中试控股技术研究院鲁工为您讲解：6kV电缆预防性试验装置

ZSBP-22kVA/22kV 变频串联谐振耐压试验装置

10kV/25mm2电缆1km交流耐压试验，电容量≤0.1576uF，试验频率30-300Hz，试验电压22kV，试验时间5min。
10kV/120mm2电缆0.6km交流耐压试验，电容量≤0.1562uF，试验频率30-300Hz，试验电压22kV，试验时间5min。
10kV/300mm2电缆0.5km交流耐压试验，电容量≤0.1877uF，试验频率30-300Hz，试验电压22kV，试验时间5min。
10kV/630mm2电缆0.2km交流耐压试验，电容量≤0.102uF，试验频率30-300Hz，试验电压22kV，试验时间5min。

参考标准：DL/T 849.6-2016，DL/T 474.4-2018

变频串联谐振试验装置：ZSBP系列变频串联谐振耐压试验装置，中试控股采用调节电源频率的方式，使得电抗器与被试电容器实现谐振，从而在被试品上获得高电压大电流，因其所需电源功率小、设备重量轻体积小在国内外得到了广泛应用，是当前高电压试验的新方法和潮流。

交流耐压试验是电力设备绝缘强度有效和直接的方法，是电力预防性试验的一项重要内容。 此外，由于交流耐压试验电压一般比运行电压高，因此通过试验后，设备有较大的安全裕度，因此交流耐压试验是电力设备安全运行的一种重要手段。一般变频串联谐振试验装置来进行交流耐压试验。  
试验电压的确定交流耐压试验中，关键的问题就是正确选择试验电压的数值，一方面要求能保证绝缘水平，另一方面要考虑因试验电压过高而引起的绝缘劣化。

警 告！
禁止带电拔插测试线，您在插拔测试线、电源插座时，会产生电火花，小心电击，避免触电危险，注意人身安全！
高压危险！操作此电源或谐振系统的人员必须具备高压专业技术人员资格。
1． 查看或拆接试验回路连线时，必须断开设备电源，         严禁设备带电时查看或拆接试验回路连线。否则可能造成人员伤亡事故。
2． 操作人员必须熟读操作手册了解操作注意事项后，严格按照操作手册进行操作。
3． 通电试验前必须检查所有试验连线正确，尤其是接地端子必须良好接地。
安全要求
请阅读下列安全注意事项，以免人身伤害，并防止本产品或与其相连接的任何其它产品受到损坏。为了避免可能发生的危险，本产品只可在规定的范围内使用。
只有合格的技术人员才可执行维修
—防止火灾或人身伤害！
使用适当的电源线：只可使用本产品专用、并且符合本产品规格的电源线。
正确地连接和断开：当测试导线与带电端子连接时，请勿随意连接或断开测试导线。
产品接地：本产品除通过电源线接地导线接地外，产品外壳的接地柱必须接地。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

验证：

1、110kV/300mm长度0.5km电缆的交流耐压试验，电容量≤0.0735uF，试验频率30-300Hz，试验电压128kV，试验时间60min。

使用电抗器两节并联，则L=350/2=175H

2、35kV/300mm长度1km电缆的交流耐压试验，电容量≤0.1945uF，试验频率30-300Hz，试验电压52kV，试验时间60min。

使用电抗器两节并联，则L=276/2=138H

当回路发生串联谐振时,X1=Xc,Uc=U/RXc=U/RXL。其中XL为回路感抗,Xc为回路弯抗,U为励磁电压,Uc为试品承受电压。设谐振回路的品质因数为Q,则Uc=QU,即被试品上获得的电压为励磁电压的Q倍,被试品上获得的容量也为试验电源容量的Q倍,就实现了用低电压小容量试验变压器对大容量试品进行交流耐压试验的目的。

特征

变频串联谐振耐压试验装置，中试控股采用调节电源频率的方式，使得电抗器与被试电容器实现谐振，从而在被试品上获得高电压大电流，因其所需电源功率小、设备重量轻体积小，在国内外得到了广泛好评和应用，是当前高电压试验的新方法和潮流。

