中试控股技术研究院鲁工为您讲解：电缆可靠性耐压测试仪

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。

常见故障排除

通用注意事项

1.本试验设备应由高压试验专业人员使用，使用前应仔细阅读使用说明书，并经反复操作训练。

2.操作人员应不少于2人。使用时应严格遵守本单位有关高压试验的安全作业规程。

3.为了保证试验的安全正确，除必须熟悉本产品说明书外，还必须严格按国家有关标准和规程进行试验操作。

4.各联接线不能接错，否则可导致试验装置损坏

5.本装置使用时，输出的是高电压或超高电压，必须可靠接地，注意操作安全。

常见故障原因及排除

1.风扇不能启动：

1）急停、故障保护、失谐保护后，没有按“故障复位”；

2）内部温度过高，功率元件热保护；

排除方法：关断仪器电源，将仪器静置30分钟左右，重新开启电源，按仪器面板上的“复位”键，再启动仪器。

  如果依然不能启动风扇，请和厂家联系，不可拆卸仪器！

2.自动调谐不能完成，找不到谐振点：

现象：

调谐曲线完全是一条直线，调谐完成后仪器提示没有谐振点

原因：

回路接地不好，试验回路接线错误，装置某一仪器开路

排除方法：

1）检查接地装置可靠，接地连接线是否有断开点；

2）检查励磁变压器的高低压线圈的通断；（低压绕组阻值;高压绕组阻值每个输出端对高压尾）

3）检查每一只电抗器的通断；(每个绕组阻值)

4）检查分压器的信号线的通断；（高、低压电容量）

5）检查分压器的高低压电容臂的通断；（1孔对芯，2孔对外壳分别导通；1孔对2孔断开）

6）装置自身升压时没有谐振点，还需要检查补偿电容器的通断；

如果所有部件正常，依然没有谐振点，请和厂家联系，不可拆卸仪器！

3 不能升压到试验电压

现象：

1）调谐曲线是一条直线，有较低的尖峰；

2）试验时一次电压较高，高压却较低，甚至在没有升到试验电压时，一次电压已经到达额定电压，回路自动降压；

原因：

1）电抗器与试品电容量不匹配，没有准确找到谐振点；

2）试品损耗较高，系统Q值太低；

3）励磁变压器高压输出电压较低；

  4）高压连接线过长或没有采用高压放晕线

排除方法：

1）将补偿电容器并接入试验回路，加大回路电容量；

2）尽可能将多只电抗器串联，提高回路电感量；

3）提高励磁变压器的输出电压；

    4）干燥处理被试品，提高被试品的绝缘强度，减少回路的有功损耗；

   5） 一般在设备较高电压输出时，采用高压放晕线，或将普通高压输出线改为较短的连线，一般不超过5米。

如果全部处理完后，依然不能解决问题，请和厂家联系，不可拆卸仪器！

串联谐振的影响

下面给出了串联谐振条件的以下影响

|在谐振条件下，XL = XC，电路阻抗最小。并减小到电路电阻，即Zr = R

|在谐振条件下，由于电路的阻抗最小，因此电路中的电流最大，即Ir = V / Zr = V / R

|当谐振电流Ir的值最大时，电路消耗的功率也最大化，即Pr = I 2 Rr

|在谐振条件下，电路消耗的电流非常大，或者可以说消耗了最大电流，因此，电感 （V L = IX L = I x2πfrL）和电容（V C = IX C = I x I /2πfrC）两端的电压降也将非常大。

在电力系统中，在谐振条件下，电路的电感性和电容性组件（例如断路器，电抗器等）之间产生的过大电压会造成损坏，因此，避免了电力系统中的串联谐振条件，但是，在某些电子设备中，例如广播电视接收机的天线电路，调谐电路等，串联谐振条件用于增加所需频率（fr）的信号电压和电流。

在电阻、电感、电容串联电路中，电路的端电压和总电流处于同一相位，称为串联谐振。串联谐振的特点是电路为纯电阻电路，端电压和总电流同相。此时，阻抗最小，电流最大。它可以产生比电源电压高很多倍的电感和电容。在电力工程中，由于过电压和大电流会损坏电气设备，应避免串联谐振。

串联谐振的五个特征是什么？

特征1：电气稳定性高，可靠性高。采用进口元件作为功率转换的核心，电压输出和频率输出稳定，保护功能完善，经过多次高压直接短路接地试验，系统仍处于良好状态，系统具有较强的过载能力。

