中试控股技术研究院鲁工为您讲解：220kV电力变压器串联谐振试验设备/电科院推荐

ZSBP-44kVA/44kV变频串联谐振耐压试验装置

11kV/300mm2电缆1km交流耐压试验，电容量≤0.3755uF，试验频率30-300Hz，试验电压28kV，试验时间5min。
10kV开关等电气设备的交流耐压试验，试验频率30-300Hz，试验电压不超过42kV，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。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。

ZSBP-44kVA/44kV变频串联谐振耐压试验装置主要技术参数
1.额定容量：44kVA
2.额定电压：22kV；44kV
3.额定电流：2A；1A
4.测量精度：系统有效值1.5级
5.工作频率：30-300Hz
6.装置输出波形：正弦波
7.品质因素：装置自身Q≥30(f=45Hz)
8.波形畸变率：输出电压波形畸变率≤1%
9.输入电源：单相220或三相380V电压，频率为50Hz
10.工作时间：额定负载下允许连续60min；过压1.1倍1分钟
11.温    升：额定负载下连续运行60min后温升≤65K
12.保护功能：过压、过流、零位启动、系统失谐（闪络）等保护功能
13.环境温度：－20℃-55℃
14.相对湿度：≤90%RH
15.海拔高度:≤3000米

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。
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%。
被试品是否被穿可按下述各种情况进行判断： 
1、根据试验时接入的表计进行分析，一般情况下，若电流表突然上升，则表明被试品击穿（过流继电器动作，自动跳闸）。但当被试品的容抗XC  与试验变压器的漏抗 XL之比不大于2时，虽然被试品击穿，电流表指示也不会发生明显的变化，有时还可能出现电流表指示反而下降的情况。 
若出现这种情况，应根据在高压侧的测量电压装置高压侧的电压，被试品若击穿，其电压表只是要突然下降，而在低压侧测量的电压表也要下降，但有时很不明显。 
2、根据试验控制回路的状况进行分析。若过流继电器整定值适当，则被试品击穿时过流继电器动作，电磁开关即跳闸。若整定值过小，可以在升压过程中因被试品的电容电流过大而使过流继电器动作而跳闸。 
3、根据被试品状况进行分析。试验过程中，如被试品发出响声、断续放电响声、冒烟、产生气体、有焦臭味、及燃烧等都是不能容许的，应查明原因。如查明这种情况来自被试品绝缘部分，则可以认为被试品存在问题或已确实被。 
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。
串联谐振试验前有什么条件？ 
试验前条件分析 
当我们拿到试验之后，我们要分析试验的主体是什么，比如：电力电缆、变压器、GIS组合器还是母线等等，针对不同的内容所施加的电压不一样，像同样是变压器，中性点接地和不接地的电压等级就不同，而且接线也不同，电压和容量直接影响串联谐振试验装置的配置方案，所说的配置方案也就是连接方式，串联方式、怎么串联以及串联几个等等。 
要想达到串联谐振的条件是当容抗等于感抗时，即可产生谐振的条件。 
串联谐振试验中控制逆变器的方法有调幅控制和脉冲调频控制两种。脉冲频率调制方法实现起来比较简单，可以在下面两种情况下使用。 
1 )如果负载对工作频率范围没有严格限制,这时频率必须跟踪,但相位差可以存在而不处于谐振工作状态。 
2 )如果负载的Q值较高,或者功率调节范围不是很大,则较小的频率偏差就可以达到调功的要求。 

变频串联谐振采用的是谐振原理，在系统回路中产生一定频率的电压与回路中的电容，电抗产生谐振，其电容（试品）两端产生谐振电压后，再进行升压，使电容两端的电压达到试验电压。

在发电机的交流电压的作用下，交流电流在电路中流动。串联电路的总电阻等于电容，电感和有源电阻的几何（矢量）总和。

在一般情况下，它包含有功和无功组件，即：

无功分量X 等于电感和电容电阻之差：

就其性质而言，电路的电抗X 可以是电容性或电感性的，具体取决于哪个电阻，线圈的电感性电抗或电容器的电容性电抗具有较大的值。

回路电流取决于发电机电压和回路阻抗：

电容器的电容 Xc和线圈的感抗XL取决于供电电流的频率：第一个随着频率的增加而减小，第二个随着频率的增加而增大。如上所示，在串联谐振电路中，电容和电感两端的电压相互抵消。

在这种情况下，电容性电阻和电感性电阻具有不同的符号：电感性电阻被视为正，而电容性电阻为负。

图串联回路电抗与发电机频率的关系

当发电机频率等于电路的谐振频率时，这些电阻在数值上相等。

当电容性电阻和电感性电阻相等时，在串联电路的电路中发生的模式称为 串联谐振模式 。

早些时候，获得了一个将谐振频率与谐振电路的电感和电容值联系起来的公式：

结果与电路的自由（自然）谐振频率的公式相同。

因此，谐振的条件是电源发生器的频率与电路的固有频率（自由谐振的频率）相等（一致）：

串联谐振电路和bai并联谐振电路的选du择特性具有相反的zhi性质。在图定性地给出了dao具有相同谐振频率和接近Q因子的串联和并联电路的输入电流/（ω）的频率依赖性。

串联谐振电路能够传递谐振频率和接近谐振频率的信号，并延迟其他频率的信号。并联电路会延迟谐振频率并接近频率，并且对于其余频率范围的信号是“透明的”。

类似于无线电工程中用于并行电路的串行电路的带宽，使用了阻带或陷波的概念。具有高Q因子的并联谐振电路称为抑制器。

所考虑的串联谐振和并联谐振电路是具有频率选择特性的最简单的谐振电路。为了获得更明显的

图谐振电路的输入电流/（ω）的频率依赖性的定性视图：

一个 保持一致，使用并行选择质量，并且在频率上包含电感耦合线圈的谐振电路（耦合电路）中使用更复杂的电路。

电力电缆试验一般可分为以下几步。

第一，在被试电缆两端设好围栏并有专人看护。

第二，测量电缆相位，确保电缆两端相位一致。

第三，先用5000V兆欧表测量，正常情况下新电缆阻值均在10000MQ以上。多芯电缆应分别测量每一芯线对其它芯线及外皮的绝缘电阻。外护套

及内衬层使用500V绝缘电阻测试仪测试其对地电阻。

第四，用变频串联谐振装置开始打耐压，每相时间一般为20分钟。

第五，试验完成后先把电压降下来再切断电源放电。

第六，用5000v兆欧表再测量一次绝缘，绝缘电阻不应有明显下降。串联谐振是bai指在电阻、du电感及电容所组成zhi的串联电路内，当容dao抗回XC与感抗XL相等时，即XC＝XL，电路中答的电压U与电流I的相位相同，电路呈现纯电阻性，这种现象称为串联谐振。串联谐振时电路中的总阻抗Z最小，并等于电阻R，这时电路中电流最大，电感上的电压等于电容上的电压，而且可能比电源电压大许多倍。所以串联谐振也称为电压谐振。