6kV-500k变频串联谐振试验装置， 采用接近工频（30HZ-300HZ）的交流电压作为试验电源，无论是在等效性和*性上都与50HZ/60HA的工频电源非常接近，保证了试验结果的可靠性和真实性。

 

第一章   产品概述

1、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。另外还有一种低频设备，0.1HZ的超低频设备耐压仪，他有一个弊端就是电压很难做到很高，在行业里推广使用一直没有得到用户的大面积认可。串联谐振装置的应用很快就得到市场的认可，他是真实模拟运行状态施加电压，能够很快的发现被试设备本身状态情况。

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110kV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

4、全套系统的配置用法说明：

1.1、变频电源单独可靠接地。

1.2、激励变压器一般有好几个高压端输出：

用于10kV电缆的耐压装置，激励变高电压输出部分和电抗器之间连接，一般接电压低一些的电压端，比如2kV；

用于35kV电缆的耐压装置，35kV电缆的耐压，激励变高电压输出部分和电抗器之间连接，一般接电压较高一点的电压端，比如3-4kV；

用于110kV电缆的耐压装置，110kV电缆的耐压，激励变高电压输出部分和电抗器之间连接，一般接电压高端比如5-6kV；（110kV变压器）

用于110kV互感器，组合电器，开关等的耐压装置，激励变高电压输出部分和电抗器之间连接，一般接电压高端比如10--15kV；

1.3、电抗器和分压器：本装置含有自检功能即不带任何被试品情况下可以自谐升压；电抗器必须保证3节以上叠在一起串联起来和分压器组成谐振回路产生高压。被试品的连线一般接在比较重的电抗器顶端，这样不至于被张力拉倒。电抗器使用时，电抗器底部不要放在铁板上或者带铁的地方，因为电抗器是个开口磁路，试验时和铁板会产生涡流长时间会烧坏电抗器。

第二章ZSBP-500kVA/200kV变频谐振试验装置技术参数

（一）  ZSBP指生产厂家代码

（二）ZSBP-500kVA/200kV变频谐振试验装置技术指标

1．额定电压：200kV

被试品的：

22kV---满足10kV电缆交流耐压试验；

52kV---满足35kV电缆交流耐压试验；

72kV---满足35kV变压器交流耐压试验；

95kV---满足110kV变压器中性点交流耐压试验；

128kV---满足110kV电缆交流耐压试验

2．输出电压波形畸变率：<1.0％

3.允许连续工作时间：额定条件下一次性工作60分钟，

4．装置自身品质因数：Q>50

5．火力发电机试验时满负荷下品质因数：Q>10（与负载相关）

6.  水力发电机试验时满负荷下品质因数：Q>10（与负载相关）

7．电缆试验时满负荷下品质因数：Q>30（与负载相关）

8．主变压器试验满负荷时品质因数：Q>30（与负载相关）

9. GIS，开关等试验满负荷时品质因数：Q>50（与负载相关）

10．输入电源： 380/220V

11．频率调节范围：30Hz～300Hz

12．系统测量精度：1.5％±200V

13．装置具有过压、过流、零位启动等保护功能

（三）设备遵循标准    

《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》       GB50150-2006

《水轮发电机组安装技术规范》                GB/T8564――2003

《高压谐振试验装置》                        DL/T 849.6—2004 

《电抗器》                                     GB10229.88

《电力设备预防性试验规程》                     DL/T596-1996

《耦合电容器和电容分压器》                     IEC358(1990)

（四）设备主要配置及技术参数说明：

1.变频电源一台：

额定功率：25kVA；

输入电压： 380/220V 45～65Hz

输出电压：0～500V可调

输出电压频率：30～300Hz 

0.01Hz步进可调

频率不稳定度≤0.02%

输出电流：0～50A

重量：16kg

2. 高压谐振电抗器（共6台）：86KVA/43KV

额定工作电压：43kV   

额定工作电流：2A     

额定电感量：85H      

连续工作时间：60min   

温    升：小于60度   

工作频率：30-300Hz  

重量：60kg           

3. 激励变2台：                                     

额定容量：12.5kVA    

输入电压：500V

输出电压：2kV， 4kV，10kV，

4.电容分压器一台：FRC-200kV纯电容式

   高压电容量：2000pF  

分压比：2000:1

   工作频率：30～300Hz

   误差精度：1.5%±200V

   额定电压:200kV

   重量：10kg

5．测试线及附件壹套：

1) 内部连接线       1套

2) 使用说明书       1份

3) 试验报告         1份

第三章　ZSBP-500kVA/200kV变频串联谐振耐压试验装置设备应用

  （一）交联乙烯电缆的交流耐压

 

