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电缆交流耐压试验仪（电科院）

时间：2022-11-24

中试控股技术研究院鲁工为您讲解：电缆交流耐压试验仪（电科院）

ZSBP-405KVA/270KV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-405KVA/270KV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-405KVA/270KV变频串联谐振耐压试验装置
一、适用范围
1．35kV，300平方毫米交联电缆2000m，电容量≤0.59μF，试验频率30-300Hz，试验电压52kV。
2、10kV，300平方毫米交联电缆5000m，电容量≤1.9μF，试验频率30-300Hz，试验电压22kV。
3.10kV/1000kVA变压器的交流耐压试验，电容量≤0.01μF，试验频率45-65Hz，试验电压不超过35kV。
4.110kV/1000kVA变压器的交流耐压试验，电容量≤0.01μF，试验频率45-65Hz，试验电压不超过160kV。
5．110kV，300平方毫米交联电缆600m，电容量≤0.12μF，试验频率30-300Hz，试验电压52kV。
6. 环境温度：－150C –45 0C;
7. 相对湿度：≤90%RH;
8. 海拔高度: ≤2500米；
二、系统主要性能及参数
1、电源电压： 380V±10%、50Hz；
2、额定容量： 405KVA；
3、输出电压： 270KV，
4、输出电流： 1.5A.3A 4.5A
5、输出电压波形: 正弦波；
6、输出电压波形畸变率: ≤0.5% ；
7、允许连续工作时间：额定输出电流下持续运行时间为60分钟；
8、输出频率范围: 30～300Hz ；
9、品质因数: ≥30
10、系统噪声: ≤60db
11、系统测量精度: 1.0级
12、频率分辨率: 0.01Hz
13、频率不稳定度: ≤0.05%
14、环境温度： -25℃～ +55℃
相对湿度: ≤90%
海拔高度: ≤2000m
15、具备手动试验/自动调谐/自动试验模式。
16、具备大屏幕显示,可指示:输出电压(有效值)及输出频率等。
17、具备试验电压、时间、试验频率范围等试验参数设置功能。
18 具备过电压、过电流、过热保护功能。
19、具备闪络保护功能,在试品发生闪络时谐振回路失谐,电源立即停止输出,屏幕提示“试验失败”及相关信息。
20、具备各种数据打印功能。
三、设备制造遵循的国家标准和行业标准
GB7328-87 << 变压器和电抗器的声级测量>>
GB1094 <<电力变压器>>
GB/T16927.1-2-1997 <<高电压试验技术>>
ZBK41006-89 <<试验变压器>>
GB4208 <<外壳防护等级>>
GB2900 <<电工名词术语>>
GB5273 <<变压器、高压电器和套管的端子>>
GB191 <<包装储运标志>>
GB10327 <<电力变压器绝缘水平和绝缘试验外绝缘自空气间隙》
GB10229-88 <<电抗器>>
IEC358(1990) <<耦合电容器和电容分压器>>
IEC1000 <<电磁兼容性>>
GB4793-1984 电子测量仪器安全要求
四、系统配置及具体参数
1、变频控制电源20KW 1台
a) 变频控制电源采用高压耐压试验专用变频电源,采用一体化设计,控制电源本体具备调频、调压、控制、保护等功能。
b) 额定输出容量: 20KW
c) 工作电源: 交流220V、50Hz 。
d) 输出电压: 0～500V可调。
e) 输出电压不稳定度≤0.05%
f) 最大输出电流: 40A
g) 输出波形:正弦波, 波形畸变率:≤0.5%
h) 频率调节范围: 30～300Hz
频率调节分辨率: 0.001 Hz
i) 连续运行时间: 大于1小时
j) 噪声水平:≤ 60dB
k) 变频电源采用高性能专用微机控制电压、频率调节
l) 变频电源配备专用引线和插头与其他设备进行连接。
m) 保护：具有过压、过流、过热、放电保护功能。
n) 具备手动试验/自动调谐/自动试验三种模式,并可任意切换。
具备大屏幕显示,可指示:输出电压(有效值)及输出频率、励磁电流、励磁电压、试验时间等。
具备试验电压、时间、试验频率范围等试验参数设置功能及各种数据打印功能。
O) 重量： 26Kg
2、励磁变压器20KVA 1台
a) 额定容量: 20KVA
b) 输入电压: 500V
c) 输出电压： 2KV; 4KV；10KV
d) 工作频率范围： 30～300Hz
e) 连续运行时间: 大于1小时
f) 电压比测量误差: 小于1%
g) 结构：采用干式结构,绝缘耐热等级H级,满足干式变压器国家规范要求；
高﹑低压绕组间和铁芯设静电屏蔽,既作为励磁变,又是隔离变；
内置过电压保护,防止击穿反击。
h) 重量： 70Kg ;
3、高压电抗器 67.5/45 6台
a) 额定容量： 67.5KVA
b) 额定电压： 45KV
c) 额定电流： 5.5A
e) 品质因素： Q≥30
f) 结构：干式；
g) 重量： 60Kg/台
h) 连续运行时间：≥ 1小时
4、电容分压器 270/0.001 1台
a) 额定电压： 270KV
b) 工作频率： 30～300Hz
c) 分压比： 2000：1
d) 分压比误差： ≤1%,
e) 测量精度：交流有效值1.0级
f) 介质损耗： tgδ≤0.5% ;
g) 重量： 10Kg
h)高﹑低压臂的电容采用一致的介质结构,温度系数小,角位移小,在30-300HZ内分压比不变。
五、供货清单一览表
序号设备名称型号规格单位数量
1 变频电源 20KW 台 1
2 励磁变压器 20KVA 台 1
3 高压电抗器 67.5/45(45KV/1.5A) 台 6
4 电容分压器 270/0.001（270KV）台 1
5 附件测试线一套套 1
六、出厂检验
本装置出厂前，对各组成单元设备及成套装置分别按下列试验项目进行出厂前试验，试验结果完全符合协议及以下标准要求后方可出厂。
1、变频电源
1）绝缘电阻测试
2）耐压试验：2000V，1分钟
3）负载试验：在满负荷下，各器件的温升不大于45K 。
2、励磁变压器
1）直流电阻测量
2）变比测量
3）空载电流及空载损耗
4）短路阻抗和负载损耗
5）绝缘电阻测试
6）温升试验：额定容量下运行60min,温升不大于65K
3、电抗器试验
1）直流电阻测量
2）电感量测量
3）交流耐压试验
温升试验：额定容量下运行60min,温升不大于65K
4、成套装置试验
（1）耐压试验：1.1额定电压下，耐压1min；
（2）短路试验：电压为0.5U，0.8U，1.0U的条件下，将高压输出突发短路3次，保护装置可靠动作，各单元完好。
（3）噪音小于60dB；

