中试控股技术研究院鲁工为您讲解：电缆检查试验仪（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

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
目前在国际和国内已有越来越多的XLPE交联聚乙烯绝缘的电力电缆替代原来的充油油纸绝缘的电力电缆。但在交联电缆投运前的试验手段上由于被试容量大和试验设备的原因，仍沿袭使用直流耐压的试验方法。

近年来国际、国内的很多研究机构的研究成果表明直流试验对XLPE 交联聚乙烯电缆有不同程度的损害。有的研究机构观点认为XLPE 结构具有承储积累单极性残余电荷的能力，当在直流试验后，如不能有效的释放直流残余电荷，投运后在直流残余电荷加上交流电压峰值将可能致使电缆发生击穿。

我公司系列串联谐振装置主要用于10kV、35kV、66kV、110kV、220kV的交联橡塑电力电缆，66kV、110kV、220kV的组合电器（GIS）的变频交流耐压试验，水力和火力发电机或电力变压器等的工频交流耐压试验。其基本原理是采用可调节（30-300HZ）串联谐振试验设备与被试品电容谐振产生交流试验电压。

由于电缆的电容量较大，采用传统的工频试验变压器很笨重、庞大、大电流的工作电源现场不易取得，因此一般都采用串联谐振交流耐压试验设备。其输入电源的容量显著降低，重量减轻，便于使用和运输。初期都采用调感式串联谐振设备（50HZ），但存在自动化程度差、噪音大等缺点。

因此现在大多采用变频谐振，可以得到更高的品质因数（Q值），并具有自动调谐、多重保护、以及降低噪音、灵活的组合方式、单件重量轻等优点。

串联谐振在电力系统应用中的优点：
1、所需电源容量大大降低。串联谐振电源是利用谐振电抗器和被试品的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，试验所需要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的减少。串联谐振电源中，不但省去了笨重的大功率调压装置和大功率试验变压器，而且，谐振激磁电源只需要试验容量的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1/5-1/30.
3、改善输出电压的波形。谐振电源是谐振式滤波电容，能改善输出电压的波形畸变，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。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，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。

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

串联谐振试验装置原理

我们已知，在回路频率f=1/2π√LC时，回路产生谐振，此时试品上的电压是励磁变高压端输出电压的Q倍。Q为系统品质因素，即电压谐振倍数，一般为几十到一百以上。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CX上产生较高的试验电压。

原理图

串谐“系统容量/电压等级”快速选型

1、串谐系统容量的公式

其中：

U-试验电压(注意)

f-谐振频率（也就是系统真实的工作频率）

C-电容量

2、常规电缆对应的试验电压。U（见右图）

3、电缆试验谐振频率。 一般取f=35Hz

4、电容量。C

5、串谐系统容量W算法

3、示范GDTF-108kVA/108kV串谐常规试验对象

(1)、电缆：

10kV/35kV电压等级

(2)、主变：

10kV/2.5MVA 35kV/3.5MVA 110kV/20MVA （中性点试验）

10kV/4MVA 35kV/10MVA 110kV/50MVA （中性点试验，试验电压≤80kV）

10kV/10MVA 110kV/180MVA（中性点试验）

(3)、其它类

10kV开关、PT、CT的交流耐压试验

35kV及以下电压等级隔离开关、断路器的交流耐压试验

35kV开关柜的交流耐压试验

(3)、其它类

10kV开关的交流耐压试验。

35kV开关、GIS、互感器、绝缘子等变电站设备的交流耐压试验。

66kV及其以下电压等级的CT、PT、开关、断路器、绝缘子、母线的交流耐压试验

110kV及其以下电压等级的GIS 、CT、PT、开关、断路器、绝缘子、避雷器、母线的交流耐压试验

变频串联谐振耐压装置的工作原理及不同测试项目的测试原理和注意事项：

串联谐振电路等效电路如下：

U：励磁变压器励磁绕组的输出电压串联和并联。变频电源控制可以从0连续变化到Umax（Umax是励磁变压器的高压绕组串联后的额定输出电压），并且频率从30Hz连续变化到300Hz。

R：是串联谐振电路的等效电阻，包括相当于高压侧的励磁变压器的内阻。、高压电抗器的高内阻、样品的内阻和测试电晕损耗的等效电阻。

L：是串联电路的等效电感，即励磁变压器相当于高侧漏感、谐振电抗器电感。在实际测试中，与谐振电抗器的谐振相比，励磁变压器的漏电感相对较小，可以忽略不计。因此，在粗略计算中，可以认为电抗器的电感是谐振电路的等效电感。在实际测试中，反应器可具有多个系列和平行线。此时的回路电感是串联和并联连接的多个电抗器的电感。在计算电抗器的串并联电感时，可以忽略内部电阻并根据纯电感串并联连接计算。

C：是串联 - 并联谐振电路的负载电容和分压器电容之和。由于分压器的电容很小，粗略计算时可以忽略不计。当负载电容可以与它进行比较时，它应该参与计算。

电源由变频电源供电。在通过激励变压器提升初始电压之后，将高电压施加到电抗器L和测试产品CX。通过改变变频电源的输出频率，循环在字符串中。

共振状态;保持频率恒定，调节变频电源的输出电压，使样品上的电压达到

达到理想的价值。环路的谐振频率取决于测试对象的电容CX和电感L，以及谐振频率f = 1 /（2π√LC）。

两个、变频串联谐振耐压器件通用测试