什么是串联谐振？ 
由于电力预防试验大多是对于大容量和高电压的电气设备，建议采用工频耐压进行绝缘性能的检测，也就是剔除了采用直流高压发生器对于电气设备绝缘性能检测的使用要求，虽两者都属于破坏性试验，但经过长期的研究，采用工频耐压的方式相对于直流耐压稳定性，安全性要好，由于电气设备的容量大，电压高，往往像油浸式试验变压器一类的工频耐压设备无法满足测试要求，在国内，为了达到这一目的，基本通过变频串联谐振来实现测量。 
变频串联谐振，“变频”在串联谐振电路中，通过调整可变的频率范围产生谐振条件，“串联”是指在整个电路中的链接方式，串联时，电压相加，电流不变，“谐振”是指的谐振电路，组合起来就是我们常说的串联谐振试验装置。
所需电源容量大大减小。串联谐振电源是利用谐振电抗器和被试品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，因此试验所需的电源功率只有试验容量的1/Q。
设备的重量和体积大大减少。串联谐振装置中，省去了笨重的大功率调压装置和普通的大功率工频试验变压器，而且，谐振激磁电源只需试验容量的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1/10-1/30。
有效改善输出电压波形。谐振电源是谐振式滤波电路，能改善输出电压的波形畸变，获得很好的正弦波形，有效防止了谐波峰值对试品的误击穿。

所需电源容量大大减小。串联谐振电源是利用谐振电抗器和被试品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，因此试验所需的电源功率只有试验容量的1/Q。
设备的重量和体积大大减少。串联谐振装置中，省去了笨重的大功率调压装置和普通的大功率工频试验变压器，而且，谐振激磁电源只需试验容量的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1/10-1/30。
有效改善输出电压波形。谐振电源是谐振式滤波电路，能改善输出电压的波形畸变，获得很好的正弦波形，有效防止了谐波峰值对试品的误击穿。

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。

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操作手册

目录:

苐一章 产品概述

第二章 75kVA/75KV/1A变频串联谐振试验成套装置主要技术参数

第三章 75kVA/75KV/1A变频串联谐振试验成套装置设备应用

第四章 变频电源详细使用介绍

第五章 变频电源通用说明

第六章 常见故障排除

第七章 相关资料

苐一章 产品概述

该装置主要针10kV电缆及以下电力主变压器、母线开关等所有电气主设备的交流耐压试验设计制造。电抗器采用多只分开设计，既可满足高电压、小电流的设备试验条件要求，又能满足象10kV电缆这样的低电压的交流耐压试验要求，具有较宽的适用范围，是地、市、县级高压试验部门及电力安装、修试工程单位理想的耐压设备。

该装置主要由变频电源、激励变压器、电抗器、电容分压器组成。

串联谐振在电力系统中应用的优点：

1、所需电源容量大大减小。串联谐振电源是利用谐振电抗器和被试品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普通的大功率工频试验变压器，而且，谐振激磁电源只需试验容量的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1/10-1/30。

3、改善输出电压的波形。谐振电源是谐振式滤波电路，能改善输出电压的波形畸变，获得很好的正弦波形，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，短路电流与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。

5、不会出现任何恢复过电压。试品发生击穿时，因失去谐振条件，高电压也立即消失，电弧即刻熄灭，且恢复电压的再建立过程很长，很容易在再次达到闪络电压前断开电源，这种电压的恢复过程是一种能量积累的间歇振荡过程，其过程长，而且，不会出现任何恢复过电压。

我公司调频谐振装置主要功能及其技术特点：

1、装置具有过压、过流、零位启动、系统失谐(闪络)等保护功能，过压过流保护值可以根据用户需要整定，试品闪落时闪落保护动作并能记下闪络电压值，以供试验分析。

2、整个装置单件重量很轻，*大不超过40kg，便于现场使用。

3、装置具有三种工作模式，方便用户根据现场情况灵活选择，提高试验速度。

工作模式为：全自动模式、手动模式、自动调谐手动升压模式、

4、能存储，存入的数据编号是数字，方便的帮助用户识别和查找。

5、装置自动扫频时频率起点可以在规定范围内任意设定，扫频方向可以向上、向下选择，同时液晶大屏幕显示扫描曲线，方便使用者直观了解是否找到谐振点。

6、采用了DSP平台技术，可以方便的根据用户需要增减功能和升级，也使得人机交换界面更为人性化。

第二章 75kVA/25kV×3/1A变频串联谐振试验成套装置主要技术参数

(一) 指生产厂家代码

(二) 75kVA/25kV×3/1A变频串联谐振试验成套装置技术指标

1.额定电压：

25kV---满足10 kV电缆的交流耐压试验;

