中试控股技术研究院鲁工为您讲解：ABB 10kv充气柜的交流耐压试验装置

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。

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。

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中试控股系统配置参数

(一)变频电源ZSXZ-4kW                                      1台

1)额定输出容量：4kW

2)工作电源：220/380±10%V（单/三相），工频

3)输出电压：0–400V

4)额定输入电流：10A

5)额定输出电流：10A

6)电压分辨率：0.01kV

7)电压测量精度：1.5%

8)频率调节范围：30–300Hz

9)频率调节分辨率：≤0.1Hz

10)频率稳定度：0.1%

11)运 行 时 间：额定容量下连续60min

(二)激励变压器ZSJL-3kVA

1)额定容量：3kVA

2)输入电压：0-400V

3)输出电压：1.5/3kV

4)结    构：干式

6)重    量：约35kg

(三)高压电抗器ZSDK-22kVA/22kV

1)额定容量：22kVA;

2)额定电压：22kV

3)额定电流：1A

4)电 感 量：110H/单节

5)品质因素：Q≥30 (f=45Hz)

6)结    构：干式

(四)电容分压器ZSFY-3000pF/50kV

1)额定电压：50kV

2)高压电容量：3000pF

3)介质损耗：tgσ≤0.5%

4)分 压 比：1000：1

5)测量精度：有效值1.5级

6)重    量：约8kg

(五)ZSBP-44kVA/44kV变频串联谐振耐压试验装置补偿电容器ZSBC-20000pF/40kV

1)额定电压：40kV；

2)高压电容量20000pF；

3)重量：8kg；

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%。

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。

在购买变频串联谐振试验装置中，我们经常会被问到Q值多少。那么这里的Q值是什么?变频串联谐振试验装置中Q值受到哪些影响?越高越好吗?

Q值是什么?

Q值受电压等级、工艺结构、材料性能等外部因素的影响，理论上Q值越大，单位电流变化内允许的频率偏移越小，频率选择性越高，Q值是衡量电感的主要参数，其计算方式为：Q=电感电容等储能器件携带的能量÷电阻的损耗功率。

变频串联谐振试验装置Q值受到哪些影响?

Q值的大小受综合因数的影响，比如制作工艺，原材料、材料性能等，例如，同样一个电感，如果其他参数不变，仅改变绕制电感导线的粗细，则导线粗的电感Q值要比导线细的电感Q值高，如果再在导线上镀银，则镀银导线所绕制的电感要比不镀银导线绕制的电感Q值高，很明显这就是工艺结构、原材料所带来的影响，对于串联谐振试验装置Q值来说，Q值越高，回路的损耗就越小，回路的效率就越高，通过Q值的大小也可以简单的判断产品的质量和效能，但不是决定串联谐振装置质量好坏的最终标准，Q值的提高往往受到一些因素的限制，如导线的直流电阻、线圈骨架的介质损耗、铁心和屏蔽引起的损耗以及高频工作时的集肤效应等。

Q值越高越好?

那么，我们购买变频串联谐振试验装置时到底要不要去衡量Q值呢?其实对于不太了解的客户可能认为“Q值高，产品就好”，Q值只是作为一个概念性的参考，Q值并不能代表性能好坏的唯一因素或者是绝对因素，比如，Q值过大可能会造成电感烧毁，电容击穿，电路振荡等现象，有些科技类型产品，选材和工艺都非常好，反而会想办法降低Q值，所以，Q值只是衡量电感效能的品质因数。

综上所述，我们应该清楚关注产品质量应该关注稳定性、创新度，这才是根本!

