中试控股技术研究院鲁工为您讲解：串联谐振仪（计量院）

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

串联谐振试验中控制逆变器的方法有调幅控制和脉冲调频控制两种。脉冲频率调制方法实现起来比较简单，可以在下面两种情况下使用。 
1 )如果负载对工作频率范围没有严格限制,这时频率必须跟踪,但相位差可以存在而不处于谐振工作状态。 
2 )如果负载的Q值较高,或者功率调节范围不是很大,则较小的频率偏差就可以达到调功的要求。 
脉冲频率调制方法的主要缺点是工作频率在功率调节过程中不断变化,导致集肤深度也随之而改变,在某些应用场合如表面淬火等，集肤深度的变化对热处理效果会产生较大的影响,这在要求严格的应用场合中是不允许的。 
变频串联谐振试验装置是用于鉴定电气设备绝缘强度，它对于判断电气设备能否投入运行具有决定性的意义，也是用来保证设备绝缘水平,避免发生绝缘事故的重要手段。因为变频串联谐振试验装置能充分反映电气设备在交流电压下运行的实际情况，能真实有效的发现绝缘缺陷。 

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

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。
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：
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。
整个装置单件重量很轻，最大不超过60kg，便于现场使用。
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、
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。
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。
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。
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，芯片采用英特尔的原装器件等

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.调频式调谐方法。采用固定电感电抗器，通过调节激励电源的频率使试验回路达到谐振状态，其特点是体积小、重量轻、品质因素高，使用方便，已逐步取代调感式。

2.串联谐振串联谐振试验装置变频串联谐振试验装置适用范围广。整套变频串联谐振高压试验装置完全符合国家有关高压试验的规程和要求，适用于高电压、大容量的电力设备，如发电机、大型变压器、GIS、交联聚乙烯电力电缆，高压开关、互感器等的交流耐压试验。

3.调制波原理。串联谐振是谐振式电流滤波电路，能改善电源电压波形畸变，获得很好的正弦电压波形，有效防止谐波尖峰对被试品的伤害。

4.失谐时的过流情况。在串联谐振状态，当被试品的绝缘弱点被击穿时，电路立即失谐，回路电流迅速下降为正常试验电流的数十分之一(1/Q)。与并联谐振或试验变压器方法做耐压试验相比，串联谐振耐压既能有效地找出绝缘弱点，又不存在大短路电流烧伤故障点的忧患。

5.串联谐振串联谐振试验装置变频串联谐振试验装置失谐时的过压情况。在试品发生闪络击穿时，因失去了谐振条件，除短路电流立即下降外，高电压也立刻消失，电弧即刻熄灭。且谐振电压再建立时间较长，很容易在再次达到闪络电压前断开激励电源。电压恢复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。

接下来中试控股为大家介绍串联谐振装置承受的四种电压。电气设备的绝缘结构在运行过程中可承受以下四种电压：

1、工频最大工作电压电气设备的绝缘结构在整个运行过程中必须能够长期承受工频最大工作电压，通常称为系统最高工作电压，一般为额定电压的1.15倍。

2、暂态过电压，包括上升频率电压和谐振过电压。串联谐振耐压试验装置共振交流工频电压的升高是由于空载线路的电容效应、甩负荷和不对称接地造成的。当负载突然倾卸时，由于电源只有一条空载传输线，而且输电线路的接地电抗可以用X0表示，流过电源内阻的电流就变成电容电流。这种电流流过系统中的电抗，导致电压升高。因为升压将近50 Hz的交流电压，所以是工频电压升高，在如今继电保护的作用下，其动作时间约为几十毫秒到一秒之间。随着交流电压的长期应用，它对电气设备的绝缘老化和电力系统的绝缘结构都有很大的影响。谐振过电压是由铁磁效应或铁心非线性电感元件引起的谐振引起的。它的振幅更高，持续时间更长。其频率可为工频基波或高阶次谐波。

3、操作过电压是由于电力系统中断路器的操作引起的。在由电阻、电感和电容组成的串联电路中，当电容XC和电感XL相等时，XC=XL中的电压U和电流I的相位相同，电路是电阻式的。这种现象称为串联谐振。当电路串联谐振电路例如，切断、闭合长的空载线路、切断空载变压器（气动变量）等。这种过电压波形非常不规则，且情况变化很大。它可以是衰减振荡波或非周期电压激波，一般在1ms内达到最大电压。电力系统运行过电压与系统电压有关，系统电压越高，电压越小，6~35 kv系统电压约为5~4倍。

4、雷电过电压，雷电过电压往往会造成电气设备绝缘损坏，为了保证电力系统的安全运行，必须采取防雷措施，如安装避雷针、避雷器等。

为了保证绝缘结构能够承受上述四种电压，必须对绝缘结构进行冲击波电压试验和工频电压电阻试验，绝缘结构必须有足够的裕度。样品和电抗器的电容形成串联谐振连接模式，分压器并联在被测对象上，测量被试的谐振电压，并充当过电压保护信号。