中试控股技术研究院鲁工为您讲解：电缆电压调试仪（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

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

为了保证电缆安全可靠运行，有关的国际标准对电缆的各种试验做了明确的规定。主要试验项目包括：测量绝缘电阻、直流耐压和泄漏电流。其中串联谐振耐压试验装置测量绝缘电阻主要是检验电缆绝缘是否老化、受潮以及耐压试验中暴露的绝缘缺陷。直流耐压和泄漏电流试验是同步进行的，其目的是发现绝缘中的缺陷。但是近年来国内外的试验和运行经验证明：直流耐压试验不能有效地发现交联电缆中的绝缘缺陷，甚至造成电缆的绝缘隐患。德国Sechiswag公司在1978～1980年41个回路的10 kV电压等级的XLPE电缆中，发生故障87次；瑞典的3 kV～24．5 kV电压等级XLPE电缆投运超出9 000 km，发生故障107次，国内也曾多次发生电缆事故，相当数量的电缆故障是由于经常性的直流耐压试验产生的负面效应引起。因此，国内外有关部门广泛推荐采用交流耐压取代传统的直流耐压。

说起变频串联谐振想必大家都知道，但是变频串联谐振有什么特性?实际使用中怎么解决?今天我们就一起来看一下。

一、变频串联谐振主要特性：

1、防止短路电流过大而烧坏故障点。在谐振的状态中，当样品的绝缘弱点被打破时，电路立即发生失谐，电路电流迅速下降到正常测试电流的1/Q。击穿电流与并联谐振或常规测试变压器有数百倍的不同。

2、没有恢复过电压。当被击穿闪络发生时，由于谐振条件的损失，高压会立即消失，电弧会立即熄灭，器件的保护电路会移动，输出会被切断。

3、很大程度减小了变频串联谐振的重量和体积。不仅省去了大功率调压器和常用大功率试验变压器，而且谐振励磁电源只需要试验容量的1/Q，大大降低了系统的重量和体积。一般为一般试验设备的1/5-1/10。

4、改善输出电压波形。谐振电源是一种谐振滤波电路。变频串联谐振可以改善输出电压波形畸变，获得优良的正弦波，有效防止谐波峰值引起的假击穿。

5、串联谐振变换器的供电能力大大降低。在整个系统中，电源只需提供系统的部分有功功耗，因此实验所需的功率仅为实验容量的1/Q。

二、串联谐振实际使用中的解决方案

1、串联谐振的困难有什么?

首先，串联谐振的历史是20世纪60年代和70年代最流行的串联谐振变换器，只要给出合适的死区时间，就可以实现良好的软开关变换。现代数控技术为这种经典的转换电路增添了许多活力。串联谐振具有以下三个问题：ZCS频率跟踪控制、ZVS死区跟踪控制、ZCS_ZVS交替跟踪控制。那么，解决串联谐振技术难题的好办法是什么呢?

2、解决方案

并联谐振和串联谐振的谐振试验由变频电源、励磁变压器、高压电抗器和电容电压组成，由变频电源、励磁变压器、高压电抗器和电容电压组成。

变频电源的功能：将普通电源改为频率可调，电压连续可调，集操作、保护、控制、监控功能于一体。

励磁变压器的作用是提高变频电源的输出电压，同时隔离高低压。

高压电抗器的特性：与试验有关的共振条件。

分压器的作用：测量调节器上的高电压和低电压，同时补偿电容。

3、应用范围

串联谐振与并联谐振特点显著，应用于电力、冶金、石油、化工、铁路、发电等行业，适用于大容量，高电压的电容性试品的交接和预防性试验，比如：电力电缆、GIS开关、变压器等，例如

(1)、6KV-500KV高压交联聚乙烯电缆的交流耐受电压;

(2)、发电机的交流耐压;

(3)、GIS和开关的交流耐压;

(4)、500 kV变压器工频耐压;

(5)、其它电力高压设备如母线、套管、变压器等的交流耐压。

对于变频串联谐振的特性和实际使用中的解决方案就介绍到这里，希望可以帮到大家!

在购买变频串联谐振试验装置中，我们经常会被问到Q值多少。那么这里的Q值是什么?变频串联谐振试验装置中Q值受到哪些影响?越高越好吗?