中试控股技术研究院鲁工为您讲解：10kV电缆1.5公里交流耐压试验设备（串联谐振装置）

ZSBP-54KVA/54KV变频串联谐振成套试验装置

10kV/300mm2的电缆，长度1km，电容量≤0.378uF试验频率为30-300Hz,试验电压22kV。
35kV/300mm2的电缆，长度0.5km，电容量≤0.01uF试验频率为30-300Hz,试验电压52kV。

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：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。

ZSBP-54KVA/54KV变频串联谐振成套试验装置
技术方案
适用范围
1. 10kV/300mm2的电缆，长度1km，电容量≤0.378uF试验频率为30-300Hz,试验电压22kV。
2. 35kV/300mm2的电缆，长度0.5km，电容量≤0.01uF试验频率为30-300Hz,试验电压52kV。
中试控股系统主要性能及参数
1、电源电压：   220V±10%、50Hz；
  2、额定容量：  54KVA；
  3、输出电压：    54KV， 
  4、输出电流：   1A，2A，
  5、输出电压波形:  正弦波；
6、输出电压波形畸变率: ≤0.5% ；
7、允许连续工作时间：额定输出电流下持续运行时间为60分钟；
  8、输出频率范围:     30～300Hz ；
    9、品质因数:         ≥30
10、系统噪声:       ≤60db
11、系统测量精度:    1.0级
12、频率分辨率:      0.01Hz
13、频率不稳定度:    ≤0.05%  
14、环境温度：       -25℃～ +55℃  
相对湿度:       ≤90%
海拔高度:       ≤2000m
15、具备手动试验/自动调谐/自动试验模式。
16、具备大屏幕显示,可指示:输出电压(有效值)及输出频率等。
17、具备试验电压、时间、试验频率范围等试验参数设置功能。
18  具备过电压、过电流、过热保护功能。
19、具备闪络保护功能,在试品发生闪络时谐振回路失谐,电源立即停止输出,屏幕提示“试验失败”及相关信息。
20、具备各种数据打印功能。

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。

串联谐振试验，变频串联谐振装置包括：变频源，励磁变，电抗器，分压器，电容器，控制箱

 变频谐振耐压试验应是交流耐压试验，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，且大电流的工作电源在现场不易取得。采用串、并联谐振交流耐压试验设备，其输入电源的容量能显著降低，重量减轻，便于使用和运输

对于试验频率范围，国内外有四种看法：第一类是宽频范围(30-300HZ)；第二类是工频范围；第三类是接近工频；第四类是超低频。

  根据国际大电网会议GIGRE的研究，得出频率30-300HZ范围内，交联聚乙烯电缆内部几种典型绝缘缺陷的击穿特性没有明显的差别，是可信的，得到了普遍的采用，这种交流电压可以重现与运行工况下相同的电场，并已证明是有效的方法，如江西电网电力设备预防性试验规程就推荐30-300HZ的谐振耐压试验。

  串联谐振耐压试验室利用电抗器的电感与被试品电容实现串联谐振，这已经成为高电压试验的新的方向和潮流，在国内外得到了广泛的应用。

  串联谐振有调感式和调频式两种：调感式采用可调节铁心气息的电抗器，通过调节电感量，使回路处于工频谐振状态，其缺点是噪音大，机械结构复杂，设备笨重，搬运困难。

 调频式采用固定电感电抗器，通过调节励磁电源的频率使其与试验回路的固有频率相同，串、并联回路达到谐振状态，从而在试品上产生高电压或相对的大电流，达到试验对试品耐压试验的目的，其特点是试验设备体积小，重量轻，品质因素高，使用方便。

  变频谐振试验装置是利用无功补偿原理,在完成发电机、电缆以及GIS组合电器的耐压试验是只需要较小容量和较低电压的试验电源就可以成功完成.同时,该试验装置还可用于变压器、电流、电压互感器等的现场试验.这种试验方法安全可靠,并能有效地检出有绝缘缺陷的电气设备.

       1 变频谐振试验的原理

       变频谐振试验的原理是利用组合设备的等效电容和已知电感量的高压电抗器构成串联回路,通过变频电源调节试验电源频率使电路达到串联谐振.这时,电容器和电抗器的无功功率平衡.

       2 变频谐振系统的组件

       2.1 控制系统

       控制系统是变频谐振系统的心脏模块,它包含了所有的电子及控制模块.所有的模块放在一个控制柜中,操作屏在控制柜的上方,操作人员可以控制所有的功能、读取新的测量值(电压、频率、电流等)、观察系统的运行状态.三相桥式连接变频器的作用是将三相主电源电压转换成为可调幅方波电压,通过主回路开关取得三相线电压传送到6脉冲转换器整流,然后提供给电容组.方波输出电压由转换桥以需要的输出频率产生,输出电压的有效值通过调整脉冲宽度实现无级可调.所有的控制信号由微处理器产生,系统产生一个预设频率,或者自动将输出频率调整到谐振频率.高压系统根据操作人员的设置自动进行调谐,控制升压、耐压时间和关机.还可以通过设备的RS232接口与外部计算机联接,从而控制整个系统进行自动测量.

       2.2 励磁变压器

       励磁变压器的作用是将控制单元的输出变成谐振回路的输入.其一次线圈和控制单元相连,二次线圈则取决于高压回路的品质因数的期望值.励磁变压器可以做在电抗器的内部,或者做成独立单元.

       2.3 高压电抗器

       在谐振频率下,电抗器与负载将励磁方波电压变成理想正弦波.高压电抗器的参数选择必须充分考虑到试品功率和频率范围.

       2.4 多级组合型电抗器

单级电抗器组合后可以满足回路的优配置,保证输出电压和频率范围,每级电抗器的电压等级可以单独确定.这种电抗器的优点是组合方便、便于运输,缺点是运行工况时间短.箱式电抗器是专门为电缆现场试验设计的,为油浸式,自然冷却电抗器.可以采用电容式瓷套管输出,也可以采用电缆终端式回充SF6输出.输出的标准电缆成为系统的基本负载,与待测电缆的终端头相连.

       2.5 电压测量系统、耦合电容器和基本负载

       电压测量系统包括一个分压器和一个峰值电压表,电压表安装在控制柜中,电压值在操作屏上显示.分压器也可以当作耦合电容器和基本负载使用.在多级组合电抗器中,分压器是独立单元,而在SF6绝缘和箱型电抗系统中,分压器已经安装到电抗器中.

       2.6 试验参数

       试验参数主要包括:①试品的等效电容C:这个参数主要依靠经验的积累,或通过生产厂家获得;②试验用电抗器的电感量L:原则是选择使谐振频率在30～300Hz;③回路的谐振频率f:根据f=1/(2πlc)计算;④试验电流I:根据I=ωCU计算;⑤试验电压U:电压值的大小根据试验规程具体确定.

       3 变频谐振系统的应用和优点

       3.1 应用

       变频谐振系统应用,具体情况如下:①新安变、龙古变、官田变GIS的耐压试验;②110kV新安变、七里变、丰城变、洛舍变、西山变、高林变、前村变、塘南变等多座变电所主变的耐压试验;③织里变2公里长的10kV电缆耐压试验;④塘桥变、长超变35kV电容器电缆耐压试验;⑤横街变主变电缆共计12根一次完成;⑥青山变35kV压变耐压.