50kV---满足10 kV变电站系统的交流耐压试验;

2.输出电压波形畸变率：<1.0%

3.允许连续工作时间：额定条件下一次性工作15分钟

4.装置自身品质因数：Q>50

5.火力发电机试验时满负荷下品质因数：Q>10(与负载相关)

6.电缆试验时满负荷下品质因数：Q>30(与负载相关)

7.主变压器试验满负荷时品质因数：Q>30(与负载相关)

8. GIS，开关等试验满负荷时品质因数：Q>50(与负载相关)

9.输入电源：单相220V或380V

10.频率调节范围：20Hz～300Hz

11.系统测量精度：1.5%

12.装置具有过压、过流、零位启动等保护功能

变频串联谐振耐压试验装置操作手册

(三)设备遵循标准

《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》 GB50150-2006

《高压谐振试验装置》 DL/T 849.6—2004

《电抗器》 GB10229.88

《电力设备预防性试验规程》 DL/T596-1996

《耦合电容器和电容分压器》 IEC358(1990)

(四)设备主要配置及技术参数说明：

1.变频电源1台：

额定功率：3kVA;

输入电压：单相220V或380V±10% 45～65Hz

输出电压：0～400V可调

输出电压频率：30～300Hz

0.1Hz步进可调

频率不稳定度≤0.02%

输出电流：0～7.5A

2. 高压谐振电抗器(共3台)：25kV/1A

额定工作电压：25kV

额定工作电流：1A

额定电感量：100H

连续工作时间：15min

温 升：小于60度

工作频率：30~300Hz

3. 激励变一台：

额定容量：3kVA

输入电压：200V/400V

输出电压：1kV/3kV,1kV用于10kV电缆以下耐压试验;3kV用于10kV变电站系统耐压试验;

4. 电容分压器一台：50kV纯电容式

自身电容量：2000pF

工作频率：30～300Hz

不确定度：1.5%

额定电压: 50kV/2000pF

5.测试线及附件壹套：

1) 内部连接线 1套

2) 使用说明书 1份

3) 试验报告 1份

变频串联谐振耐压试验装置操作手册

第三章 75kVA/25kV×3/1A变频串联谐振试验成套装置设备应用

(一)交联乙烯电缆的交流耐压

1、10kV电缆 300mm2 长度不大于1.5km，试验电压为21.75kV，试验频率为30Hz～300Hz

(1)电缆长度： 1.5km 截面积： 300mm2 对应的电容量范围为0.555μF,*高耐压试验值21.75kV

(2)谐振频率：1/6.28×√33.3×0.555×10-6=37Hz

37Hz下*大被试电容量时的试验电流：37×6.28×0.555×10-6×21.75×103=2.84A。

(3)选择设备：3kVA变频电源; 25kV/1A电抗器三台并联; 3kVA(1.2kV/2.4A)激励变; 50kV分压器;变频串联谐振耐压试验装置操作手册

3、电缆耐压时电抗器选用说明

(1)上述配置是按照*长电缆计算出的配置方案;

(2)对短电缆试验时，为了达到谐振，一般将三节电抗器串联(三节电抗器串联时，与50kV分压器的电容量可以自身谐振);

第四章 变频电源详细使用介绍

4.1.设备基本说明

4.1.1.电源：

将单相220V或三相380V直接与变频电源的“输入”连接，当电源为220V时，接输入A，C两相，当电源为380V时接A，B，C三相。

4.1.2.操作面板说明

电源开关：负责计算机部分的电源供给或断开。

复位：负载失谐、变频源过热以及其它保护动作后的故障复位。

停止：发生紧急情况的应急中断按键。

分压器信号：用于接入分压器低压臂，*大电压100V，输入阻抗 100M。

接地：用于系统安全接地。

液晶显示器：用于系统各参数、波形、菜单等的显示。

USB：用于上传试验数据。

输入：当电源为220V时，接输入A，C两相，当电源为380V时接A，B，C三相。

输出：变频电源输出至激励变压器输入。

4.1.3.接通电源

操作箱在上电后合上“电源开关”， 液晶点亮显示。

注意：仪器两侧开孔处的风扇在运行则表示表示仪器内部功率器件正常工作。否则表示仪器内部过热或上次试验时没有复位。此时应该切断电源，将仪器置于通风处静置1小时左右，待内部适当降低温度后再启动电源。

