中试控股技术研究院鲁工为您讲解：电缆质量检测的电缆交流耐压试验仪

参考型号：ZSBP-135kVA/108kV变频串联谐振试验装置

执行标准：DL/T 849.6-2016，DL/T 474.4-2018

作用：对被测试品做承受过电压预防交流试验和交接交流试验，电源：采用220V及380V两种，操作模式：全自动、半自动、手动

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。

关于可以打电缆交流耐压选型：电缆电压等级（kV）、电缆截面（mm²）、电缆长度（米）

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电缆交流耐压试验装置可以做什么? 

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10KV及以内的电力电缆、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、接触器、配电箱、绝缘材质、变电站系统的交流耐压试验。

ZSBP-135kVA/108kV变频串联谐振试验装置技术方案

一、   适用范围

1、35kV/300mm²电缆1km的交流耐压试验，电容量≤0.1945uF，试验频率30~300Hz，试验电压52kV，试验时间60min。

2、35kV主变的交流耐压试验，电容量≤0.015uF，试验频率45~65Hz，试验电压不超过75kV，试验时间1min。

3、10kV/300mm²电缆3km的交流耐压试验，电容量≤1.1265uF，试验频率30~300Hz，试验电压22kV，试验时间5min。

4、35kV开关、互感器的交流耐压试验，试验频率30~300Hz，试验电压不超过100kV，试验时间1min。

5、10kV主变的交流耐压试验，电容量≤0.015uF，试验频率45~65Hz，试验电压不超过50kV，试验时间1min。

二、   工作环境

1.  环境温度：－10℃ –50℃;

2.  相对湿度：≤90%RH;

3.  海拔高度:  ≤3000米；

三、   装置主要技术参数及功能

1.    额定容量：135kVA；

2.    输入电源：单相220或三相380V电压，频率为50Hz；

3.    额定电压：27kV； 54kV；108kV；

4.    额定电流： 5A；2.5A； 1.25A；

5.    工作频率：30~300Hz；

6.    装置输出波形：正弦波

7.    波形畸变率：输出电压波形畸变率≤1%；

8.    工作时间：额定负载下允许连续60min；过压1.1倍1分钟；

9.    温    升：额定负载下连续运行60min后温升≤65K；

10.  品质因素：装置自身Q≥30(f=45Hz)；

11.  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)；

12.  测量精度：系统有效值1.5级；

四、   设备遵循标准

GB10229-88	《电抗器》
GB1094	《电力变压器》
GB50150-2016	《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》
DL/T 596-1996	《电力设备预防性试验规程》
GB1094.1-GB1094.6-96	《外壳防护等级》
GB2900	《电工名词术语》
GB/T16927.1~2-1997	《高电压试验技术》

五、试验时间关系表

六、系统配置及其参数

1、激励变压器7.5kVA/1.5/3/6kV/0.4kV   1台

a)额定容量：7.5kVA；

b)输入电压：0-400V，单相；

c)输出电压：1.5/3/6kV

d)结构：干式；

e)重量：约55kg；

2、变频电源7.5kW/220/380V   1台

a)额定输出容量：7.5kW

b)工作电源：220/380±10%V（单/三相），工频

c)输出电压：0–400V，单相，

d)额定输入电流：18.75A

e)额定输出电流：18.75A

f)电压分辨率：0.01kV

g)电压测量精度：1.5%

h)频率调节范围：30 – 300Hz

i)频率调节分辨率：≤0.1Hz

j)频率稳定度：0.1%

k)运行时间：额定容量下连续60min

l)额定容量下连续运行60min元器件最高温度≤65K;

m)噪声水平：≤50dB

n)可实现以下功能

1）变频电源的放置为纵向和横向，特别适合现场操作及观察；

2）内外部具备特殊减震橡胶支撑脚和保护铝箱，可有效减缓运输中的颠簸震动和吊装时的冲击。保证了变频电源的长期稳定性和可靠性；

3）参数显示：触摸或外接鼠标大屏幕液晶界面显示系统

可显示谐振电压(即试验前设置的目标电压)、试验频率、测量频率、低压电压、低压电流、耐压时间、过压保护、过流保护、闪络保护、阶段升压及阶段计时、操作模式切换、电容，电感，频率互换计算、参数查询等, 还可显示频率曲线、电压曲线等可直观地判断当次试验谐振频率准确及稳定性；

4）参数设置：大屏幕触摸液晶彩屏和外接鼠标直接完成各种参数的设置，可对起始频率、终止频率、起始电压、阶段升压和计时、测量分压器变比、激励变变比、过压保护、过流保护、闪络保护、试验模式、电容电感频率互换计算、参数设置提示以及帮助等参数进行设置或选择；

5）试验模式：触摸屏和外接鼠标操作，有全自动、半自动、手动三种运行状态。具备升压、调谐（含手动、自动）、分段加压和计时、运行状态、模式切换、故障提示、电容电感频率互换计算功能等；