ZSBP-75KVA/75KV变频串联谐振成套试验装置：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-405KVA/270KV变频串联谐振耐压试验装置

谐振时，电阻与电源电压不相等的原因是：发生谐振的时候，电阻上的电压是电源电压和充放电电容的电压叠加的和，所以，电阻电压=电源电压+电容电压，不等于电源电压，串联谐振电路谐振时，串联谐振装置总阻抗等于电阻，串联谐振的总电阻则总电压和电阻上电压相等，电容和电感上此时都有电压，而且电感上的电压和电容上的电压相等，只不过电压方向相反而已，操作上千万要注意，不要误以为电容和电感上没有电压而引起安全问题。

串联谐振是怎样产生及总电阻是多少.jpg

串联谐振电路的选频特性通常用Q值表示，Q值越大，中试控股则选频特性越好，串联谐振的总电阻对于串联电路，Q=ωL/R=1/ωCR，因此，R=（外阻+内阻）越小越好。对于并联电路，则R越大越好，当然，还要考虑到功率输出最大问题，所以，一般是串联谐振内阻等于串联谐振外阻；如果信号源一定时，外设电阻一定时，要适当调整外围的电容、电感，以增加电路的选频特性；做串联谐振实验时,为什么当电路发生串联谐振的时候,电阻上的电压小于信号源的电压，串联电路中电流处处相同，这个相同，不仅是有效值相同，而且瞬时值也相同，也就是说，任何时刻都相同。

