装置

ZSBP-88KVA/44KV变频串联谐振耐压试验装置

| 参考标准：DL/T 474.4-2018

简易读懂：变频串联谐振耐压试验装置可以做什么?
变频串联谐振成套耐压试验装置适用于大容量，高电压的电容性试品的交接和预防性试验，主要针对电力电缆、变压器、断路器/开关、开关柜、避雷器、电压互感器、电流互感器、套管、支柱绝缘子、电抗器、母线、隔离开关、输电线路、发电机、电动机、熔断器、电容器、隔离开关、接触器、配电箱、绝缘材质、变电站系统的交流耐压试验。

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ZSBP-88KVA/44KV变频串联谐振耐压试验装置组成部分：变频电源主机、激励变压器、电抗器、电容分压器、补偿电容器、测试附件组成。适用电压等级：6kV、10kV、35kV、66kV、110kV、220kV、330kV、500kV、750kV、1000kV，也可以定制不同的电压等级规格。

如何选择合适的变频串联谐振耐压试验装置？
为了选对规格，请提供以下技术参数
1、电力变压器：电压等级，大容量，试验性质（中性点耐压或全绝缘耐压）单相对地电容量；
2、电力电缆：电压等级，大长度，截面积；
3、发电机、电动机：电压等级（出口电压或称工作电压），试验电压（耐压值）单相对地电容量范围（如0.2-0.55uF等）；
4、开关、绝缘子、PT、CT、绝缘工器具、母线：电压等级（或称工作电压）；试验电压（耐压值）；
5、CVT效验：电压等级或称工作电压，试验电压（耐压值）电容量范围（如0.005-0.02uF）。

