中试控股技术研究院鲁工为您讲解：10KV交联聚乙烯电缆交流耐压试验装置

ZSBP-270kVA/108kV变频串联谐振试验装置

35kV/300mm2电缆2km的交流耐压试验，电容量≤0.389uF，试验频率30-300Hz，试验电压52kV，试验时间60min。
10kV/400mm2电缆5km的交流耐压试验，电容量≤2.1uF，试验频率30-300Hz，试验电压22kV，试验时间5min。
35kV开关柜、互感器、母线母盘的交流耐压试验，试验频率30-300Hz，试验电压95kV，试验时间1min。

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。

220KV串联谐振交流耐压装置可以做什么? 
变频串联谐振成套耐压试验装置适用于大容量，高电压的电容性试品的交接和预防性试验；

主要针对220KV及以内的电力电缆、变压器、断路器/开关、开关柜、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、变电站系统的交流耐压试验。

装置主要技术参数及功能：
1. 额定容量：270kVA；
2. 输入电源：单相220或三相380V电压，频率为50Hz；
3. 额定电压：27kV；54kV；108kV
4. 额定电流：10A；5A；2.5A
5. 工作频率：30-300Hz；
6. 装置输出波形：正弦波
7. 波形畸变率：输出电压波形畸变率≤1%；
8. 工作时间：额定负载下允许连续60min；过压1.1倍1分钟；
9. 温 升：额定负载下连续运行60min后温升≤65K；
10. 品质因素：装置自身Q≥30(f=45Hz)；
11. 保护功能： 对被试品具有过流、过压及试品闪络保护(详见变频电源部分)；
12. 测量精度：系统有效值1.5级；
串联谐振工作环境：
1. 环境温度：－100C –50 0C;
2. 相对湿度：≤90%RH;
3. 海拔高度: ≤1000米；
简易读懂：变频串联谐振耐压试验装置可以做什么?
变频串联谐振成套耐压试验装置适用于大容量，高电压的电容性试品的交接和预防性试验，主要针对电力电缆、变压器、断路器/开关、开关柜、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、变电站系统的交流耐压试验，对被测试品做承受过电压预防交流试验和交接交流试验。
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

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。

组合配置方案

对象1：10kV/300mm2电缆3km；电抗器组合方式：电抗器六节并联；励磁抽头选择：4kv；试验电压：≤22kV。

对象2：110kV及以下电压等级GIS；电抗器组合：电抗器六节串联；励磁抽头选择：16kv，试验电压：265kv。

对象3：35kV及以下电压等级GIS；电抗器组合：电抗器三节串联；励磁抽头选择：4kv，试验电压：95kv。

 在电阻（R）、电感（L）及电容（C）所组成的串联电路内，当容抗XC与感抗XL相等时，即XC=XL，电路中的电压U与电流I的相位相同，电路呈现电阻性，这种电路特征即谐振电路，当电路发生串联谐振时电路的阻抗Z=√R^2+(XC-XL)^2=R，电路中总阻抗最小，电流最大。

串联谐振电路阻抗计算

 串联谐振电路阻抗计算

串联谐振电路电流和电压同相位时，即感抗==容抗，电路中电流最大，产生谐振条件。

电路中阻抗最小即：Z=R+jXL-jXC=R

 串联谐振电路电流计算

设：谐振电路功率因素为1：

 功率因素计算

串联谐振电力中谐振频率计算

 谐振频率计算

谐振电路产生谐振条件时，与电阻无关，可调节试验电源频率，电感L和电容C，即可找到谐振频率点。

串联谐振电路中Q值计算公式

 串联谐振电路中Q值计算公式

品质因数是衡量谐振电路的整体质量，Q值越高，品质越好，可取范围10~100之间，根据不同试品取值不同，串联谐振装置取值一般在36~50之间。

串联谐振电路总结

谐振电路的运用主要是在原理上难以理解，通过电路公式的推算是完全可以将试验结果得出，交叉的就是电阻，电容和电感三个电参量，从而实现了只需要调节频率、电容或电感就能达到谐振的目的，完全无需考虑电阻，现阶段关于谐振电路的测试设备是集成芯片控制，将原理的计算方法，公式在生产过程中依据设计方案写入存储中，不需要再通过复杂的计算就可以轻松得到试验的结果值。

串联谐振电路典型产品案例

上图串联谐振装置，现场是通过调节电抗的连接方式，实现了主变的交流耐压试验，控制部分为改变输出频率，红色部分是电抗串联，如果对于部分测试对象，同样可以调节电容量。

电缆串联谐振耐压装置主要功能

（1）全系调频系列产品是由嵌入式触摸屏控制，操作简单，皮实耐用。

（2）自动扫频，寻找谐振点，频率范围20~310Hz，全频扫描仅需45秒，相比同行业频率更宽，速率更快。

（3）多模态操作方式，完全满足自动 / 半自动 / 手动试验，用户自由选择试验程序，系统自动按设置的程序完成试验过程。

 （4）自动试验时，自动跟踪系统的谐振状态，当谐振状态发生变化，超过设置的区域时，系统自动跟踪谐振点，在整个过程中保证系统工作在最佳状态，调频时同时绘制频率电压曲线，直观显示。

（5）耐压时自动跟踪一次电压，当压降超过额定5~8%时，电压自动补偿。

（6）全压输出保护，在调压过程中严格保证变频电源不会全电压输出，软件经过严格模拟运行检验，运行安全、稳定、可靠。

（7）试验完成数据自动储存，并支持外部储存器，支持数据查询，数据导出等。

（8）液晶显示屏可显示电压，电流，频率，耐压时间，过压保护，第一阶段等相关参数。

（9）独立设计结构，变频电源内部结构及其各元器件经过反复颠簸测试，预防颠簸结构松动，变形等现象。

（10）保护功能：

闪络保护：具有断电、过流、过压及闪络保护功能；

过电压保护：可人工设定过电压保护值；当整套装置的输出电压达到保护整定值时，自动切除整套装置；

过电流保护：可人工设定过电流保护值；当整套装置的输出电流达到保护整定值时，自动切除整套装置；

击穿保护：具有放电或闪络保护功能，当高压侧发生对地闪络时，自动切除整套装置。不会对试验设备和人身造成伤害，变频电源内电子元件不会击穿；

断电保护：试验电源断电后，装置能快速保护。