中试控股技术研究院鲁工为您讲解：电缆变频谐振调试装置（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

 （1）产品的设计过程中使产品能达到其设计使用功能的功能耐压测试；

 （2）产品的生产过程中为确保产品能达到设计规格要求的规格耐压测试；

 （3）产品的检验过程中为确认产品的质量符合相关安规标准的确认耐压测试；

 （4）产品维修后能维持符合相关安规标准的安全耐压测试。

耐压测试（有时也称做“高压介电测试”）的测试电压标准规定以两倍于被测产品的工作电压加上1000V。但有些具有“双绝缘”设计产品的测试电压也可能高于上述电压标准。它的工作电压范围是（100～240）V，这类产品的耐压测试电压可能在（1000～4000）V之间甚至更高。提供耐压测试电压的耐压测试仪输出电压须保持在规定测试电压的(100～120)%的范围内，且应连续可调。交流耐压测试仪的输出频率范围为（40～70）Hz之间，测试电压波峰值为均方根(RMS)电压值的（1.3～1.5）倍。通过产品耐压测试应能检测出如下产品缺陷：绝缘材料的绝缘强度太弱；零部件之间的距离太近导致绝缘强度变差；绝缘体上有针孔、气泡或受挤压而破裂变形等。

进行耐压测试前首先明确该产品应该使用何种电压测试方式，绝大多数产品只允许接受直流电压或交流电压中的一种耐压测试方式，而有些产品则可以同时接受交、直流电压两种耐压测试方式。操作者应根据实际情况来决定采用何种耐压测试方式。为了使被测产品达到安规规定标准，使用者必须对直流耐压测试和交流耐压测试的优缺点有所了解。

交流耐压测试的优点

通常用户更容易接受交流耐压测试，因为大部分的产品都使用交流供电，交流耐压测试可以同时对产品的正负极性进行测试，与产品实际应用环境一致。大部分被测产品都会含有一些杂散电容，在交流耐压测试时无法立刻使这些杂散电容饱和，电流流过这些杂散电容会持续一段时间，不会产生瞬间冲击电流，不需缓慢提升测试电压，如果这种产品对冲击电压不是非常敏感，就可以在开始测试时就施加较高的测试电压，耐压测试后不必对测试产品放电，这样极大地提高了测试效率。

 交流耐压测试的缺点

 如果被测产品为电容性负载或者含有较大的杂散电容时，耐压测试所产生的电流会远远大于实际的泄漏电流，因而无法得到被测产品的真实泄漏电流值，耐压测试实际输出的电流值会比采用直流耐压测试时的输出电流值大很多，会增加操作人员的触电危险性。

 直流耐压测试的优点

 由于直流耐压测试会迅速充满被测产品上的杂散电容，测试过程中所产生的容性电流在杂散电容被充满后，会迅速下降接近于零。此时只剩下被测产品实际的泄漏电流，可见直流耐压测试能真实地反映出被测产品实际的泄漏电流值。此外由于仅需在开始极短时间内提供被测产品的充电电流，其余时间几乎不提供的电流，因此与交流耐压测试时所需的电流容量相比直流耐压测试的电流容量更低，这样可以降低测试仪器成本，同时提高了操作人员安全性。

 直流耐压测试的缺点

 由于被测产品存在杂散电容，为避免充电电流迅速增大，直流耐压测试电压必须由“零”开始，缓慢上升。被测产品上的杂散电容量越大所需的测试电压上升时间越长。另外因杂散电容引起的过大充电电流会导致测试仪器的产生误判，从而使测试的结果产生偏差。直流耐压测试过程会使被测产品杂散电容产生电荷而带静电，为保障操作人员安全，在测试结束后，必须要对被测产品接地放电。另外直流耐压测试与交流耐压测试不同，只能测试单一极性，如果被测产品要在交流电压下使用，就必须要考虑直流耐压测试这个缺点。交流耐压测试实际测试电压的波峰值是仪表显示值的几倍，一般测试仪表无法显示此波峰值，直流耐压测试也无法做到。所以如果使用直流耐压测试方式，必须将测试电压提高到相应的数值。

 综上所述，正确选择交、直流耐压测试方式，既能获得真实有效的测试数据，提高测试精度，同时也可降低测试成本，提高测试效率，提供给用户满意的技术支持。

 当电路发生串联谐振时，电路的阻抗Z=√R2+XC-XL2=R,电路中总阻抗最小，电流将达到最大值,电抗元件上的电压最高，所以又称为电压谐振。生活中的许多地方都运用串联谐振的原理。如变频串联谐振耐压试验装置就是运用串联谐振的原理设计的。变频串联谐振试验装置由变频电源、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；调频功率输出经励磁变压器耦合给串联谐振回路，提供串联谐振的激励功率。