中试控股技术研究院鲁工为您讲解：10kv电缆耐压试验设备

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。

串联电路的谐振频率是由电路自身参数 L、C 决定的，与外部条件无关，故又称电路的固有频率。当电源频率一定时，可以调节电路参数 L 或 C，使电路固有频率与电源频率一致而发生谐振，在电路参数一定时，可以改变电源频率使之与电路固有频率一致而发生谐振。

在讲解完仪器原理后，我们开始现场实操培训。

1、接线

首先我们为变频源主机接上380V电源接ABC三相，变频源输出接激励变压器的输入，变频源接地端接激励变压器的接地端，激励变压器根据其面板上的接线图，将激励变压器的连接方式接为6kV的输出（有1.5kV,3kV,6kV 3种接线方式），其X1与接地端短接，A4用专用的高压输出线接到电抗器的X端，使用6节电抗器以串联的方式连接（分2堆，一堆4节叠一起，一堆下面放置绝缘筒，上面放2节叠一起，以串联方式连接），将电抗器的高压A端输出接到电容式分压器的高压端（也就是上端），将分压器的低压端用专用信号线接地变频源主机的“分压器信号”端，将分压器接地端与激励变压器的接地连接，再将接地端良好接地；用专用铜线将110kV主变的高压侧短接，再接到电抗器的高压输出端（也就是A端，也可以接到分压器的高压端），将110kV变压器低压侧短接接地。这样我们的线就接好了。

2、仪器操作

紧接着，将仪器电源开关打开，仪器进入开机界面，首先进入“参数设置”界面，将“分压器变比”改为1500（此次分压器有2节，单节变比为1500，2节为3000，我们只用了1节），再将“试验电压”改为120kV（客户要求），“耐压时间”改为3min，其“过压保护”“过流保护”“闪络保护”等为仪器根据试验电压自动设置，这样参数就设置好了；然后，退出参数设置界面，进入“自动试验”界面，点击“开始试验”，仪器自动进行“调谐”，“升压”，“计时”，“降压”等操作，试验过程中如没有报“过流”“过压”“闪络”等保护，说明此次耐压试验合格，操作试验顺利无异常。

交流耐压试验是鉴定电气设备绝缘强度的最严格、最有效、最直接的试验方法，也是现行电气规程要求的试验方法。它是目前国内对判断电气设备能否投入运行具有指导性判断，也是保证设备绝缘水平，避免发生绝缘击穿事故的重要检测方法。随着我国电力系统的不断发展，越来越多的高电压、大容量的电气设备和交联聚乙烯电缆得到日益广泛的应用，在日常维护、状态检修工作中，交流耐压试验是必不可少的试验项目，由于传统的工频试验变压器笨重、运输不便，而且进行大容量的电气设备交流耐压试验时，需要大容量的试验电源，有时在现场无法进行试验，因此，需采用新的交流耐压试验装置来进行试验。

随着电力科技的发展，新的试验方法也开始逐渐采用，在符合我国国情中，串联谐振耐压试验就是其中的一种，它应用谐振电路的基本原理，根据不同的调节方式，可以分为调感式、调容式、变频式三种类型，通过对三种类型串联谐振装置的在实际应用比较中发现变频串联谐振装置更适合于现场实际需要，因此在现场设备交流试验中，我们应用最多的就是变频串联谐振装置，能满足各种交流耐压试验。

通过参考各种图文资料，我们可以了解串联谐振耐压试验的现场调节方式常用的有调感式和变频式。但无论哪种方式都是希望将高压回路调节至感抗等于容纳即o L=1/C，这样在中间变压器上只需施加较小的电压，试品上就产生很高电压QU（Q=L/R=1/o CR，品质因数）。

试品上是否能产生足够的高电压取决于以下三个条件：

①高压回路的总感抗是否等于总容纳；

②高压回路的品质因数值是否足够大；

③中间变压器所加电压U是否够大。