当风扇经常性的不启动时，建议立即与厂家联系。

当设备出现不可恢复性故障时，请不要自行拆卸仪器。

4.2.0. 触摸屏显示器：

调频电源的控制屏幕为全触摸屏，你只需要在屏幕上要操作的位置轻轻点击，即可以进行操作。

4.2.1.开机后，液晶的显示界面如图2所示。

图2 变频串联谐振耐压试验装置操作手册

自动试验：自动试验模式;

手动试验：全手动试验模式和半自动试验模式;

参数设置：各种试验参数的设置;

文件管理：查看和输出试验记录;

参数计算：电感，电容，频率之间的换算，已知两个量，可求出第三个 量;

4.2.2.试验参数设置：在每次试验前必须正确设置当次试验是的各种参数!

点击“参数配置”后，液晶的显示界面如图3所示。

起始频率：自动调谐时的开始频率，下限频率*高为20Hz，上限频率*低为200Hz。

终止频率：自动调谐时的结止频率，下限频率*高为200Hz，上限频率*低为300Hz，设置"起始频率"不可高于"终止频率"。当苐一次试验时建议采用30Hz～300Hz进行扫描。当已经知道大概频率范围时，可以选定在适当的频率段扫描，以减少试验时间。

起始电压：设置调谐时输出电压的初此值。

1. 对Q值较低的试品如发电机、电动机、架空母线，初此值设定为30～40V;

2. 对Q值较高的试品如电力电缆、变压器、GIS等，初此值设定为20V。

阶段试验电压，试验时间：设置耐压试验电压的*高值和耐压时间。

1."阶段试验电压",如没有分段耐压试验,只设置苐一阶段试验电压和苐一阶段试验时间,其它阶段试验电压及时间均设0;

2.如需要分段设置时，分别点击相应的试验电压、试验时间栏即可完成设置;

激励变变比：试验时选择激励变抽头电压与原边电压的比值。例如：4kVA/1.5kV/3kV/0.4kV激励变压器，当试验时选择激励变抽头为3kV，这时激励变比为3/4=7.5 变频串联谐振耐压试验装置操作手册

分压器变比：电容分压器的分压比。当分压器分压比为1000：1时，就输入1000;当分压器分压比为2000：1时，就输入2000。当分压器分压比是多少时，就输入多少。注意：如不是配套电容分压器时，电容分压器二次电压不能大于100V，超过100V显示不出电压。

自动调谐频率步进：自动试验时，自动扫频时的频率步进。自动试验时，一定要设置频率步进，否则自动试验时不扫频。频率步进可设置为2Hz以下，设置高了，找到的谐振点不是*佳谐振点，试验电压有可能升不上去。

电路电感，电路电容：当知道回路中电感，电容时，可设置此项，如不知道也可不设置，设置其中任意一项时，文档管理中记录数据可显示出另外一项的值，如不设置，就不显示此两项。

闪络保护：击穿时的保护电压。该值越设小，击穿保护越灵敏，有时可能误动作。一般情况下，当设备*高电压小于150kV时，设置为3kV;当设备*高电压小于150~300kV时，设置为5kV;当设备*高电压小于300~500kV时，设置为8kV;当设备*高电压小于500~800kV时，设置为12kV;此值为理论值，可根据现场需要自行设置。

