中试控股技术研究院鲁工为您讲解：电缆浸水耐压试验装置

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。

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。

统配置及具体参数
1、变频控制电源6KW                1台
a) 变频控制电源采用高压耐压试验专用变频电源,采用一体化设计,控制电源本体具备调频、调压、控制、保护等功能。
b) 额定输出容量:  6KW
c) 工作电源:      交流220V、50Hz 。
d) 输出电压:      0～250V可调。
e) 输出电压不稳定度≤0.05%
f) 最大输出电流:  24A
g) 输出波形:正弦波,      波形畸变率:≤0.5%
h) 频率调节范围:  30～300Hz
频率调节分辨率: 0.001 Hz
i) 连续运行时间: 大于1小时
j) 噪声水平:≤ 60dB
k) 变频电源采用高性能专用微机控制电压、频率调节
l) 变频电源配备专用引线和插头与其他设备进行连接。
m) 保   护 ：具有过压、过流、过热、放电保护功能。
n) 具备手动试验/自动调谐/自动试验三种模式,并可任意切换。 
具备大屏幕显示,可指示:输出电压(有效值)及输出频率、励磁电流、励磁电压、试验时间等。
具备试验电压、时间、试验频率范围等试验参数设置功能及各种数据打印功能。
  O) 重   量： 16Kg   
2、 中试控股励磁变压器6KVA            1台
a) 额定容量:    6KVA
b) 输入电压:    250V
c) 输出电压：   1.75KV；3.5KV；
d) 工作频率范围： 30～300Hz
e) 连续运行时间: 大于1小时
f) 电压比测量误差: 小于1%
g) 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。
  h) 重   量：    40Kg ;
3、高压电抗器 DK-27/27      2台
a) 额定容量：   27KVA
b) 额定电压：   27KV
c) 额定电流：1A
e) 品质因素：  Q≥30 
f) 结    构： 干式；
    g)  重    量： 35Kg/台
h) 连续运行时间：≥ 1小时
4、 电容分压器   60/0.003              1台
a) 额定电压：    60KV
b) 工作频率：    30～300Hz
c) 分 压 比：    1000：1  
d) 分压比误差：  ≤1%,
e) 测量精度：    交流有效值1.0级
f) 介质损耗：    tgδ≤0.5% ;
g) 重    量：    10Kg
h)高﹑低压臂的电容采用一致的介质结构,温度系数小,角位移小,在30-300HZ内分压比不变。

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。

一般应考虑以下几个因素： 
1、在被试品上可能产生过电压的数值、持续时间及其次数。如被试品遭受较高过电压的可能性极小，则可不必采用过高的试验电压；如被试品（如直接与架空线连接的发电机）可能遭受到较高的过电压时，则应适当提高试验电压的数值。 
2、电气设备设计时采用的绝缘水平。
3、设备绝缘的状况。设备在运行中由于各种条件的影响，使绝缘逐步劣化，绝缘性能下降，故在确定试验电压时，应考虑到绝缘损伤的程度和运行年限。例如，运行中设备的试验电压应为出厂时的75%~90%。

结论

因串联谐振试验装置的体积、重量和所需要的电源容量远低于采用传统的试验变压器,大大减轻了现场试验的工作量;同时谐振装置具有组合方式灵活,对试品的破坏小等优点。因此,串联谐振试验装置将在电力设备交流耐压试验工作中获得越来越广泛的应用。

 变频串联谐振装置主要针对10kV及以下电缆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。广泛用于电力、冶金、石油、化工等行业，适用于大容量、高电压的电容性试品的交接和预防性试验。 

1、所需电源容量大大减小。变频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。变频串联谐振电源中，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1/3-1/5。

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。

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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，串联变频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。

 

近年来，采用变频串联谐振原理进行交流耐压试验，是变电站高压设备绝缘检验最常见的试验方法，这种试验装置（代表型号ZSBP-108kVA/108kV变频串联谐振）得到广泛的应用。本文希望通过总结串联谐振试验过程中遇到的常见问题，从而分析原因、得到常见问题的解决方法。

        ZSBP-108kVA/108kV串联谐振试验常见的问题有哪些呢？

        1、变频源主机找不到谐振点。

        2、变频源主机复位。

        3、装置Q值偏低，即电压升不上去，或升不高。

        4、供电电源跳闸。

        ZSBP-108kVA/108kV串联谐振试验装置的构成及特点

        ZSBP-108kVA/108kV串联谐振装置是运用串联谐振原理，使回路产生谐振电压加到试品上，串联谐振装置目前分为变频式和调感式两大类。

        ZSBP-108kVA/108kV串联谐振装置主要由变频源（变频式）、高压电抗器、可调式电抗器（调感式）、电容分压器、激励变压器等几部分组成。广泛用于电力电缆、电力变压器、水力发电机、GIS等大容量，高电压的电容性试品的交接和预防性试验！