ZSBP-88KVA/44KV变频串联谐振耐压试验装置概述
1、目前在国际和国内已有越来越多的XLPE交联聚乙烯绝缘的电力电缆替代原来的充油油纸绝缘的电力电缆。但在交联电缆投运前的试验手段上由于被试容量大和试验设备的原因，仍沿袭使用直流耐压的试验方法。近年来国际、国内的很多研究机构的研究成果表明直流试验对XLPE 交联聚乙烯电缆有不同程度的损害。有的研究机构观点认为XLPE 结构具有承储积累单极性残余电荷的能力，当在直流试验后，如不能有效的释放直流残余电荷，投运后在直流残余电荷加上交流电压峰值将可能致使电缆发生击穿。国内一些研究机构认为，交联聚乙烯电缆的直流耐压试验中，由于空间电荷效应，绝缘中的实际电场强度可比电缆绝缘的工作电场强度高达11倍。交联聚乙烯绝缘电缆即使通过了直流试验不发生击穿，也会引起绝缘的严重损伤。其次，由于施加的直流电压场强分布与运行的交流电压场强分布不同。直流试验也不能真实模拟运行状态下电缆承受的过电压，并有效的发现电缆及电缆接头本身和施工工艺的缺陷。因此，使用非直流的方法对交联电缆进行耐压试验就越来越受到人们的重视。同时，各种大型变压器的交流耐压试验，火力及水力发电机的交流耐压试验也定期进行。这些设备的试验要求的试验设备容量大，，通常情况下采用谐振的方法进行试验，但必须是在工频条件下或等效工频条件下进行。等效工频条件一般采用45—65HZ的频率范围，但是很多试验单位要求30-300HZ试验电源对这类设备进行交流耐压试验。另外还有一种低频设备，0.1HZ的超低频设备耐压仪，他有一个弊端就是电压很难做到很高，在行业里推广使用一直没有得到用户的大面积认可。串联谐振装置的应用很快就得到市场的认可，他是真实模拟运行状态施加电压，能够很快的发现被试设备本身状态情况。
我公司系列串联谐振装置主要用于10kV、35kV、66kV、110kV、220kV的交联橡塑电力电缆，66kV、110kV、220kV的组合电器（GIS）的变频交流耐压试验，水力和火力发电机或电力变压器等的工频交流耐压试验。其基本原理是采用可调节（30-300HZ）串联谐振试验设备与被试品电容谐振产生交流试验电压。由于电缆的电容量较大，采用传统的工频试验变压器很笨重、庞大、大电流的工作电源现场不易取得，因此一般都采用串联谐振交流耐压试验设备。其输入电源的容量显著降低，重量减轻，便于使用和运输。初期都采用调感式串联谐振设备（50HZ），但存在自动化程度差、噪音大等缺点。因此现在大多采用变频谐振，可以得到更高的品质因数（Q值），并具有自动调谐、多重保护、以及降低噪音、灵活的组合方式、单件重量轻等优点。
2、串联谐振在电力系统应用中的优点：
1.1、所需电源容量大大降低。串联谐振电源是利用谐振电抗器和被试品的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，试验所需要的电源功率只有试验容量的1/Q。
1.2、设备的重量和体积大大的减少。串联谐振电源中，不但省去了笨重的大功率调压装置和大功率试验变压器，而且，谐振激磁电源只需要试验容量的1/Q，使得系统重量和体积大大减少，一般为普通试验装置的1/5-1/30.
1.3、改善输出电压的波形。谐振电源是谐振式滤波电容，能改善输出电压的波形畸变，有效的防止了谐波峰值对试品的误击穿。
1.4、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。而并联谐振或者试验变压器方式做耐压试验时，击穿电流立即上升几十倍，两者相比，短路电流，击穿电流相差数百倍。所以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。
1.5、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。
3、该装置主要针35kV及以下电缆等所有电气主设备的交流耐压试验设计制造。电抗器采用多只分开设计，既可满足高电压、小电流的设备试验条件要求，又能满足象6kV电缆这样的低电压的交流耐压试验要求，具有较宽的适用范围，是地、市、县级高压试验部门及电力安装、修试工程单位理想的耐压设备。
该装置主要由变频电源、激励变压器、电抗器、电容分压器组成。
我公司调频谐振装置主要功能及其技术特点：
1.1、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。
1.2、整个装置单件重量很轻，最大不超过60kg，便于现场使用。
1.3、装置具有多种工作模式，方便用户根据现场情况灵活选择，提高试验速度。
工作模式为：全自动模式、半自动模式、手动模式、
1.4、能存储，存入的数据编号是数字，方便的帮助用户识别和查找。
1.5、装置自动扫频时频率起点可以在规定范围内任意设定，同时液晶大屏幕显示测频和试验频率一致，方便使用者直观了解是否找到谐振点。
1.6、采用了ARM平台技术，可以方便的根据用户需要增减功能和升级，也使得人机交换界面更为人性化。
1.7、技术特点归纳：先进的数字、功率技术；功率器件全部采用的德国英飞凌，日本富士的IGBT智能模块，芯片采用英特尔的原装器件等
4、全套系统的配置用法说明：
1.1、变频电源单独可靠接地。
1.2、激励变压器一般有好几个高压端输出：
用于10kV电缆的耐压装置，激励变高电压输出部分和电抗器之间连接，一般接电压低一些的电压端，比如2kV；
用于35kV电缆的耐压装置，35kV电缆的耐压，激励变高电压输出部分和电抗器之间连接，一般接电压较高一点的电压端，比如3-4kV；
用于110kV电缆的耐压装置，110kV电缆的耐压，激励变高电压输出部分和电抗器之间连接，一般接电压高端比如5-6kV；（110kV变压器）
用于110kV互感器，组合电器，开关等的耐压装置，激励变高电压输出部分和电抗器之间连接，一般接电压高端比如10--15kV；
1.3、电抗器和分压器：本装置含有自检功能即不带任何被试品情况下可以自谐升压；电抗器必须保证2节以上叠在一起串联起来和分压器组成谐振回路产生高压。被试品的连线一般接在比较重的电抗器顶端，这样不至于被张力拉倒。电抗器使用时，电抗器底部不要放在金属板上面，因为电抗器是个开口磁路，试验时和铁板会产生涡流长时间会烧坏电抗器。

ZSBP-88KVA/44KV变频串联谐振耐压试验装置参数
（一）ZSBP指生产厂家代码
（二）ZSBP-88/44变频谐振试验装置技术指标
1．额定电压：44kV
被试品的：
22kV---满足10kV电缆交流耐压试验；
35kV---满足10kV变压器交流耐压试验；
42kV---满足10kV开关等交流耐压试验；
2．输出电压波形畸变率：<1.0％
3.允许连续工作时间：额定条件下一次性工作60分钟，
4．装置自身品质因数：Q>50
5．火力发电机试验时满负荷下品质因数：Q>10（与负载相关）
6.  水力发电机试验时满负荷下品质因数：Q>10（与负载相关）
7．电缆试验时满负荷下品质因数：Q>30（与负载相关）
8．主变压器试验满负荷时品质因数：Q>30（与负载相关）
9. GIS，开关等试验满负荷时品质因数：Q>50（与负载相关）
10．输入电源： 220V
11．频率调节范围：30Hz～300Hz
12．系统测量精度：1.5％
13．装置具有过压、过流、零位启动等保护功能