激励变压器接线用法：

用于10kV电缆的耐压装置，激励变高电压输出部分和电抗器之间连接，一般接电压低一些的电压端，比如2kV；

用于35kV电缆的耐压装置，35kV电缆的耐压，激励变高电压输出部分和电抗器之间连接，一般接电压较高一点的电压端，比如3-4kV；

用于110kV电缆的耐压装置，110kV电缆的耐压，激励变高电压输出部分和电抗器之间连接，一般接电压高端比如5-6kV；

（二）发电机的交流耐压

激励变压器接线用法：

用于10kV发电机的耐压装置，激励变高电压输出部分和电抗器之间连接，一般接3/4kV；

用于20kV发电机的耐压装置，激励变高电压输出部分和电抗器之间连接，一般接电压较高一点的电压端，比如4/5kV；

用于27.5kV发电机的耐压装置，激励变高电压输出部分和电抗器之间连接，一般接电压高端比如6/7kV；

（三）变压器等其他被试品的交流耐压

激励变压器接线用法：

用于10kV变压器的耐压装置，激励变高电压输出部分和电抗器之间连接，一般接2kV；

用于35kV变压器的耐压装置，激励变高电压输出部分和电抗器之间连接，一般接电压较高一点的电压端，比如4kV；

用于110kV变压器的耐压装置，激励变高电压输出部分和电抗器之间连接，一般接电压高端比如5kV；

试验时使用关系表

设备组合 试品		电抗器86kVA/53kV 6节	激励变压器输出端选择
满足10kV电缆, (试验电压22kV,试验时间5min)	0-1000m	使用电抗器1节	2kV
	1000-2000m	使用电抗器2节并联 以此类推	2kV
满足35kV电缆, (试验电压52kV,试验时间60min)	0-660m	使用电抗器2节串联 以此类推	4kV
满足110KV/100000KVA的变压器试验时间1min)		使用电抗器4/5节串联	4kV
满足110kV电缆, (试验电压128kV,试验时间60min)	0-800m	使用电抗器3串2组并联
满足10.5KV/50WM的发电机试验时间1min)		使用电抗器3节并联	4kV

*满足试品范围：

1、满足300mm2,35kV 电缆交流耐压试验，长度2km，电容≤0.38uF,试验频率30~300Hz,试验电压U≤52kV。试验时间：60分钟

2、满足35KV/31500KVA及以下变压器（容量不限）的交流耐压试验，电容≤0.02uF,试验频率45~65Hz,试验电压U≤72kV。试验时间：1分钟

3、满足35KV及以开关，互感器等交流耐压试验，电容≤0.006uF,试验频率30~300Hz,试验电压U≤95kV。试验时间：1分钟

4、满足110KV及以开关，互感器等交流耐压试验，电容≤0.006uF,试验频率30~300Hz,试验电压U≤184kV。试验时间：1分钟

第四章   变频串联谐振控制箱的详细介绍

一、技术参数及功能描述

1、技术参数

u 输入电源:

