中试控股技术研究院鲁工为您讲解：10kv高压电缆交流耐压试验机

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
ZSBP-44kVA/44kV变频串联谐振耐压试验装置主要功能及特征
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。
特点：

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，中试控股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。

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，而用并联谐振或者试验变压器做耐压试验时，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。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。

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。 

ZSBP-44kVA/44kV变频串联谐振耐压试验装置容量验证

装置容量定为44kVA，分两节电抗器，电抗器单节为22kVA1A

试验时设备组合方式

组合方式

被试品对象     电抗器选择

（22kVA/22kV两节）    激励变压器

输出端选择     试验电压(kV)

10kV/300mm2电缆1km         使用电抗器两节并联     1.5kV        ≤22kV

10kV开关等电气设备    使用电抗器两节串联     3kV  ≤42kV

如何选择合适的变频串联谐振耐压试验装置？
为了选对规格，请提供以下技术参数
1、电力变压器：电压等级，大容量，试验性质（中性点耐压或全绝缘耐压）单相对地电容量；
2、电力电缆：电压等级，大长度，截面积；
3、发电机、电动机：电压等级（出口电压或称工作电压），试验电压（耐压值）单相对地电容量范围（如0.2-0.55uF等）；
4、开关、绝缘子、PT、CT、绝缘工器具、母线：电压等级（或称工作电压）；试验电压（耐压值）；
5、CVT效验：电压等级或称工作电压，试验电压（耐压值）电容量范围（如0.005-0.02uF）。

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。

串联谐振在试验时需要注意些什么

串联谐振试验需注意以下几点：

1、试验时,试验相接高压源,高压引线需采用专用无晕引线,非试验相连同GIS外壳接地；

2、试验必须保证各气室SF6气体在额定压力下,并且充气压4小时后气体含量在合格范围内,GIS处于可运行状态,确认无误后方能试验；

3、试验加压前,确保GIS内的电压互感器拆除,电压互感器可以一起加压,但试验谐振频率必须大于100Hz、CT二次短路,避雷器连接处应断开；

4、试验电压在输出套管加入,套管芯子接高压源,套管金属法兰接系统专用地线；

5、试验时,试验系统各部件之间、试验系统与GIS壳体之间必须采用专用接地线,切不可利用现场接地排代替试验系统与GIS外壳之间的地线连接；

6、注意试验系统与现场电网之间采用一点连接,接地点必须位于分压器与试品之间的连线上。为了保证电缆安全可靠运行，有关的标准对电缆的各种试验做了明确的规定。主要试验项目包括：测量绝缘电阻、直流耐压和泄漏电流、交流耐压试验。其中测量绝缘电阻主要是检验电缆绝缘是否老化、受潮以及耐压试验中暴露的绝缘缺陷。直流耐压和泄漏电流试验是同步进行的，其目的是发现绝缘中的缺陷。但是近年来国内外的试验和运行经验证明：直流耐压试验不能有效地发现交联电缆中的绝缘缺陷，甚至造成电缆的绝缘隐患。所以现在的国标要求电力电缆要做交流耐压试验。

电力电缆串联谐振试验解决方案

电力电缆在投运前按《GB 50150-2016电气装置安装工程电气设备交接试验标准》进行试验。在试验前要充分的了解电力电缆的型号、长度和等级，这样才能初步估算电力电缆耐压的频率(注：L—电感，H;C—电力电缆电容量(见表2)和分压器电容量)和电流 I=2π f0 Cx U0 × 10 -6A(注：I—被试品电容电流，A ;f0—电源频率， Hz;Cx—被试品电容量，μF;U0—试验电压有效值即试验电压，V)。才能确定需要多少节电抗及是否需要带补偿电容。因为我们电力电缆耐压整套设备有10节电抗(每节电抗额定电压27kV)，1节补偿电容，估算出来后，也方便我们更高效的完成工作任务。

一般耐压谐振的在回路频率时，回路产生谐振，此时试品上的电压是励磁变高压端输出电压的Q倍。Q为系统品质因素，即电压谐振倍数，一般为几十到一百以上。先通过调节变频电源的输出频率使回路发生谐振，再在回路谐振的条件下调节变频电源输出电压使试品电压达到试验值。由于回路的谐振，变频电源较小的输出电压就可在试品CX上产生较高的试验电压。

一般我们进行电力电缆交流耐压，开始是采取串联谐振的方式进行试验。串联谐振耐压试验是利用电抗器的电感与被试品的电容实现串联谐振。试验工作过程是：根据前面粗略估算出的电流，当电流大于电抗额定电流时，我们就需要采用并联电抗，防止电抗器过负荷，长时间耐压损坏电抗器。当电流小于电抗额定电压是，就不需要并联电抗器。根据前面粗略估算的频率，看是否需要补偿电容。我们的变频操作箱是有自动或手动寻找频率，根据谐振时被试电缆上的电压找到谐振点，然后观察频率是否与我们估算的是否一致再确定是否需要补偿电容。确定好之后就可以开始试验，试验电压及时间。试验结束之后要对电缆充分的放电。串联谐振试验方法具有所需的电源容量小, 变压器电压等级需求低等优点,降低了现场进行特高压容性设备耐压试验对试验设备的要求,是现场试验过程中普遍采用的对电缆,开关,CT 等容性设备进行交流耐压的试验方法。现场一般采用变频的方式进行串联谐振试验,由于在改变电源频率时高压端电压会发生较大的不可控的变化,为了试验的安全 ,在试验时先在低压下将试验频率调节到谐振频率,然后再按照相关要求升高试验电压。随着串联谐振的广泛应用 ,生产串联谐振试验装置的厂家越来越多,试验装置的频率调节能力越来越强,现有的串联谐振装置在试验时基本能调节到完全谐振的状态。在串联谐振交流耐压试验时,往往采用电容分压器直接在高压端测量试验电压值,这种方法对测量设备的电压等级要求比较高 ,在需要精确测量时采用;此外, 有时候还会采用在最低一节电抗器高压端与地之间并联电容分压器的方法,以所测得的电压乘以串联电抗器的节数得到试验电压 ,本文把这种方法称为测量中间电压法 ,在现场试验中,电抗器及高压电晕损耗、试验仪器频率调节能力、电容分压器电容、试验变压器出口电抗以及试验回路杂散电容等因素会导致采用这种方法测量的电压与实际的试验电压之间出现偏差。

 迄今,国内外在现场串联谐振试验的试验设备参数配合等方面开展一系列的研究,对于现场采用的这几种测量方法的测量误差,一直未有相关的研究公布。本文主要结合现场试验的经验,以三节电抗器串联为例,分析了测量中间电压法的误差情况,以确定现场采用这种测量方法的可靠性 ,为现场试验提供参考。