中试控股技术研究院鲁工为您讲解：电缆长时间耐压检测装置（计量院）

ZSBP-540kVA/270kV变频谐振试验装置

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参考标准：DL/T 849.6-2016，DL/T 474.4-2018

变频谐振试验装置：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

技术参数及功能描述
1、技术参数
? 输入电源:
电压： 380/220V±10%
频率： 45/65Hz
? 输出电压：0-500V；
? 输出波形：正弦波
? 频率调节范围：30-300Hz
? 频率分辨率：0.01Hz
? 频率稳定度：0.1%
? 频率步进值：5Hz,1Hz，0.1Hz，0.01Hz
? 电压分辨率：0.1kV
? 电压测量精度：1.5%
? 电压步进值： 1%，0.5%，0.1%，0.01%
? 运行连续工作时间：60分钟
额定电压：270kV
被试品的：
22kV---满足10kV电缆交流耐压试验；
35kV---满足10kV变压器交流耐压试验；
42kV---满足10kV开关等交流耐压试验；
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35kV开关交流耐压试验；
160kV---满足110kV变压器交流耐压试验；
184kV---满足110kV开关交流耐压试验；
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％
13．装置具有过压、过流、零位启动等保护功能

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)

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.可同时用于局放和交流耐压试验的串联谐振电源所采用的技术方案以传统模拟方式(逐级放大)最好，中试控股该方案可直接输出正弦波，且失真度较小，输出电压中高频信号引起的局部放电干扰≤5pc，但电路较为复杂、不易维护，成本较高;

2.用于交流耐压试验的串联谐振变频电源普遍采用SPWM方式，中试控股其输出波形较传统方式差，干扰引起的局放较大，只适合于交流耐压试验(限于手上资料的限制，没发现有应用于局放试验的)，该技术方案控制较为复杂，但其硬件较传统方式简单，成本较低，体积和重量较小，易于维护。

3.PWM控制方式可满足交流耐压试验的要求，其输出为方波电压，系统输出为正弦波，但在非谐振状态时波形较差，实现相对容易，成本也较低。

现场受到设备容量和体积等问题，目前国家尚无高压电力电缆敷设后在现场进行交流耐压试验的相应标准。有相关单位推荐使用工频及近似工频(30～300Hz)的交流试验方法。变频串联谐振是谐振式电流滤波电路，能改善电源波形畸变，获得较好的正弦电压波形，有效防止谐波峰值对被试品的误击穿。变频串联谐振工作在谐振状态，当被试品的绝缘点被击穿时，电流立即脱谐，回路电流迅速下降为正常试验电流的数十分之一。发生闪络击穿时，因失去谐振条件，除短路电流立即下降外，高电压也立即消失，电弧即可熄灭。其恢复电压的再建立过程很长，很容易在再次达到闪络电压断开电源，所以适用于高电压、大容量的电力设备的绝缘耐压试验。

南方电网公司2004年发布的企业标准之《电力设备预防性试验规程》内容中在电缆主绝缘耐压试验一项中规定了电缆的交流耐压试验标准，其试验频率推荐为20～300Hz，35kV及以下电缆试验电压为1.6倍的相电压，110kV电缆试验电压为1.36倍的相电压，220kV及以上电缆试验电压为1.12倍的相电压。

交流耐压试验方法的选择

1，超低频0.1Hz耐压试验

因被试电缆的电容量很大，工频试验时所需试验变压器的容量也要很大，导致试验设备笨重而不适于现场使用。采用0.1Hz作为试验电源，理论上可以将试验变压器的容量降低到1/500，试验变压器的重量可大大降低，可以较容易地移动到现场进行试验。目前，此种方法主要应用于中低压电缆的试验，由于试验条件的真实性毕竟不如近工频交流电压，电压等级偏低，还不能用于110kV及以上的高压电缆试验。

2，振荡电压试验

振荡电压试验是用直流电源给电缆充电，当达到试验电压后使放电间隙击穿而通过电感线圈放电，对电缆施加一定电压幅位、频率为kHz级的衰减振荡波电压作为挤包绝缘电缆线路的竣工试验方法的另一种途径。此种方法比直流耐压试验方法有效，但与工频电压试验相比， 其检查电缆主绝缘和附件缺陷的效果仍不理想， 一是波的衰减厉害，难以满足长电缆的需要;二是使局放增大，对电缆有较大伤害。

3，谐振耐压试验

谐振耐压试验方法是通过改变试验系统的电感量和试验频率，使回路处于谐振状态，这样试验回路中试品上的大部分容性电流与电抗器上的感性电流相抵消，电源供给的能量仅为回路中消耗的用功功率，为试品容量的1/Q(Q为系统的谐振倍数);因此试验电源的容量在降低，重量大大减轻。谐振耐压试验系统按调节方式分为调感式和调频式两种。

可调电感型谐振试验系统可以满足耐压要求，但由于重量大，可移动性差，主要用于试验室。变频串联谐振耐压试验是利用电抗器的电感与被试品电容实现电容谐振，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与潮流，在国内外已经得到广泛的应用。

变频谐振试验系统不但能满足高压电缆的耐压要求，而且具有重量轻、可移动性好的优点，适宜现场试验。经分析比较，我们采用变频串联谐振成套试验装置，该装置采用固定电抗器作为谐振电抗器，以调频的方式实现谐振，频率的调节范围为30～300Hz，符合南方电网公司2004年发布的企业标准之《电力设备预防性试验规程》内容中推荐使用频率20～300Hz的谐振耐压试验。