中试控股技术研究院鲁工为您讲解：检测验收工作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。

间。如图2所示，C1、C4在Tdead内充电和放电电荷总量为Qc=2CUd，而iH在Tdead内的抽取电荷为

ZVS换流时有Qh≥Qc，即

 

公式1.jpg

 

式中Im——负载电流的幅值， ω—— 负载的谐振角频率，△t——电流滞后电压时间差， C——吸收电容电容值， Ud——直流桥电压。

 

当Qh=Qc时，说明吸收电容两端电压在充放电完毕那一时刻，后一对管子导通，此时既可以***上下管不同时导通，又可以***开关管零电压开通和关断，而且此时占空比丢失最小。由以上分析可知，***死区设置应该为Qh=Qc时死区值加上开关管开通和关断延时时间。

 

 

 

3、控制电路

 

高频逆变电源、在工作过程中，随着负载温度升高，负载的物理特性会发生一些变化，固有谐振频率也会相应改变，为了使逆变电源始终工作在功率因数接近或等于1的准谐振或谐振状态，控制电路***实现频率的自动跟踪。

 

一种通用的CMOS锁相环集成电路，具有电源电压范围宽、输入阻抗高、动态功耗小等优点。利用这种锁相环可以简单有效地实现频率的自动跟踪，从而实现逆变电路的零电压开关。这种集成电路内部结构如图3所示。***频率和最小频率由6和7脚间电容C11脚与地间电阻R1，12脚与地问电阻R2共同决定。3端和14端接输入的两个比较信号，分别是负载电压信号和负载电流信号，为了保持串联谐振逆变电路工作在ZVS状态，谐振网络呈弱感性，即电流滞后电压，所以在进入锁相比较之前，比较电压信号要先经过延迟电路，滞后再与电流采样信号比较，实现电流与电压之间的定角控制，如图4所示。

 

这种电路的逻辑结构图

本文利用这种锁相环的本身特点，结合SG3525占空比可调和同步的特性，很好地实现频率跟踪和功率调节，并且通过计算实现了死区定量设计，逆变器能工作在功率因数非常接近于1的谐振或准谐振状态，开关管基本上实现了零电压开关状态(ZVS)，实现了损耗小、稳定性高的特性。在电气系统中，有很多的客户会问到有关Q值的相关性问题， 特别是在购买变频串联谐振试验装置中会问到Q值多少，鼎升电力所生产的串联谐振装置的Q是控制在36左右，当然，Q值也受电压等级，工艺结构，材料性能等外部因素的影响，理论上Q值越大，单位电流变化内允许的频率偏移越小，频率选择性越高，Q值是衡量电感的主要参数，其计算方式为：Q=电感电容等储能器件携带的能量÷电阻的损耗功率。

 

中试控股详细讲解变频串联谐振试验装置Q值受到哪些影响

Q值的大小受综合因数的影响，比如制作工艺，原材料、材料性能等，例如，同样一个电感，如果其他参数不变，仅改变绕制电感导线的粗细，则导线粗的电感Q值要比导线细的电感Q值高，如果再在导线上镀银，则镀银导线所绕制的电感要比不镀银导线绕制的电感Q值高，很明显这就是工艺结构、原材料所带来的影响，对于串联谐振试验装置Q值来说，Q值越高，回路的损耗就越小，回路的效率就越高，通过Q值的大小也可以简单的判断产品的质量和效能，但不是决定串联谐振装置质量好坏的最终标准，Q值的提高往往受到一些因素的限制，如导线的直流电阻、线圈骨架的介质损耗、铁心和屏蔽引起的损耗以及高频工作时的集肤效应等。

 

中试控股详细讲解Q值越高越好？

那么，我们购买变频串联谐振试验装置时到底要不要去衡量Q值呢？其实对于不太了解的客户可能认为“Q值高，产品就好”，Q值只是作为一个概念性的参考，Q值并不能代表性能好坏的唯一因素或者是绝对因素，比如，Q值过大可能会造成电感烧毁，电容击穿，电路振荡等现象，有些科技类型产品，选材和工艺都非常好，反而会想办法降低Q值，所以，Q值只是衡量电感效能的品质因数，所以，关注产品质量应该关注稳定性、创新度。中试控股详细讲解电感和电容组成的回路，在外加交流电源的作用下，就会激起振荡。每一个振荡回路都有自己的固有频率。当外加交流电源的频率等于回路的固有频率的时候，振荡的幅度（电压或者电流）达到最大值，这个情况叫做谐振。收音机的输入回路就是谐振回路，改变回路的电感或者电容，使回路的固有频率等于要接收的电台频率，产生谐振，就能选出这个电台的信号来。收音机的中频