电感和电容中电流与两端电压不同相，电容两端电压落后于电流90度，而电感两端电压超前于电流90度，中试控股现在电感和电容中电流相位相同，所以电感两端电压与电容两端电压相位相反，也就是说，任何时刻电容和电感上的电压是互相“抵消”的；串联谐振指感抗和容抗都与频率有关，必定存在某一频率，在这个频率感抗与容抗相等，既然电感两端电压是感抗乘电流，电容两端电压是容抗乘电流，所以在这个频率下，电感两端电压恰与电容两端电压大小相等，方向相反，完全抵消。在具有电阻R、电感L和电容C元件的交流电路中，中试控股电路两端的电压与其中电流相位一般是不同的；如果调节电路元件（L或C）的参数或电源频率，可以使它们相位相同，整个电路呈现为纯电阻性，电路达到这种状态称之为谐振。

串联谐振的总电阻在电阻、电感及电容所组成的串联电路内，中试控股当容抗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，电抗元件上的电压最高，所以又称为电压谐振。生活中的许多地方都运用串联谐振的原理设计的，被试品的电容与电抗器构成串联谐振连接方式，分压器的谐振电压，并作过压保护信号，调频功率输出经励磁，联谐振的激励功率。

在串联电路中，串联谐振的总电阻电路的品质因数Q有两种测量方法，一是根据公式 Q=UL/U0=Uc/U0测定，Uc与UL分别为谐振时电容器C与电感线圈L上的电压。另一种方法是通过测量谐振曲线的通频带宽度△f=f2-f1，再根据Q=f0/（f 2-f1）求出Q值，式中f0为谐振频率，f2与f1是失谐时，亦即输出电压的幅度下降到最大值的1/√2（=0.707）倍时的上、下频率点，Q值越大，中试控股曲线越尖锐，通频带越窄，电路的选择性越好；在恒压源供电时，电路的品质因数、选择性与通频带只决定于电路本身的参数，与信号源无关。串联谐振就是指作为激励电压源以某一频率加到由串联谐振电阻，电容，电感串联的电路两端时，总的感抗为零，此时的激励源相当于直接加在电阻上，用此时的感抗或容抗与电路中的电阻相比，串联谐振的总电阻其比值就是品质因数了，但是品质因数不可以小于零、如果小于零则电路会出现自激震荡。电缆耐压试验亦可以称之为串联谐振试验。电缆耐压试验装置，采用了调节电源的频率的方式，使得电抗器与被试电容器实现谐振，在被试品上获得高电压大电流，因此也可以称为串联谐振试验装置。这是当前高电压试验的一种新的方法和潮流，在国内外已经得到广泛的应用。

电缆交流耐压试验装置采用了专用的SPWM数字式波形发生芯片，频率分辨率16位，在20～300Hz时频率细度可达0.1Hz；采用了正交非同步固定式载波调制方式，确保在整个频率区间内输出波形良好；功率部分采用了先进的IPM模块，在最小重量下确保仪器稳定和安全。中试控股生产的ZS系列电缆交流耐压试验装置由调频调压电源、励磁变压器、电抗器、电容分压器组成。

电缆耐压试验装置的功能：

1、稳定性、可靠性高。系统采用进口功率元件作为功率变换的核心，电压输出和频率输出稳定，电磁兼容设计合理，保护功能完善，中试控股经过多次高压直接对地短路的测试，系统仍然保持完好，同时系统也有很强的过载能力。中试控股

2、自动调谐功能强大。系统自动调谐时，从30Hz到300Hz自动扫频，显示扫频曲线，用户能直观地看到系统调谐过程；扫频完成后，系统根据扫频初步找到的谐振频点，在其±5Hz范围内以0.01Hz为分辨率进行频率细扫，最后精确锁定谐振频率。

3、支持多种试验模式。系统支持"自动调谐＋手动调压"，"自动调谐＋自动调压"，"手动调谐＋手动调压"等试验模式，推荐使用"自动调谐＋手动调压"模式，既能快速找到谐振点，又能通过手动调压控制试验过程，安全性更高。

4、系统人机交互界面友好。试验参数设置、试验控制、试验结果等同屏显示，直观清晰，并具有自动计时及操作提示功能。全触摸屏操作及显示，具备试验数据保存和查询功能。

5、保护功能完善。具备零位保护(电压输出控制旋钮不在零位时，禁止系统启动)，过压保护，过流保护，闪络保护等功能，保证了系统的可靠性。