中试控股技术研究院鲁工为您讲解：高压电缆耐高压测试仪

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。

概述

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。

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，芯片全部采用英特尔的原装器件等

第一次加压施加电压为318kV ,时间5min，分别由电站6号出线回路的GIS室出线侧A 、B 、C 三相套管注入高电压。对整台GIS进行老炼试验，非加压相短路并接地，加压相各电流互感器二次侧处于短路并接地状态。电压互感器二次侧一点接地，加压相各断路器、隔离刀闸处于合闸位置，加压相各接地刀闸处于分闸位置。如图3所示 。

 第二次加压不带高压电缆 、母线和分支母线上的 电压互感器。第一阶段施加电压为 318 kV ，时间5 min , 第二阶段施加电压为 476 kV ，时间1 min ，以考察GIS 是否能经受 476 kV 电压 （以备在第三次至第八次带有电缆加压时若发生击穿 ，判断是GIS还是电缆击穿），如图4 所示 。

串联谐振试验加压过程示意图

第三次从 1号线路经5012断路器间隔加压到1号机出线高压电缆（断开50ll和5013断路器）。第一阶段电压为318 kV，时间5 min，第二阶段电压为476 kV，时间15min，如图5 所示。

串联谐振试验加压过程示意图

根据瀑布沟电站主接线方式，将对整个开关站GIS设备分别从各出线侧共进行10次加压试验，以便对各主回路每一部分都进行耐压试验 。

3.4 试验成果

在试验过程中如果发生击穿放电，则应根据放电能量和放电引起的各种声、光、电、化学等放电效应，以及耐压试验过程中进行的其它故障诊断技术提供的试 验成果进行综合判断。遇有放电情况，可采取下列步骤：

（1）施加规定的电压，进行重复试验：如果设备或气隔还能经受，则该放电是自恢复放电；如果重复试验电压达到定值和规定时间时，则认为试品合格。否则按（2）项进行。

（2）设备解体，打开放电气隔，仔细进行内部各部 位的绝缘检查。在采取必要的恢复措施后，方可进行下 一次规定耐压试验 。

只有GIS的每一部件均已按选定的完整试验程序试验，电压元击穿放电，才认为整个GIS 通过试验。

4 经验及体会

对于电容量较大、试验电压较高的试品，一般采用串联谐振耐压装置进行试验；当其配合变频电摞柜使用时，调整频率使其谐振，试验是非常方便、有效。大量现场试验证明，它不仅体积小、重量轻、装拆方便而适合现场使用，而且具有输出电压波形好、所需电源容量小，还具有试品闪络时无过电压、破坏性小的优点。这样，既可保证试验装置本身的安全，又可避免被试品因闪络击穿而使缺陷扩大 。

交流耐压谐振装置主要针对220KV及以下变电站一次电气设备交流耐压试验设计制造。可按规程要求满足变压器、GIS系统、SF6开关、电缆、套管等容性设备交流耐压试验。既可满足高电压、小电流的设备试验条件要求，又可满足低电压、大电流的设备试验条件要求，具有较宽的适用范围，是地、市、县级高压试验部门及电力承装、修试工程单位理想的耐压设备。

谐振交流耐压装置主要由变频控制电源、激励变压器、电抗器、电容分压器组成。其中变频控制电源采用进口专用的SPWM数字式波形发生芯片，频率分辨率为16位，在20——300Hz时频率细度可达0.1Hz，同时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，确保谐振装置仪器稳定和安全。

交流耐压谐振装置产品别称

变频谐振、变频串联谐振、耐压谐振装置、串联谐振、串联谐振变压器、串联谐振试验设备。

交流耐压谐振装置优势：