中试控股技术研究院鲁工为您讲解：串联谐振耐压试验装置（电力院）

ZSBP-108KVA/108KV变频串联谐振耐压试验装置

全自动模式、半自动模式、手动模式

实时显示试验状态，用户可根据试验状态进行相应操作。

参考标准：DL/T 849.6-2016，DL/T 474.4-2018

变频串联谐振耐压试验装置：变频串联谐振耐压试验装置采用了调节电源的频率的方式使得电抗器与被试电容器实现谐振，在被试品上获得高电压大电流，是当前高电压试验的一种新的方法和潮流，在国内外已经得到广泛的应用。
采用了专用的SPWM数字式波形发生芯片，频率分辨率16位，在20~300Hz时频率细度可达0.1Hz；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，在小重量下确保仪器稳定和安全。

变频串联谐振耐压试验装置组成部分：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。元器件（纯进口）：功率器件：德国英飞凌，模块：日本富士IGBT，芯片：英特尔等

参数

变频串联谐振耐压试验装置采用了调节电源的频率的方式使得电抗器与被试电容器实现谐振，在被试品上获得高电压大电流，是当前高电压试验的一种新的方法和潮流，在国内外已经得到广泛的应用。
采用了专用的SPWM数字式波形发生芯片，频率分辨率16位，在20~300Hz时频率细度可达0.1Hz；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，在小重量下确保仪器稳定和安全。
1、输入:电压220V或者380V ±10%
2、频率：45/65Hz
3、输出电压：0-250V
4、输出波形：正弦波
5、频率调节范围：30-300Hz
6、频率分辨率：0.01Hz
7、频率稳定度：0.1%
8、频率步进值：5Hz,1Hz，0.1Hz，0.01Hz
9、电压分辨率：0.1kV
10、电压测量精度：1.5%
11、电压步进值： 1%，0.5%，0.1%，0.01%
12、运行连续工作时间：60分钟

全套系统的配置用法说明：
变频电源单独可靠接地。
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；
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2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金属板上面，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。
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。

结构： 采用干式结构,绝缘耐热等级H级,满足干式变压器国家规范要求；高﹑低压绕组间和铁芯设静电屏蔽,既作为励磁变,又是隔离变；内置过电压保护,防止击穿反击。

为了防止电击，接地导体必须与地面相连。在与本产品输入或输出终端连接前，应确保本产品已正确接地。
注意所有终端的额定值：为了防止火灾或电击危险，请注意本产品的所有额定值和标记。在对本产品进行连接之前，请阅读本产品使用说明书，以便进一步了解有关额定值的信息。
在有可疑的故障时，请勿操作：如怀疑本产品有损坏，请本公司维修人员进行检查，切勿继续操作。
请勿在潮湿环境下操作
请勿在易爆环境中操作
保持产品表面清洁和干燥

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。

5、 装置自动扫频时频率起点可以在规定范围内任意设定，扫频方向可以向上、向下选择，同时液晶大屏幕显示扫描曲线，方便使用者直观了解是否找到谐振点。

6、 采用了DSP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。

 试验时注意事项

1、在做试验时，变频电源与电抗器之间的距离尽可能为大，以避免发生安全事故；

2、串联谐振试验装置的变频电源部分为触摸屏形式，在点动屏幕时，动作要轻，如果在触屏操作时用力过猛或速度太快，就有可能无法进入下一个菜单或机器不能启动；需要按一下复位键再返回主菜单，间隔5秒钟之后再启动，或者直接关闭电源再启动；

3、在对设备进行参数设置时，“装置电压”这一栏不能更改，“装置电压”指的是出厂试验时与分压器配套设置的，如果“装置电压”改变了，分压器采样信号就会有所改变，测出来的试验电压有可能偏大或偏小，对被试品的耐压试验就有一定的影响。所以试验人员在装置开机时就要把“装置电压”记录下来，以避免装置电压在误动以后，好查阅并更改；

4、在做电容量较大或损耗较高的被试品试验时，例如“发电机，容量大的电机，1.5km以上的电缆”，系统Q值较低，设置“输出电压”为30V～50V之间，在一般情况下，“输出电压”设置为10V～20V之间。在做10kV以下，长度500m以内电缆试验时，应选择较低的励磁电压，“输出电压”为设置10V。否则，在找谐振点时，试验电压会超过被试品的额定耐压值，这时系统Q值较高，容易造成被试品击穿。串联谐振试验装置又叫做串联谐振，可分为调频式和调感式。变频串联谐振装置一般是由变频电源、励磁变压器、电抗器和电容分压器组成。被试品的电容与电抗器构成串联谐振连接方式，分压器并联在被试品上，用于测量被试品上的谐振电压，并作过压保护信号。

我们知道，在回路频率时，回路产生谐振，此时试品上的电压是励磁变高压端输出电压的Q倍。Q为系统品质因素，即电压谐振倍数，一般为几十到一百以上。先通过调节变频电源的输出频率使回路发生串联谐振，再在回路谐振的条件下调节变频电源输出电压使试品电压达到试验值。由于回路的谐振，变频电源较小的输出电压就可在试品CX上产生较高的试验电压。

串联谐振试验装置设备保存和维护：

1、存放于干燥、清洁场地，防止雨水、灰尘进入部件内部；

2、如若长期不使用，正常天气至少2个月应通电一次时间不少于半小时，雨季及潮湿期应每隔一个月通电一次，通电时间半小时，以驱除设备内的潮气防止电子元器件的锈蚀，影响正常使用。

3、定期检查装置各部件，确保各接头紧固无松动；

4、更换打印纸，机器采用热敏打印纸并且是前换纸式当需要换纸时只要按POST键钮打印纸舱门就会打开可以将新打印纸装入。

 此次讲解的仪器为：ZSBP-120KVA/30KV变频串联谐振耐压试验装置

准备工作，选取电缆，以做耐压试验

此次演示的目的，需要了解：如何接线，如何组装。

原理

说到组装，大家都知道串联谐振是由，变频电源、激励变压器、电抗器和分压器4个基本仪器组成。但可能某些公司购买会涉及到补偿电容，今天的试验就含有补偿电容

那么为什么多了个补偿电容呢？补偿电容怎么接线呢？

在现场以一根长约15米，单芯截面积为70mm，8.7/10KV的电缆为试验品。

我们知道了电缆的长度，单芯截面积，电压等级，那我们就能通过我司网站中的电缆容量计算器得出电缆容量值为0.0033uF，还能得出谐振频率，和电流值，并且通过查看国标确认我们需做试验的耐压为17.5KV。

那么得出这些有什么用呢？首先我们需要知道什么是串联谐振？

在电阻、电感及电容所组成的串联电路内，当容抗XC与感抗XL相等时，即XC=XL，电路中的电压U与电流I的相位相同，电路呈现纯电阻性，这种现象叫串联谐振。