中试控股技术研究院鲁工为您讲解：6KV交联聚乙烯电缆交流耐压试验标准装置

ZSBP-108KVA/108KV变频串联谐振耐压试验装置

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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

ZSBP-108KVA/108KV变频串联谐振耐压试验装置
一、介绍
执行标准：DL/T 849.6-2016，DL/T 474.4-2018《电力设备专用测试仪高压谐振试验装置》
作用：对被测试品做承受过电压预防交流试验和交接交流试验
可以完成交流被测试品：电力电缆、变压器、断路器/开关、开关柜、隔离开关、避雷器、电压互感器、电流互感器、套管、支柱绝缘子、电抗器、母线、隔离开关、输电线路、发电机、电动机、熔断器、电容器、接触器、配电箱、绝缘材质、变电站系统等各种被试品的预防交流试验和交接交流耐压试验
电源：采用220V及380V两种
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
二、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
国内一些研究机构认为，交联聚乙烯电缆的直流耐压试验中，由于空间电荷效应，绝缘中的实际电场强度可比电缆绝缘的工作电场强度高达11倍。交联聚乙烯绝缘电缆即使通过了直流试验不发生击穿，也会引起绝缘的严重损伤。

其次，由于施加的直流电压场强分布与运行的交流电压场强分布不同。直流试验也不能真实模拟运行状态下电缆承受的过电压，并有效的发现电缆及电缆接头本身和施工工艺的缺陷。因此，使用非直流的方法对交联电缆进行耐压试验就越来越受到人们的重视。

同时，各种大型变压器的交流耐压试验，火力及水力发电机的交流耐压试验也定期进行。这些设备的试验要求的试验设备容量大，，通常情况下采用谐振的方法进行试验，但必须是在工频条件下或等效工频条件下进行。

等效工频条件一般采用45—65HZ的频率范围，但是很多试验单位要求30-300HZ试验电源对这类设备进行交流耐压试验。

另外还有一种低频设备，0.1HZ的超低频设备耐压仪，他有一个弊端就是电压很难做到很高，在行业里推广使用一直没有得到用户的大面积认可。串联谐振装置的应用很快就得到市场的认可，他是真实模拟运行状态施加电压，能够很快的发现被试设备本身状态情况。

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

串联谐振频率计算公式

 

（2）电缆耐正试验

串联谐振频率计算公式

设GIS电容量(只含一个断路器间隔和两个分支母线）为 Cl（约为4000PF)，电缆电容量为C2(约为0.105 μF，按每0.14μF/km，共700 m 极限情况计算），测量用电容分压器选取4只3 000 PF/250 kV 标准电容，每只电容量为3000PF,4只标准串联组成分压器，则分压器电容量C3=3000PF/4=750PF,分压器耐压值为1000KVA，总电容量C为GIS对地电容量与分压器电容量的总和，即C≈C1+C2+C3≈4000PF+0.105μF +750PF ≈110hF。

经计算 ，谐振耐压设备各项参数皆能满足试验要求。

3.3   试验程序

串联谐振试验加压过程示意图

第一次加压施加电压为318kV ,时间5min，分别由电站6号出线回路的GIS室出线侧A 、B 、C 三相套管注入高电压。对整台GIS进行老炼试验，非加压相短路并接地，加压相各电流互感器二次侧处于短路并接地状态。电压互感器二次侧一点接地，加压相各断路器、隔离刀闸处于合闸位置，加压相各接地刀闸处于分闸位置。如图3所示 。

 第二次加压不带高压电缆 、母线和分支母线上的 电压互感器。第一阶段施加电压为 318 kV ，时间5 min , 第二阶段施加电压为 476 kV ，时间1 min ，以考察GIS 是否能经受 476 kV 电压 （以备在第三次至第八次带有电缆加压时若发生击穿 ，判断是GIS还是电缆击穿），如图4 所示 。

串联谐振试验加压过程示意图

第三次从 1号线路经5012断路器间隔加压到1号机出线高压电缆（断开50ll和5013断路器）。第一阶段电压为318 kV，时间5 min，第二阶段电压为476 kV，时间15min，如图5 所示。

串联谐振试验加压过程示意图

根据瀑布沟电站主接线方式，将对整个开关站GIS设备分别从各出线侧共进行10次加压试验，以便对各主回路每一部分都进行耐压试验 。

3.4 试验成果

在试验过程中如果发生击穿放电，则应根据放电能量和放电引起的各种声、光、电、化学等放电效应，以及耐压试验过程中进行的其它故障诊断技术提供的试 验成果进行综合判断。遇有放电情况，可采取下列步骤：

（1）施加规定的电压，进行重复试验：如果设备或气隔还能经受，则该放电是自恢复放电；如果重复试验电压达到定值和规定时间时，则认为试品合格。否则按（2）项进行。

（2）设备解体，打开放电气隔，仔细进行内部各部 位的绝缘检查。在采取必要的恢复措施后，方可进行下 一次规定耐压试验 。

只有GIS的每一部件均已按选定的完整试验程序试验，电压元击穿放电，才认为整个GIS 通过试验。

4 经验及体会

对于电容量较大、试验电压较高的试品，一般采用串联谐振耐压装置进行试验；当其配合变频电摞柜使用时，调整频率使其谐振，试验是非常方便、有效。大量现场试验证明，它不仅体积小、重量轻、装拆方便而适合现场使用，而且具有输出电压波形好、所需电源容量小，还具有试品闪络时无过电压、破坏性小的优点。这样，既可保证试验装置本身的安全，又可避免被试品因闪络击穿而使缺陷扩大 。

交流耐压谐振装置主要针对220KV及以下变电站一次电气设备交流耐压试验设计制造。可按规程要求满足变压器、GIS系统、SF6开关、电缆、套管等容性设备交流耐压试验。既可满足高电压、小电流的设备试验条件要求，又可满足低电压、大电流的设备试验条件要求，具有较宽的适用范围，是地、市、县级高压试验部门及电力承装、修试工程单位理想的耐压设备。

谐振交流耐压装置主要由变频控制电源、激励变压器、电抗器、电容分压器组成。其中变频控制电源采用进口专用的SPWM数字式波形发生芯片，频率分辨率为16位，在20——300Hz时频率细度可达0.1Hz，同时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，确保谐振装置仪器稳定和安全。