（三）设备遵循标准     
《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》   GB50150-2006
《水轮发电机组安装技术规范》               GB/T8564――2003
《高压谐振试验装置》                       DL/T 849.6—2004  
《电抗器》                                 GB10229.88
《电力设备预防性试验规程》                  DL/T596-1996
《耦合电容器和电容分压器》                  IEC358(1990)

1.变频电源1台：
额定功率：10kVA；
输入电压： 220V 45～65Hz
输出电压：0～250V可调
输出电压频率：30～300Hz  
0.01Hz步进可调 
频率不稳定度≤0.01%
输出电流：0～40A
重量：18kg
2.高压谐振电抗器（共2台）：44kVA/22kV
额定工作电压：22kV    
额定工作电流：2A      
额定电感量：50H       
连续工作时间：60min    
温升：小于60度    
工作频率：30-300Hz   
重量：45kg         
3.激励变1台：                                     
额定容量：10kVA     
输入电压：250V
输出电压：2KV,4kV
4.电容分压器一台：FRC-50kV纯电容式
高压电容量：3000pF   
分压比：1000:1
工作频率：30～300Hz
误差精度：1.5%
额定电压:50kV
重量：5kg
 (五)、供货清单一览表             

1 变频电源 10kW 台 1
2 励磁变压器 10kVA 台 1
3 高压电抗器 44kVA/22kV 台 2
4 电容分压器 50/3000PF 台 1
5 附件箱 含测试线一套 套 1

（六）、激励变压器接线用法：
用于10kV电缆的耐压装置，激励变高电压输出部分和电抗器之间连接，一般接电压低一些的电压端，比如接线找1-2kV的接线端子；
用于35kV电缆的耐压装置，35kV电缆的耐压，激励变高电压输出部分和电抗器之间连接，一般接电压较高一点的电压端，比如接线找3-4kV的接线端子；
用于110kV电缆的耐压装置，110kV电缆的耐压，激励变高电压输出部分和电抗器之间连接，比如接线找4-6kV的接线端子；
激励变什么情况下用串联和并联，高电压小电流试验一般采用串联，比如变压器，开关，GIS等试验，激励变就要采用高电压的电压端子接线，这时激励变外部端子就要串联使用；低电压大电流试验一般采用并联，比如电缆，发电机等试验，激励变就要采用低电压的电压端子接线，这时激励变外部端子一般就要并联使用。
（七）、注意事项
 激励变使用时，高压尾X必须接地（实物已连接），成套设备的接地均需通过分压器接地端接地，再与试品的地网相连，保证一点接地。
 激励变压器使用时可以串并联使用，联结方法见激励变压器面板提示。
 使用时各根高压导线应拉直腾空（特别是高压硅胶线），以避免对地起晕。
 请严格按照说明书规定的连线方式连接使用,否则将会对该设备造成损坏。
若线路接通后无法找到谐振点而不能升压，则很可能是回路没有接通，则应检查线路是否接通

ZSBP-88KVA/44KV变频串联谐振耐压试验装置设备应用
（一）交联乙烯电缆的交流耐压
激励变压器接线用法：
用于10kV电缆的耐压装置，激励变高电压输出部分和电抗器之间连接，一般接电压低一些的电压端，比如接线找1-2kV的接线端子；
用于35kV电缆的耐压装置，35kV电缆的耐压，激励变高电压输出部分和电抗器之间连接，一般接电压较高一点的电压端，比如接线找3-4kV的接线端子；
用于110kV电缆的耐压装置，110kV电缆的耐压，激励变高电压输出部分和电抗器之间连接，比如接线找4-6kV接线端子；
（二）发电机的交流耐压
激励变压器接线用法：（发电机和电机试验要求大电流高电压才能做上去）
用于10kV发电机的耐压装置，激励变高电压输出部分和电抗器之间连接，一般接3/4kV；
用于20kV发电机的耐压装置，激励变高电压输出部分和电抗器之间连接，一般接电压较高一点的电压端，比如4/5kV；
用于27.5kV发电机的耐压装置，激励变高电压输出部分和电抗器之间连接，一般接电压高端比如6/7kV；
（三）变压器等其他被试品的交流耐压