过压保护电压：设置试验电压的极限值，电压超过时自动终止试验，保护试验设备和被试品。一般设置比试验电压高10%。

过流保护系数：设置变频电源输出电流的*高值，一般设置为100%。

短时间也可设置150%，主要是用于保护变频电源功率器件烧坏。

设置帮助：设置时一些提示帮助。

返回菜单：返回到主菜单，图2。

选择模式：当设置完试验参数时，不需返回到主菜单选择自动试验和手动试验，点击“选

对于厂来说：也使得人机交换界面更为人性化。终止频率：自动调谐时的结止频率，下限频率高为200Hz，上限频率低为300Hz，设置"起始频率"不可高于"终止频率"。当苐一次试验时建议采用30Hz～300Hz进行扫描。当已经知道大概频率范围时，可以选定在适当的频率段扫描，以减少试验时间。起始电压：设置调谐时输出电压的初此值。对Q值较低的试品如发电机、电动机、架空母线，对Q值较高的试品如电力电缆、变压器、GIS等，初此值设定为20V。阶段试验电压，试验设置耐压试验电压的高值和耐压时间。如需要分段设置时，激励变变比：试验时选择激励变电压与原边电压的比值。例如：4kVA/5kV/3kV/0.4kV激励变压器，当试验时选择激励变为3kV

厂 不会出现任何恢复过电压。试品发生击穿时，因失去谐振条件，高电压也立即消失，电弧即刻熄灭，且恢复电压的再建立过程很长，很容易在再次达到闪落电压前断开电源，这种电压的恢复过程是一种能量积累的间歇振荡过程，其过程长，而且，不会出现任何恢复过电压。变频串联谐振试验装置应由高压试验专业人员使用，使用前应仔细阅读使用说明书，并经反复操作训练。操作人员应不少于2人。变频串联谐振试验装置使用时应严格遵守本单位有关高压试验的安全作业规程。为了保证试验的安全正确，除必须熟悉本产品说明书外，还必须严格按国家有关标准和规程进行试验操作。变频串联谐振试验装置各联接线不能接错，特别是接地线不能接错。否则可导致试验装置损坏。变频串联谐振试验装置使用时，输出的是高电压或超高电压，必须可靠接地，注意操作安全。

厂在1990年代采用了新技术，新材料和新设备。具有输出功率大，体积小，重量轻的特点。具有0.75倍的可靠过电压，过电流和零位闭合保护功能。电压锁存功能配有时间继电器，可在测试中设置定时。厂易于携带，易于操作，安全可靠，特别适合于电力领域的现场测试。厂是电气调试领域中各个行业的必要设备，并且用于发电厂。变电站，电器制造厂，科学研究，实验室等，是短期或间歇性工作系统。具有体积小，重量轻，性能好，维修方便的特点。在拆箱和收货时，请检查主电路端子是否松动以及调节器电刷是否接触良好。长时间不使用时，使用500V兆欧表检查主电路对地的绝缘电阻，然后再使用。电阻应小于0.5兆欧。高电流厂的输入电压符合铭牌上显示的电压值(∽220V。

厂不允许正在试验时突然切断系统电源，每次试验时要退出正在试验状态，才可以切断电源。主机发生故障后，不要自行拆开机箱维修，否则后果自负。不要在高温、高湿、易燃、易爆和强磁场环境中存放、使用仪器。维护和保养请使用湿布和中性的清洁剂清洁仪器外壳，不要使用研磨剂和溶剂。在做试验前，应先检查仪器是否完好无损，各连接导线是否完好，确保电源输出，信号采样线缆稳妥连接，导通无阻。试验前要确保接线准确无误，尤其是地线回路，一定要安全接地。试验时，对试验现场要划安全区域，并置专人看守，杜绝闲杂人等靠近。

具有归零检测功能，可以在确定归零后进行测试，安全可靠。高电流厂超过设定的输出电流上限，电动机自动返回零，并发出声音和视觉。完善的软硬件抗干扰设计，多种抗干扰手段，适应恶劣的电磁环境。自动错断，易于发现和解决问题。可选的远程通讯，门联锁警告灯，厂类型包括发电机，高压发电机，高压发电机，便携式高压发电机，中频高压发电机，高频高压发电机。交流电和厂。厂采用高频倍压电路，采用PWM高频脉宽调制技术，闭环调节，并采用大电压反馈，大大提高了电压稳定性。请使用性能优良的大功率IGBT器件及其驱动技术，并根据电磁兼容性理论采取特殊的屏蔽，隔离和接地措施。厂由高质量，便携式制成，可以承受额定电压放电而不会损坏。