中试控股技术研究院鲁工为您讲解：电缆电压检测仪（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

Q值受电压等级、工艺结构、材料性能等外部因素的影响，理论上Q值越大，单位电流变化内允许的频率偏移越小，频率选择性越高，Q值是衡量电感的主要参数，其计算方式为：Q=电感电容等储能器件携带的能量÷电阻的损耗功率。

变频串联谐振试验装置Q值受到哪些影响?

Q值的大小受综合因数的影响，比如制作工艺，原材料、材料性能等，例如，同样一个电感，如果其他参数不变，仅改变绕制电感导线的粗细，则导线粗的电感Q值要比导线细的电感Q值高，如果再在导线上镀银，则镀银导线所绕制的电感要比不镀银导线绕制的电感Q值高，很明显这就是工艺结构、原材料所带来的影响，对于串联谐振试验装置Q值来说，Q值越高，回路的损耗就越小，回路的效率就越高，通过Q值的大小也可以简单的判断产品的质量和效能，但不是决定串联谐振装置质量好坏的最终标准，Q值的提高往往受到一些因素的限制，如导线的直流电阻、线圈骨架的介质损耗、铁心和屏蔽引起的损耗以及高频工作时的集肤效应等。

Q值越高越好?

那么，我们购买变频串联谐振试验装置时到底要不要去衡量Q值呢?其实对于不太了解的客户可能认为“Q值高，产品就好”，Q值只是作为一个概念性的参考，Q值并不能代表性能好坏的唯一因素或者是绝对因素，比如，Q值过大可能会造成电感烧毁，电容击穿，电路振荡等现象，有些科技类型产品，选材和工艺都非常好，反而会想办法降低Q值，所以，Q值只是衡量电感效能的品质因数。

综上所述，我们应该清楚关注产品质量应该关注稳定性、创新度，这才是根本!

如何选择变频串联谐振厂家，现在世面上串联谐振的厂家有很多，如何选择串联谐振，可以从厂家的从业年限，产品应用案例，产品口碑等几个方面来做参考。

首先如何选择串联谐振：做不同的高压试验所需要的电压等级不一样，所以得根据自己的需求(电压等级、被试品)来制定不同的方案，一般来说，串联谐振厂家都会根据客户的需求来制定符合的技术方案。

变频串联谐振适合各种大型电力变压器、电力电缆、汽轮及水轮发电机及其它容性设备的交流耐压试验，这些试验所需要的电压等级都必须严格按试验规程定期进行。在工频条件下，由于被试品电容量较大，或者试验电压要求较高，对试验装置的电源容量相应的也有较高的要求，传统的工频耐压装置往往单件体积大，重量重，不便于现场搬运，而且不便于任意组合，灵活性较差，因此可以考虑串联谐振试验装置。

在串联谐振中，当电压源施加到电感器和电容器时，必须添加电阻器，因为串联谐振中的L和C等于短路，因此电压源不能短路。当电阻值恒定时，确定串联谐振电流。在功率方面，电感器和电容器的功率交替传输而不考虑损耗。当电容器放电时，电感器充电时电容器充电。

在恒压源并联谐振电源中，电感和电容的均方根电流是固定的，这只与电感和电容的大小有关;只有当电流源恒定时，增加电阻才能改变电感和电容的电流值。当条件恒定时，功率也是不变的，类似于串联谐振。

当电机串联电容形成串联谐振时，由于电机线圈的电阻存在，因此在固定电压下，电机线圈的电流在理论上趋于无穷大。因此，它不会趋向于无穷大，但也会大大超过额定电流。由于电机线圈的阻抗固定，电流增大，因此线圈两端的电压增大，励磁能量增加，功率增加，但由于电流很大，电机线圈容易烧毁。

对于并联电容器的并联谐振，由于电压源的存在以及电感和电容器两端的电压的存在，使得电感两端的电流是恒定的。然而，由于电容器的补偿，电压和电流的相位是相同的，这就增加了电源，即p=u*i*cos相位角。而平行共振在原则上使用的是一个电流源，它与这个源有点不同。由于电流源电流是恒定的，当电流源并联谐振时，L和C的两端是相当开放的，而电阻直接通过电流源电流，即流过电流源的电流增大。它增加了两端的电压，增加了L和C两端的电压，最终导致电流的上升。

为了适应具有大静电电容量试品的工频耐压试验需要，因此交流高压串联谐振试验设备就很有必要了。今天我们就分享一下利用串联谐振的工频耐压试验的特点分析!