如何选择变频串联谐振厂家，现在世面上串联谐振的厂家有很多，如何选择串联谐振，可以从厂家的从业年限，产品应用案例，产品口碑等几个方面来做参考。

首先如何选择串联谐振：做不同的高压试验所需要的电压等级不一样，所以得根据自己的需求(电压等级、被试品)来制定不同的方案，一般来说，串联谐振厂家都会根据客户的需求来制定符合的技术方案。

变频串联谐振适合各种大型电力变压器、电力电缆、汽轮及水轮发电机及其它容性设备的交流耐压试验，这些试验所需要的电压等级都必须严格按试验规程定期进行。在工频条件下，由于被试品电容量较大，或者试验电压要求较高，对试验装置的电源容量相应的也有较高的要求，传统的工频耐压装置往往单件体积大，重量重，不便于现场搬运，而且不便于任意组合，灵活性较差，因此可以考虑串联谐振试验装置。

在串联谐振中，当电压源施加到电感器和电容器时，必须添加电阻器，因为串联谐振中的L和C等于短路，因此电压源不能短路。当电阻值恒定时，确定串联谐振电流。在功率方面，电感器和电容器的功率交替传输而不考虑损耗。当电容器放电时，电感器充电时电容器充电。

在恒压源并联谐振电源中，电感和电容的均方根电流是固定的，这只与电感和电容的大小有关;只有当电流源恒定时，增加电阻才能改变电感和电容的电流值。当条件恒定时，功率也是不变的，类似于串联谐振。

当电机串联电容形成串联谐振时，由于电机线圈的电阻存在，因此在固定电压下，电机线圈的电流在理论上趋于无穷大。因此，它不会趋向于无穷大，但也会大大超过额定电流。由于电机线圈的阻抗固定，电流增大，因此线圈两端的电压增大，励磁能量增加，功率增加，但由于电流很大，电机线圈容易烧毁。

对于并联电容器的并联谐振，由于电压源的存在以及电感和电容器两端的电压的存在，使得电感两端的电流是恒定的。然而，由于电容器的补偿，电压和电流的相位是相同的，这就增加了电源，即p=u*i*cos相位角。而平行共振在原则上使用的是一个电流源，它与这个源有点不同。由于电流源电流是恒定的，当电流源并联谐振时，L和C的两端是相当开放的，而电阻直接通过电流源电流，即流过电流源的电流增大。它增加了两端的电压，增加了L和C两端的电压，最终导致电流的上升。

为了适应具有大静电电容量试品的工频耐压试验需要，因此交流高压串联谐振试验设备就很有必要了。今天我们就分享一下利用串联谐振的工频耐压试验的特点分析!

利用串联谐振试验设备进行工频耐压试验的特点是：

(1)供电变压器T和调压器AT的设备容量小。这是因为上面曾分析过的，试品上的电压Uc=QUs。Us为高压供电电压，既然高压回路中流过的电流是一样大的，所以供电变压器和调压器的容量，在理论上可比试验所需容量小Q倍。

(2)串联谐振装置所输出的电压波形较好。这是因为仅对工频(基波)产生谐振，而对其他由电源所带来的高次谐波分量来说，回路总阻抗甚大.所以试品上谐波分量甚弱，试验波形就较好。

(3)若在试品耐压过程中，发生了闪络，则因失去了谐振条件，高电压立即消失，从而使电弧即刻熄灭。

(4)恢复电压之建立过程较长，很容易在再次达到闪络电压之前控制电源跳闸，避免重复击穿。

(5)恢复电压并不出现任何过冲(over shoot)所引起的过电压。

正因为上述(3)，(4)的特点，试品击穿后所形成的烧伤点并不大，这有利于对试品之击穿原因进行研究。由于以上的特点，这种装置使用起来比较安全，既不会产生大的短路电流，也不会发生恢复过电压。

下面我们将分析和说明上述的(4)，(5)两个特点。

如果第二次的闪络(重燃)出现在比第一次的耐压值略低的电压下，此时假设e的指数项衰减到5%左右，则nπ/Q≈3，即n≈Q。

由于谐振装置中Q值总是较大的，故n值也较大。所以在另一次闪络出现之前要经历几十个周期的时间，在此足够长的时间内，很容易将电源切断。

总之，利用串联谐振装置进行耐压试验是由局限性的，譬如不能用它进行外绝缘的湿闪及污闪试验。