激励变压器接线用法：
用于10kV变压器的耐压装置，激励变高电压输出部分和电抗器之间连接，一般接2kV；
用于35kV变压器的耐压装置，激励变高电压输出部分和电抗器之间连接，一般接电压较高一点的电压端，比如4kV；
用于110kV变压器的耐压装置，激励变高电压输出部分和电抗器之间连接，一般接电压高端比如5kV；

ZSBP-88KVA/44KV变频串联谐振耐压试验装置试验准备工作
根据被试品试验电压及电流的不同确定不同的电抗器连接方式，按确定的试验接线图接好试验接线，检查无误。
检查试验设备完好齐全，现场安全措施完备。
由用户设置过流保护值，当电流达到或高于保护电流时，系统软、硬件将同时停机保护，并弹出保护信息，向用户报告过流保护动作时的状态。
该套系统激励变最大过流保护整定值不超过40A。
例：当试验电流到达设定的保护值后，仪器应自动断开主电源的输出，并进行过流保护提示。
注：低压过流保护设定：按激励变压器低压侧电流的2倍整定,最大值不高于激励变压器低压侧额定的3倍.

ZSBP-88KVA/44KV变频串联谐振耐压试验装置：就是做耐压试验的设备，它是为了满足大容量的被试品要求而研发的设备。它是一套组合设备，为了耐压试验能顺利准确地进行，针对不同被试品，串联谐振装置的组件是不同的。所以请务必准确选型，技术部为您量身制定选型方案。

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ZSBP-88KVA/44KV变频串联谐振耐压试验装置

串联谐振的种类
    （1）串联谐振
    此模型在被试品电流能够满足试验要求而电压未能满足试验要求时采用，中试控股试验中通过试品和电抗器串联谐振达到所需电压，以减小试验设备的容量，从而减少试验设备的体积。
    （2）并联谐振
    此模型在被试品电压能够满足试验要求而电流未能满足试验要求时采用，试验中通过试品和电抗器并联谐振达到所需电流，以来减小试验设备的容量，从而减少试验设备的体积。
    （3）串并联谐振
    此模型在被试品电压电流都未能够满足试验要求时采用，中试控股试验中通过试品和电抗器串并联达到所需的电压和电流，以来减小试验设备的容量，从而减少试验设备的体积。
    谐振电源在电力系统应用中的优点
    （1）所需电源容量大大减小。通过谐振电抗器和试品电容谐振，串联谐振电源可输出较高电压和较大电流，仅需要提供系统消耗的有功功率，因此，对比传统电源试验用电源功率仅为试验容量1/Q。
    （2）设备的重量和体积大大减少。串联谐振电源无需大功率的调压装置，以及常用的大功率工频试验变压器，而且，谐振励磁电源的容量仅为试验容量1/Q，体积也仅为传统试验装置1/3~1/5，因此谐振电源，具有重量轻，体积小等优点。
    （3）改善输出电压的波形。作为谐振式滤波电路，谐振电源，可很大程度上减小输出电压波形畸变，得到良好的正弦波形，有效防止谐波峰值造成试品误击穿。
    （4）防止大的短路电流烧伤故障点。与并联谐振或者试验变压器方式相比，中试控股串联谐振方式下，若试品的弱绝缘点被击穿，电路则立即脱谐，回路电流马上降低为正常试验电流的1/Q，仅为并联谐振或者试验变压器方式下击穿电流的几十分之一，并且此时击穿电流是短路电流的数百倍。所以，串联谐振是有效寻找弱绝缘点的方法之一，且不存在短路电流过大导致故障点损坏的问题。
    （5）不会出现任何恢复过电压。当试品被击穿时，由于谐振条件不再满足，中试控股高电压立即消失，电弧也即刻熄灭。此外，由于恢复电压的再建过程很长，电源容易在再次升高至闪落电压之前断开，整个能量积累过程存在间歇震荡，电压的恢复过程场，因此，不会出现任何恢复过电压。