中试控股技术研究院鲁工为您讲解：电缆试验谐振测试仪（电科院）

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

串联电路谐振时，其电抗 X(ω0)＝0，所以电路的复阻抗 Z ω0 = R 呈现为一个纯电阻，而且阻抗为最小值。谐振时，虽然电抗 X＝ XL—Xc=0，但感抗与容抗均不为零，只是二者相等。我们称谐振时的 感抗或容抗为串联谐振电路的特性阻抗，记为ρ，即 ρ = ω0L = 1 ω0C = 1 LC | L = L C ρ的单位为欧姆，它是一个由电路参数 L、C 决定的量，与频率 无关。工程上常用特性阻抗与 9 并称此比值为串联电路的品质因数，用 Q 表示，即 Q = ρ R = ω0L R = 1 ω0CR = 1 R L C 品质因数又称共振系数，有时简称为 Q 值。它是由电路参数 R、 L、C 共同决定的一个无量纲的量。

串联谐振时的电压关系：

谐振时各元件的电压分别为 URO = RI O = US ULO = jω0LIO = jω0L U s R = jQUs UCO = j 1 ω0C o =| j 1 ω0C US R =| jQUS 即谐振时电感电压和电容电压有效值相等，均为外施电压的 Q 倍，但电感电压超前外施电压 90°，电容电压滞后外施电压 90°， 总的电抗电压为 0。在电路 Q 值较高时，电感电压和电容电压的数值 都将远大于外施电压的值，所以串联谐振又称电压谐振。常见的试品如变压器、GIS 系统、SF6 断路器、电流互感器、电 力电缆、套管等均为容性，系统配备的电抗器为感性，试验时先通过 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上产生较高的试验电压。在实际现场应用中试品上的高压电压和低压电压遵循以下公式：U 试 = QU 激 其中：U 试为高压谐振试验电压，Q 为系统串联谐振的品质因数， U 激为激励变压器输出电压。10 例如：假设系统串联谐振的品质因数 Q 为 30，激励变压器选择 16kV 的抽头，激励变压器额定输入电压为 400V，如果激励变压器输 入电压为 100V 时，高压电压计算步骤如下：①计算激励变压器变比 激励变压器变比 N=激励变压器所选抽头电压/输入额定电压 即：N=16kV/400V=16000/400=40 ②计算激励变压器输出电压 激励变压器输出电压=激励变压器输入电压*激励变压器变比 即：U 激=100V*40=4kV ③计算高压谐振试验电压 高压谐振试验电压=激励变压器输出电压*系统品质因数 即：U 试=4kV*30=120kV 故系统最终的高压谐振试验电压为 120kV。随着如今电力工业的发展，设备电压等级越来越高，在电力预防性或是交接试验中，试验设备的电压等级相应也越高。在众多试验设备中，串联谐振使用愈加广泛。在高电压等级串联谐振中，常会见到谐振生产商配给用户的绝缘底座，那么在试验过程中，绝缘底座起到什么作用呢？

1、绝缘底座首先是起到绝缘的作用。避免因为绝缘等级不够产生爬电、放电、闪络等影响试验进程。

2、防止电抗器因为漏磁通产生涡流、发热、机械振动等引起试验效率的降低、噪音等问题。

3、降低叠装难度，增加安全系数。中试控股在现场使用中，由于试验条件的限制，环境因素导致如叠装太高造成的重心不稳，危及试验人员或是设备安全等问题