6）保护功能及其信息提示：具备高压过压保护、低压过流、过流保护，以及失谐保护、零位、闪络保护、紧急停机、欠压保护等多重保护功能；

7）数据存储功能：试验结果保存（手动保存）、打印、上传、回查等

① 试验结果：手动或自动试验完毕后，在试验结果界面中可显示出试验时的详细参数，当试验发生中断时，可提示中断状态。可将参数保存在存储器中，该存储器为非易失存储器，可保存50次试验记录；

② 数据查询：可将已保存的试验结果数据显示到屏幕上，同时具有USB接口，可将数据输出打印或利用设备所携带打印机打印；（打印机属客户自选，若客户有此需求，须在合同中予以特别写明）

8）自动稳压功能：系统根据设定的试验电压或手动升压结果，自动跟踪并维持稳定的试验电压，电压稳定度可达1.0%；

9）调频范围及频率分辨率均可设定：调频范围可设为30～300Hz、45～100Hz、200-300Hz、按需设置，可加快调谐过程；频率分辨率根据需要，可预设为0.1Hz、0.2Hz、0.5Hz、或1.0Hz，在调谐效率与调谐精准度之间取得优化平衡；

10）频率调节分为粗调和细调，并可自动寻找试验谐振点，保证谐振频率在整个试验过程中不发生漂移；

P）重量：约12kg；

3、高压电抗器33.75kVA/27kV      4节

a)额定容量：33.75kVA;

b)额定电压：27kV；

c)额定电流：1.25A；

d)电 感 量：100H/单节；

e)品质因素：Q≥30 (f=45Hz)；

f)结 构：干式；

g)重量：约40kg；

4、电容分压器110kV/1000pF     1套

a)额定电压：110kV；

b)高压电容量：1000pF；

c)介质损耗：tgσ≤0.5%；

d)分 压 比：1500：1

e)测量精度：有效值1.5级;

f)重量：约15kg；

ZSBP-135kVA/108kV变频串联谐振试验装置它是一套组合设备，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。

过程较长（秒数）是一个稳态的建立过程，既无电压过冲之虑更无微秒级毫秒级瞬态过程的恢复过电压的危险。

4.2并联谐振

并联谐振电路原理见图4，向量图见图5。

图4  并联谐振回路原理图

 

     L——可调电抗器的电感量        CX——被试品电容量

 

     r——可调电抗器的有功损耗及被试品介损等全回路综合损耗的等效并联电阻

图5  r、L、C并联电路向量图

并联谐振是电流补偿方式，谐振特性曲线见图6，图4中的电流：

 

当图4中的L调节至谐振点电感量L0时，XL=XC，IL=IC此时即实现了完全并联谐振，见图6，L0与（2）式相同。

 

并联谐振时，电源供给的电压UX-与试验电压相同，由于无功电流完全补偿抵消，电源仅需提供COSΦ=1的IX=Ir补偿谐振回路的综合有功损耗，便可激发并维持稳定的谐振。                

 图6  并联谐振特性曲线

并联谐振具有串联谐振同等的无功补偿及其相应的优点，但不能充分具有串联谐振所具的其他三项特点。一般大多采用串联谐振交流耐压的方式。

4.3调谐操作优先

为了试验的安全和顺利进行，在进行串联谐振耐压试验时，***是先在给定的很低的起始激励电压UJ0下（一般为几百伏），调节L使其达到全谐振L0，在较小的脱谐度ST范围内缓缓升压，至UC达到预定的耐压值。中试控股详细讲解串联谐振逆变电源凭借起动容易、易高频化的优点在高频逆变领域得到广泛应用。全桥串联逆变电路工作工程中如果上下桥臂同时导通，则器件瞬间损坏，为了防止这一事件的发生，而加入一定的死区时间。死区时间如果很大，则占空比就会降低，影响电源的效率，若死区时间设置过小，那么开关器件的损耗增大，所以死区时间的设置在电源设计中至关重要。本文提出死区时间的确切算法，使得电路设置精确，最大限度地提高电源整机的工作效率。

中试控股详细讲解研究表明问串联谐振逆变器保持零电压开关是减小器件损耗和保护器件的***选择而在串联谐振电路中维持ZVS的条件是谐振网络工作在感性准谐振状态，所以电路中要实现定角控制，使得串联谐振逆变器的电流沸后电压一定位角，而使逆变器一直保持ZVS模式，***限度地提高其工作频率和减小器件的降额。

 

1、主电路框图

 

典型的串联谐振逆变电路如图1所示。图中D1、D2、D3、D4功率开关器件Ugl、Ug2、Ug3、Ug4的反并联快恢复二极管，C1、C2、C3、C4为开关器件的吸收电容(包括开关器件的结电容)，Cd为直流滤波电容，L，C，R为等效串联谐振负载。

 

串联谐振逆变电路.jpg

 

图1  串联谐振逆变电路

 

2、死区时间设计

 

在零电压换流模式下，逆变器的工作频率略高于谐振负载的固有谐振频率，即负载电流iH滞后于负载电压UH，负载电压UH和负载电流iH简图如图2所示。

 

开关管换流过程.jpg

 

图2  开关管换流过程

 

中试控股详细讲解在ZVS时串联谐振逆变器的开关器件的关断和开通电流值很小，关断时间比较短，所以为了突出主要问题并简化分析，先忽略开关器件的开通和关断时