特征2：自调谐功能强。当系统自动调谐时，从30 Hz到300 Hz，显示扫描曲线，用户可以直观地看到系统的调谐过程。扫描完成后，系统在±5Hz范围内进行0.01Hz分辨率的频率精细扫描，最终准确锁定谐振频率。

特征3：支持多种测试模式。该系统支持“自动调谐手动调压”、“自动调谐自动调压”和“手动调压”等测试模式。建议采用“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测试过程。

特征4，系统具有友好的人机界面。测试参数设置，测试控制和测试结果显示在同一屏幕上，直观清晰，具有自动定时和操作提示功能。全触屏操作和显示，具有测试数据存储和查询功能。

特征5：保护功能强。具有零保护、过电压保护、过电流保护、闪络保护等功能，保证了系统的可靠性。考虑串联谐振电路bai，有源电阻R考虑了线圈和电du容器中的能量损zhi耗，为便于分析和计算，在图中将其作dao为单独的元素显示。

在发电机的交流电压的作用下，交流电流在电路中流动。串联电路的总电阻等于电容，电感和有源电阻的几何（矢量）总和。

在一般情况下，它包含有功和无功组件，即：

无功分量X 等于电感和电容电阻之差：

就其性质而言，电路的电抗X 可以是电容性或电感性的，具体取决于哪个电阻，线圈的电感性电抗或电容器的电容性电抗具有较大的值。

回路电流取决于发电机电压和回路阻抗：

电容器的电容 Xc和线圈的感抗XL取决于供电电流的频率：第一个随着频率的增加而减小，第二个随着频率的增加而增大。如上所示，在串联谐振电路中，电容和电感两端的电压相互抵消。

在这种情况下，电容性电阻和电感性电阻具有不同的符号：电感性电阻被视为正，而电容性电阻为负。

图串联回路电抗与发电机频率的关系

当发电机频率等于电路的谐振频率时，这些电阻在数值上相等。

当电容性电阻和电感性电阻相等时，在串联电路的电路中发生的模式称为 串联谐振模式 。

早些时候，获得了一个将谐振频率与谐振电路的电感和电容值联系起来的公式：

结果与电路的自由（自然）谐振频率的公式相同。

因此，谐振的条件是电源发生器的频率与电路的固有频率（自由谐振的频率）相等（一致）：

串联谐振电路和bai并联谐振电路的选du择特性具有相反的zhi性质。在图定性地给出了dao具有相同谐振频率和接近Q因子的串联和并联电路的输入电流/（ω）的频率依赖性。

串联谐振电路能够传递谐振频率和接近谐振频率的信号，并延迟其他频率的信号。并联电路会延迟谐振频率并接近频率，并且对于其余频率范围的信号是“透明的”。

类似于无线电工程中用于并行电路的串行电路的带宽，使用了阻带或陷波的概念。具有高Q因子的并联谐振电路称为抑制器。

所考虑的串联谐振和并联谐振电路是具有频率选择特性的最简单的谐振电路。为了获得更明显的

图谐振电路的输入电流/（ω）的频率依赖性的定性视图：

一个 保持一致，使用并行选择质量，并且在频率上包含电感耦合线圈的谐振电路（耦合电路）中使用更复杂的电路。

电力电缆试验一般可分为以下几步。

第一，在被试电缆两端设好围栏并有专人看护。

第二，测量电缆相位，确保电缆两端相位一致。

第三，先用5000V兆欧表测量，正常情况下新电缆阻值均在10000MQ以上。多芯电缆应分别测量每一芯线对其它芯线及外皮的绝缘电阻。外护套

及内衬层使用500V绝缘电阻测试仪测试其对地电阻。

第四，用变频串联谐振装置开始打耐压，每相时间一般为20分钟。

第五，试验完成后先把电压降下来再切断电源放电。

第六，用5000v兆欧表再测量一次绝缘，绝缘电阻不应有明显下降。串联谐振是bai指在电阻、du电感及电容所组成zhi的串联电路内，当容dao抗回XC与感抗XL相等时，即XC＝XL，电路中答的电压U与电流I的相位相同，电路呈现纯电阻性，这种现象称为串联谐振。串联谐振时电路中的总阻抗Z最小，并等于电阻R，这时电路中电流最大，电感上的电压等于电容上的电压，而且可能比电源电压大许多倍。所以串联谐振也称为电压谐振。

变频bai串联谐振技术du特点

1、 装置具有过压、过zhi流、零位dao启动、系统失谐（闪络）内等保护功容能，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，最大不超过40kg，便于现场使用。

3、 装置具有三种工作模式，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、手动模式、自动调谐手动升压模式。

4、 能存储和异地打印数据，存入的数据编号是数字，方便的帮助用户识别和查找。