电压： 380/220V±10%

频率： 45/65Hz

u 输出电压：0-500V；

u 输出波形：正弦波

u 频率调节范围：30-300Hz

u 频率分辨率：0.01Hz

u 频率稳定度：0.1%

u 频率步进值：5Hz,1Hz，0.1Hz，0.01Hz

u 电压分辨率：0.1kV

u 电压测量精度：1.5%±200V

u 电压步进值： 1%，0.5%，0.1%，0.01%

u 运行连续工作时间：60分钟

2、功能描述

变频电源有如下几个显著的特点：

u 波形为脉宽电压调节的方波。

u 内部由ARM控制，操作功能得到优化,操作简单。

u 自动扫频，寻找谐振点.频率范围30-300Hz,可设置扫频范围，扫频最大耗时40秒钟(全频扫)， 频率分辨率0.01Hz。

u 自动试验，用户可设置试验程序，试验程序分为5段，系统自动按设置的程序完成试验过程。

u 耐压时自动跟踪电压，电压正常波动时自动调整电压到目标电压，异常波动时提示用户电压异常波动，由用户根据试验情况进行操作。

u 实时显示试验状态，用户可根据试验状态进行相应操作。

u 强大的保护功能：过流保护，过压保护和闪络保护，过热保护，高压异常保护，软/硬件同时保护，确保安全。

u 试验数据保存，可即时打印试验数据，也可将数据保存以备下次打印。

u 数据查询功能,根据试验日期查询以往的试验数据。

二、系统硬件说明

1、面板外观（如下图）

（注意： 电源接入变频电源插座且面板上空开合上时，变频电源输出插座上已经带电，此时严禁碰触此插座金属部分。应在合空开前接好所有试验连线。）

1.1现场变压器交流耐压试验图

1.2 现场电缆1千米交流耐压试验图

 

三、手动/自动试验

1、手动试验

检查试验线路,确保线路无误后，合上电源开关。仪器显示如下图：

（1）按【手动试验】键进入试验参数设置.（见下图）包括以下参数：

试验电压设置

【参数设置】在设置参数过程中，每次设完当前参数按下小键盘上OK才能进入下一项设置（不是界面上确定键）

【试验电压】试验过程中要升到的目标电压值。

【耐压时间】试验过程中的耐压时间，时间到自动停机（最大99分钟）。

【分压变比】高压分压器的分压比（分压变比是根据当前分压器的实际变比值填入，注意不能填错，否则高压测量数据出错。）

【过压保护】试验过程中的最高电压，默认为目标电压1.1倍，用户可自己设置，但不能超过1.1倍。试验电压超过此设定值则保护停机

【过流保护】试验过程中的最大电流设定值，超过则保护停机

     （2）按【确定】键进入试验确认界面。（见下图）

按【确定】键仪器充电合闸进入试验界面（如下图）

2.1手动试验中手动调频手动升压；（1） 此时调节频率加和减寻找谐振点（寻找扫频过程中某一点的最高电压值，并且“测频”的频率值应与试验频率接近）谐振点找到后调节电压加和减开始升压。

（2）升到目标值后设备自动开始计时，此时设备会提示正在耐压，耐压时间由黑色变成红色倒计时。（见下图中耐压时间数字部分）

重点推荐使用---2.2 手动试验中自动调频手动升压(简称半自动试验)

如图

1.按下扫频键后40秒钟自动找到谐振点如下图

2.找到谐振频率点之后提示：

3.此时有两种选择；按下手动升压后，就需要人来控制升压，点击调压+，- 键就可以达到你所需要的目标值；按下自动升压机器就会完成你所需要的目标值。

当升压到所需要的目标值后如下图：

4.升到目标值后设备自动开始计时，此时设备会提示正在耐压，耐压时间由黑色变成红色倒计时。（见下图中耐压时间数字部分）计时结束后控制箱会自动降压停机。如下图：

6.上图中各显示项说明如下：

1.   显示屏上部方框部分为当前试验状态及类型提示。

2.  【试验电压】 试验时被试品上高压值。本仪器为峰值/√2（等                                  同于纯正弦波时的有效值）。

3.  【试验频率】 仪器输出电压的频率值。

4.  【目标电压】 试验过程中的高压目标值。

5.  【耐压时间】 达到目标电压后设备自动开始耐压计时。

6.  【电流】     仪器的输出电流值。

7.  【调压】     仪器的电压输出百分比（最大99.99%）。

8.  【测频】     高压测量信号的频率值。

9.  【Q 值】     谐振系统的品质因数。

10.【过压】    高压的最大保护值。

11.【过流】    仪器输出电流的最大保护值。

12.LCD屏下部分别为电压和频率调节的步进值，可按对应的调节按钮改变（循环变化）。

注意：手动控制加压，并选择适当的步进值以免系统高电压快速变化，产生过压，对被试品，试验系统产生危害

7.试验结束如下图：

备注：任何情况下可按【返回】键返回上一界面或开机界面。

2、自动试验

（1）按【自动试验】键进入试验参数设置.（见下图）包括以下参数：

自动试验和手动试验过程设置一样

【参数设置】在设置参数过程中，每次设完当前参数按下小键盘上OK才能进入下一项设置（不是界面上确定键）

【目标电压】试验过程中要升到的目标电压值.