        ZSBP-108kVA/108kV串联谐振装置具有需求电源容量小、设备重量体积小、改善输出波形、防止短路电流烧伤、不会出现恢复过电压等优点。完全满足GB50150-2006以及DL/T849.6-2004标准中各项指标的要求。

 

图1、串联谐振成套试验装置

        工作中常见的解决方法

        1．变频源主机找不到谐振点。

        原因：

        1） 系统谐振点在主机的输出频率范围之外；

        2） 系统接线错误；

        3） 系统未可靠接地；

        4） 高压采样反馈信号开路或连接不可靠；

        5） 试品有故障。

        排除方法：

        1）检查接地装置可靠，接地连接线是否有断开点；

        2）检查励磁变压器的高低压线圈的通断；

        3）检查每一只电抗器的通断；

        4）检查分压器的信号线的通断；

        5）检查分压器的高低压电容臂的通断；

        6）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．主机复位

        原因：主机供电电源波动；外界强磁场干扰；主机未可靠接地；

        3．装置Q值偏低，即电压升不上去，或升不高。

        现象：

        1）调谐曲线是一条曲线，有较低的尖峰；

        2）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：

        1）电抗器与试品电容量不匹配，没有准确找到谐振点；

        2）试品损耗较高，系统Q值太低；

        3）励磁变压器高压输出电压较低；

        4）高压连接线过长或没有采用高压放晕线。

 

图 2、串联谐振中试控股研发生产制造中心

        排除方法：

        1）将补偿电容器并接入试验回路，加大回路电容量；

        2）尽可能将多只电抗器串联，提高回路电感量；

        3）提高励磁变压器的输出电压；

        4）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；

        5）一般在设备较高电压输出时，采用高压放晕线，或将普通高压输出线改为较短的连线，一般不超过5米。

        4.电源跳闸。

        原因：合闸瞬间电流过大；谐振系统回路短路。

        排除方法：

        1） 更换更大电流的空气开关（或者短时脱开漏电保护）

        2） 检查谐振系统回路是否短路。

 

图3、串联谐振电缆耐压试验现场

        探究ZSBP-108kVA/108kV串联谐振试验常见问题及解决方式，由串联谐振生产厂家中试控股技术支持，中试控股多年专注电力试验，串联谐振优质品牌。串联谐振常见问题及解决方式技术交流

中试控股生产的调感式串联谐振具有过压、过流、零位启动、系统失谐(闪落)等保护功能，

        中试控股调感式串联谐振试验试验操作流程：（即找谐振点和升压过程）

        1、检查连接线并确认无误；

        2、接通电源：  湖北调感式串联谐振试验装置调压器控制台在上电后启动“电源开关”， “电源指示”灯亮，液晶点亮显示

        3、增加调压器输出电压：    一般增加20V到40V。

        4、调节电抗器间隙：（即找谐振点）   一般情况下，在上次试验结束后即本次湖北调感式串联谐振试验开始前，可调电抗器铁芯应该处在零间隙位置。开始按“增间隙”按钮，此时注意“试验电压”的数值，调节间隙过程中，试验电压伴随着铁芯间隙的增加而增加，（因为此时增加间隙是在逐渐接近谐振点，所以电压也随之增加）当试验电压增加到一“最大值”时，（即当在增加间隙的过程中，增加到某一点时，试验电压反而减小），此点即为“谐振点”。

湖北调感式串联谐振试验设备接线接线图

图1、调感式串联谐振试验设备接线接线图

 

        5、升压：   当“谐振点”找到以后，即可增加调压器输出电压到所需要加到被试品上的“额定试验电压”

        6、计时：   当试验电压升到所需值时，设置好“拨码时间继电器”，一般做发电机时间为1分钟；设置好后，按下“计时”按钮则开始计时。

        7、降压：   当耐压时间完成后，调压器则自动降压，试验完毕（此过程中，也可手动降压，即按住“降压“按钮即可）。

        8、铁芯回位： 当试验完毕后，必须将铁芯回落到“零间隙”即最低点位置，以保证在没有试验时，铁芯机械传动杆不受力。