中试控股技术研究院鲁工为您讲解：电缆耐受电压试验仪（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

串联谐振耐压装置主要由变频控制器，励磁变压器，高压电抗器，高压分压器等组成。变频控制器又分两大类，20KW及以上为控制台式，20KW以下为便携箱式；它由控制器和滤波器组成。变频控制器主要作用是把幅值和频率都固定的380V或200V工频正弦交流电转变为幅值和频率可调的正弦波。并为整套设备提供电源。励磁变压器的作用是将变频电源输出的电压升到合适的试验电压。高压电抗器L是谐振回路重要部件，当电源频率等于1/(2π√LCX)时，它与被试品CX发生串联谐振。

变频串联谐振试验装置适用于10KV、35KV、110KV、220KV、500KV聚己烯电力电缆交流耐压试验。适用于60KV、220KV，500KVGIS交流耐压试验。适用于大型变压器，发电机组工频耐压试验；电力变压器感应耐压试验；接地电阻测量。

产品特征

1、稳定性、可靠性高。系统采用进口功率元件作为功率变换的核心，电压输出和频率输出稳定，电磁兼容设计合理，保护功能完善，经过多次高压直接对地短路的测试，系

统仍然保持完好，同时系统也有很强的过载能力;；

2、自动调谐功能强大。系统自动调谐时，从30Hz到300Hz自动扫频，显示扫频曲线，用户能直观地看到系统调谐过程；扫频完成后，系统根据扫频初步找到的谐振频点，在

其±5Hz范围内以0.01Hz为分辨率进行频率细扫，最后精确锁定谐振频率；

3、支持多种试验模式。系统支持"自动调谐＋手动调压"，"自动调谐＋自动调压"，"手动调谐＋手动调压"等试验模式，推荐使用"自动调谐＋手动调压"模式，既能快速找到

谐振点，又能通过手动调压控制试验过程，安全性更高；

4、系统人机交互界面友好。试验参数设置、试验控制、试验结果等同屏显示，直观清晰，并具有自动计时及操作提示功能。全触摸屏操作及显示，具备试验数据保存和查询

功能；

5、保护功能完善。具备零位保护(电压输出控制旋钮不在零位时，禁止系统启动)，过压保护，过流保护，闪络保护等功能，保证了系统的可靠性。

产品参数

电压波型正弦波，波形畸变率＜1.0%输出频率30～300Hz工作制满功率输出下，连续工作时间60min品质因素30～80输入工作电源单相380/220V±10%，50Hz环境温度－10℃～+50℃相对湿度＜95%，无凝露状况适用范围电缆变频谐振装置发电机交流耐压装置变电站电气设备交流耐压谐振装置CVT检验用谐振升压装置

经验库

串联谐振变压器故障原因及排除

1、风扇不能启动：

急停、故障保护、失谐保护后，没有按“故障复位”；

内部温度过高，功率元件热保护；

排除方法：关断仪器电源，将仪器静置30分钟左右，重新开启电源，按仪器面板上的“复位”键，再启动仪器。

2、自动调谐不能完成，找不到谐振点：

（1）现象：调谐曲线完全是一条直线，调谐完成后仪器提示没有谐振点

原因：回路接地不好，试验回路接线错误，装置某一仪器开路

排除方法：检查接地装置可靠，接地连接线是否有断开点；

检查励磁变压器的高低压线圈的通断；

检查每一只电抗器的通断；

检查分压器的信号线的通断；

检查分压器的高低压电容臂的通断；

装置自身升压时没有谐振点，还需要检查补偿电容器的通断；

（2）现象：调谐曲线是一条曲线，有较低的尖峰；

试验时一次电压较高，高压却较低，甚至在没有升到试验电压时，一次电压已经到达额定电压，回路自动降压；

原因：电抗器与试品电容量不匹配，没有准确找到谐振点；

试品损耗较高，系统Q值太低；

励磁变压器高压输出电压较低；

排除方法：将补偿电容器并接入试验回路，加大回路电容量；

尽可能将多只电抗器串联，提高回路电感量；

提高励磁变压器的输出电压；

干燥处理被试品，提高被试品的绝缘强度，减少回路的有功损耗；

如果上述操作全部处理完后，依然不能解决问题，请和高试厂家联系，不可自行拆卸仪器！

串联谐振的种类

 

    （1）串联谐振

 

    此模型在被试品电流能够满足试验要求而电压未能满足试验要求时采用，试验中通过试品和电抗器串联谐振达到所需电压，以减小试验设备的容量，从而减少试验设备的体积。

 

    （2）并联谐振

 

    此模型在被试品电压能够满足试验要求而电流未能满足试验要求时采用，试验中通过试品和电抗器并联谐振达到所需电流，以来减小试验设备的容量，从而减少试验设备的体积。

 

    （3）串并联谐振

 

    此模型在被试品电压电流都未能够满足试验要求时采用，试验中通过试品和电抗器串并联达到所需的电压和电流，以来减小试验设备的容量，从而减少试验设备的体积。

 

    谐振电源在电力系统应用中的优点

 

    （1）所需电源容量大大减小。通过谐振电抗器和试品电容谐振，串联谐振电源可输出较高电压和较大电流，仅需要提供系统消耗的有功功率，因此，对比传统电源试验用电源功率仅为试验容量1/Q。

 

    （2）设备的重量和体积大大减少。串联谐振电源无需大功率的调压装置，以及常用的大功率工频试验变压器，而且，谐振励磁电源的容量仅为试验容量1/Q，体积也仅为传统试验装置1/3~1/5，因此谐振电源，具有重量轻，体积小等优点。

 

    （3）改善输出电压的波形。作为谐振式滤波电路，谐振电源，可很大程度上减小输出电压波形畸变，得到良好的正弦波形，有效防止谐波峰值造成试品误击穿。

 

    （4）防止大的短路电流烧伤故障点。与并联谐振或者试验变压器方式相比，串联谐振方式下，若试品的弱绝缘点被击穿，电路则立即脱谐，回路电流马上降低为正常试验电流的1/Q，仅为并联谐振或者试验变压器方式下击穿电流的几十分之一，并且此时击穿电流是短路电流的数百倍。所以，串联谐振是有效寻找弱绝缘点的方法之一，且不存在短路电流过大导致故障点损坏的问题。

 

    （5）不会出现任何恢复过电压。当试品被击穿时，由于谐振条件不再满足，高电压立即消失，电弧也即刻熄灭。此外，由于恢复电压的再建过程很长，电源容易在再次升高至闪落电压之前断开，整个能量积累过程存在间歇震荡，电压的恢复过程场，因此，不会出现任何恢复过电压。