中试控股技术研究院鲁工为您讲解：10kv电缆耐压试验报告装置

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。

变频串联谐振耐压试验装置组成部分：变频电源主机、激励变压器、电抗器、电容分压器、补偿电容器、测试附件组成。
元器件（纯进口）：功率器件：德国英飞凌，模块：日本富士IGBT，芯片：英特尔等

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

装置主要组成

1、变频电源  ZSBP-4kW

2、激励变压器       ZSJL-3kVA

3、高压电抗器       ZSDK-22kVA/22kV

4、电容分压器       ZSFY-3000pF/50kV

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。

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：

1、装置具有过压、过流、零位启动、系统失谐（闪络）等保护功能，过压过流保护值可以根据用户需要整定，试品闪络时闪络保护动作并能记下闪络电压值，以供试验分析。

2、整个装置单件重量很轻，便于现场使用。

3、装置具有三种工作模式：全自动模式、手动模式、自动调谐手动升压模式；方便用户根据现场情况灵活选择，提高试验速度。

4、能存储和异地打印数据，存入的数据编号是数字，方便识别和查找。

5、装置自动扫频时频率起点可以在规定范围内任意设定，扫频方向可以向上、向下选择，同时液晶大屏幕显示扫描曲线，方便使用者直观了解是否找到谐振点。

6、ZSBP-44kVA/44kV变频串联谐振耐压试验装置采用DSP平台技术，可根据用户需要增减功能和升级，人机交换界面更为人性化。

7、所需电源容量大大减小。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。

8、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。

9、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。

10、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。

11、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。

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。

串联谐振中系统配置要求

1.变频控制源

控制主要功能及说明

过压保护，失谐保护：本装置有电子式过压保护、失谐保护功能，避免试品不受过流和闪络伤害，且动作灵敏。

过流保护：系统装有电子式过流保护装置，此装置抗干扰能力强，并有动作迅速，避免试品不受到伤害，而且，它采用关断功率管的方式来切断输出，不直接切断电流，不会产生电弧。

自动寻找谐振点：在试验时，可以设定变频控制源自动/手动方式，自动方式，变频控制源将自动的找到谐振点。

自动升降压：在试验时，可以设定变频控制源自动/手动方式，自动方式，变频控制源将根据操作员设定的试验电压和试验时间自动的升压，到时间后自动降压并保存试验数据显示在显示屏上，根据用户的需要可以存入仪器的内存中永久保存。数据存储：根据用户的需要可以将试验数据存入仪器的内存中永久保存。

数据打印：根据用户的需要可以将试验数据打印出来。

温湿度显示：仪器可以显示试验环境的温度和湿度，以便用户分析数据。

变频控制源自身保护功能：过流、过压、过热、欠压等保护。

波形显示和分析：仪器具有波形显示功能，能观察高压输出的波形，并可以分析波形中的谐波成分。

2.激励变压器

容量要求：励磁变压器容量为10 kVA，输出电压为0～1000V/0～2500V,高压电流为10A/4A。

结构性能要求：激励变压器原、副边线圈按10 kV隔离水平设计，原边线圈与铁心和铁外壳处在同一电位上，副边线圈对原边线圈及地为高压隔离。激励变压器的输出端对地连接有压敏电阻器或氧化锌避雷器，激励变压器的结构型式为环氧浇注式，有3倍以上的绝缘裕度，这样可以有效地防止反击过电压和传递过电压对试验设备和人身的冲击。

3.电抗器

电抗器设计单节为20kV/1.8A和容量20kV/0.8A两种。其中20kV/1.8A的电抗器六只，20kV/0.8A的电抗器三只。采用20kV/1.8A的六只电抗器先三只串联成两组再两组并联后再与20kV/0.8A的电抗器三只串联组并联可以完成35kV、截面积185 mm2、2km交联电缆的耐压试验，采用20kV/1.8A的电抗器五只并联可以完成10kV、截面积300 mm2、5km交联电缆的交流耐压试验。

4.电容分压器

分压器设计为纯电容分压型式，分压比例为6000：1；工作频率为30 Hz-300Hz，交流有效值1级。高低压电容采用相同的材料，试验频率。电压幅值和电磁场对其测量准确度无影响。

 为了使消弧线圈补偿系统的调谐正确，消弧线圈再投入运行前和大修后，需在工频电源下测量伏安特性U＝f(I)。用串联谐振来提供电源，进行消弧线圈的伏安特性试验，是目前比较常用的一种试验方法。

串联谐振法是利用消弧线圈的电感和外加电容组成串联回路，并使其感抗XL与容抗XC匹配(XL＝XC)而得到高电压和大电流。

串联谐振法试验接线如图1所示。

?用串联谐振法进行消弧线圈伏安特性试验的接线图

串联谐振法试验接线

TR——调压器（50kVA，0~450V）；C——电容器；

L——被试的消弧线圈；F1、F2——保护球隙；PV——电压表（0~30kV）；

PA——电流表（0~5A，0.5级）；TA——电流互感器

试验步骤

 (1)根据消弧线圈的电感值，对需要匹配的并联电容器的电容量进行估计（对550kVA图1串联谐振法试验接线的消弧线圈抽头1~5为1.9~3.6μF)，然后用串、并联方法组合成所需要的电容量。

(2)按图1接好线，经检查无误后，试验人员按分工就位。

(3)合上电源开关，缓慢调节三相调压器后，当消弧线圈L的端电压从静电电压表PV读到7、8、10、12、15、17、20、22kV时，从电流表PA读到对应电流值，并作好记录。

(4)调节调压器，使电压缓慢地降到零，拉开电源开关。

(5)改变消弧线圈的抽头位置，同时改变电容器C的电容量，使之与电感量匹配，然后再按上述步骤重复进行测试。

(6)根据电压表和电流表的读数作出消弧线圈的伏安特性曲线U＝f (I)。