【目标电压】试验过程中要升到的目标电压值。

【耐压时间】试验过程中的耐压时间，时间到自动转入下一阶段或停机

   说明：

        1.目标电压及耐压时间最多可设置5个阶段，前一阶段耐压时间到并且下一阶段不为零时调整电压至下一阶段目标电压值继续耐压，否则降压停机。

        2.目标电压的设置不能超过系统的最大电压值。

        3.目标电压或耐压时间有一个设置为零，则此阶段和下一阶段皆无效

4.目标电压及耐压时间至少有一个阶段不全为零，否则在开始试验时出现如下提示界面：

      【扫频范围】自动试验寻找谐振点时的频率输出范围，在已知被试品容量的情况下可计算出谐振频率，根据计算频率加减20Hz作为扫频范围，节省试验时间。

       其它参数设置  与手动试验参数设置相同。

      参数修改操作与手动试验参数修改相同。

 （3）按【确定】键直到进入试验界面（各显示项与手动试验相同）。

         .

 1.扫频如下图

          

2.扫频找到谐振点后开始升压如下图

3.升到试验目标电压值后

4.耐压时间到了后如下图

5.异常现象提示

***：当出现这个界面时用户根据自己的现场实际情况对照来解决问题

四、数据管理/报表

需要查询以往的试验报告，选择【数据管理】（下图）。

根据试验日期选择查询序号（最多50组数据），按【确定】按钮，显示试验报告如下图：

按【打印】键可进行打印。

按【返回】键返回上一界面。

五、串谐计算。为了用户更好更快的完成试验，多用计算公式可以节约时间和少带设备

。

产品参数：

  ◆ 工作温度范围：-10~45℃
  ◆ 工作湿度范围：≤90%
  ◆ 海拔：≤1000m
  ◆ 供电电源电压：380V±10%、三相或220V±10%、单相（10KW及以下）
                   50/60Hz
  ◆ 供电电源容量：0-300KW
  ◆ 额定输出电压：0-1000KV
  ◆ 额定输出容量：0-35MVA
  ◆ 工作频率范围：30-300Hz（亦可根据用户要求放宽频率范围）
  ◆ 频率调节分辨率：0.02Hz；   不稳定度≤0.05%
  ◆ 噪音：≤60dB
  ◆ 系统测量精度：1级
  ◆ 输出波形：正弦波，波形畸变率≤1%
  ◆ 电抗器Q值：30-120
  ◆ 系统具有IGBT、过电压、过电流、试品闪络等全自动保

 

遵循标准：

GB10229-88            《电抗器》

GB1094 《电力变压器》

GB50150-2006 《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》

 

产品简介：

  是运用串联谐振的原理，利用励磁变压器激发串联谐振回路，通过调节变频控制器的输出频率，使得回路中的电抗器电感L和试品电容C发生串联谐振，谐振电压即为试品上所加电压。广泛用于电力、冶金、石油、化工等行业，适用于大容量、高电压的电容性试品的交接和预防性试验。

  ◆ 适用于10KV、35KV、110KV、220KV、500KV交联聚乙烯电力电缆交流耐压试验
  ◆ 适用于66KV、110KV、220KV、500KV、GIS交流耐压试验
  ◆ 适用于大型发电机组、电力变压器工频耐压
  ◆ 适用于电力变压器的感应耐压试验

 

 

产品特性：

  ◆ 体积小、重量轻，适合于现场使用

  变频控制器集调压、调频、控制及保护功能为一体，省去了笨重的调压器，而且操作方便、读数直观。由于系统Q值较高（30-120），有效地解决了由于电源容量的不足对现场试验的制约。当电压等级较高时，电抗器采用多级或叠积式结构，便于运用输及现场安装。

  ◆ 安装可靠性高

  变频装置采用先进的设计思想、高品质的IGBT及驱动回路使输出波形失真度小，频率输出稳定性好，具有良好的IGBT、过电流、过电压（保护值可根据需要人为整定）以及放电保护功能，可保护设备及人身的安全；当试品放电或击穿时，由于谐振条件被破坏，短路电流小，只有试品试验电流的1/Q，避免了因击穿对试品造成的损坏。

  ◆ 试验的等效性好

  采用接近工频（30HZ-300HZ）的交流电压作为试验电源，无论是在等效性和*性上都与50HZ/60HA的工频电源非常接近，保证了试验结果的可靠性和真实性。

关键词：6kV-500k变频串联谐振试验装置、6kV-500k变频串联谐振试验装置