中试控股技术研究院鲁工为您讲解：串联谐振耐压装置（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

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。