中试控股技术研究院鲁工为您讲解：电缆检查仪（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

全桥串联谐振充电电源电路分析

  全桥串联谐振充电电源电路如图1所示。全控型开关Z1~Z4及续流二极管D1~D4组成的逆变桥与LC谐振支路构成全桥串联谐振变换器。inV为直流输入电压，负载电容通过D5~D8构成的整流桥与LC谐振支路相串联，T为升压变压器。 串联谐振变换器按开关频率fs与谐振频率fr的大小关系有三种工作方式:（1）0<f s<f r /2；（2）f r/ 2<f s<f r；（3）f s>f r。 其中，方式（1）在开关器件开通和关断时损耗都最小,被选作电容器恒流充电电源的工作方式。其工作时，一个开关周期的谐振电流波形示意图见图2。

  图中，在23ttt区间，开关器件皆不导通，没有电流的流动和能量的传递，因此，3t时刻的电路状态与2t时刻相同，可将3t时刻提前至2t，得到fs=fr/2的临界状态。

  通过理论推导，得出了基于全桥串联谐振开关电源技术的电容器恒流充电的一些理论通式，并用MATLAB进行仿真，做了初步验证，通式具有普遍意义，其中谐振电流通式，等台阶充电电压通式及平均充电电流通式对基于全桥串联谐振开关电源技术的电容器恒流充电电源的参数设计具有参考价值，对该领域的研究能起到理论指导作用。  1、所需电源容量大大减小。串联谐振电源是利用谐振电抗器和被试品电容谐振产生高电压和大电流的，在整个系统中，电源只需要提供系统中有功消耗的部分，因此，试验所需的电源功率只有试验容量的1/Q。

  2、设备的重量和体积大大减少。串联谐振电源中，不但省去了笨重的大功率调压装置和普通的大功率工频试验变压器，而且，谐振激磁电源只需试验容量的1/Q，使得系统重量和体积大大减少，一般为普通试验装置的1/5-1/10。

  3、改善输出电压的波形。谐振电源是谐振式滤波电路，能改善输出电压的波形畸变，获得很好的正弦波形，有效的防止了谐波峰值对试品的误击穿。

  4、防止大的短路电流烧伤故障点。中试控股在串联谐振状态，当试品的绝缘弱点被击穿时，电路立即脱谐，回路电流迅速下降为正常试验电流的1/Q。而并联谐振或者试验变压器方式做耐压试验时，击穿电流立即上升几十倍，两者相比，短路电流，中试控股击穿电流相差数百倍。所以，串联谐振能有效的找到绝缘弱点，又不存在大的短路电流烧伤故障点的忧患。

  5、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，中试控股且恢复电压的再建立过程很长，很容易在再次达到闪落电压前断开电源，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。

串联谐振系统主要特点说明

  1.调频及功率元件使用最先进的日本进口的优质元器件；

  2.充分利用公司现有资源，完全独立自主开发和设计及生产该设备的所有组成部分：变频电源、励磁变压器、高压电抗器、电容补偿器和高精度电容分压器；

  3.具备全自动（自动调谐、自动升压）、全手动（手动调谐、手动升压）以及半自动（自动调谐、手动升压及手动调谐、自动升压）的多种功能，可任意切换使用；

  4.具备试验电压、加压时间、中试控股报警电流整定、报警电压整定、频率范围、起始电压的设置；

  5.具备放电保护功能，在试品发生闪络时，或其他原因造成的谐振回路突然失谐，变频控制电源立即自动快速切断输出，并显示保护类型和闪落电压值；

  6. 测量显示输出电压、输出频率及加压时间、保护动作类型等相关信息，中试控股在试验完成时电压自动下降到零位；

  7.大液晶全中文界面平台技术，全触摸屏操作,数据保存.

  8. 技术特点要点归纳：

  8.1. 先进的数字、功率技术：功率器件采用国外最新推出的集驱动、保护和功率变换为一体的智能功率模块（IPM），极大的提高了整机的可靠性，减少了体积和重量。

  8.2. 完备的保护功能：

  过电压保护：保护值可设置，动作时间小于1 毫秒；

  双重过电流过热保护：大功率器件自身保护和软件保护相结合，动作时间小于10 微秒；

  闪络保护：动作时间小于1 毫秒，并可记录下闪络电压值；

  零位保护：零电压启动。

  8.3. 独特的四种工作模式：

  手动试验：手动寻找谐振点并手动升压到所需电压，按键后自动计时；

  自动试验：根据设置自动寻找谐振点后自动升到设定电压后自动计时；

  自动调谐手动升压：中试控股根据设置自动寻找谐振点后，需手动升电压到所需的电压值，按“自动计时”键后自动计时；

  手动调谐自动升压：手动寻找谐振点，根据设置自动升压后自动计时。

  8.4.友好的人机接口：

  专用的DSP 显示平台，大容量的数据存储器，大屏幕LCD 显示；丰富的帮助应用信息，帮助你现场分析试验发生保护动作时可能出现的问题；可保存200 次测试数据;具有调频时显示频率－电压波形曲线，直观的观察到是否寻找到谐振点；扫频范围可以在规定范围内任意设定，扫频方向可以向上向下任意选择，方便用户操作；中试控股对于那些需要在50Hz 条件进行试验的试品（比如发电机），我们采用了调频调感技术，我们的电抗器电感值可以根据试验需要进行适当调节，压紧装置可以保证降低在通电时电抗器的噪音；

  8.5.独特的结构设计：调频电源控制箱的接入和输出采用插接和螺丝连接两种方式，安全、方便、可靠、美观精致；