中试控股技术研究院鲁工为您讲解：高压电缆交流耐压试验设备

ZSBP-600KVA/400KV变频串联谐振技术标准配置

110KV电缆,S=300mm2 500m

220KV电缆,S=500mm2 300m

110KV.220KV开关，变压器.刀闸试验。

110KV.220KV开关、主变，GIS试验。

参考标准：DL/T 849.6-2016，DL/T 474.4-2018

变频串联谐振技术标准配置：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-600KVA/400KV变频串联谐振技术标准配置

1.变频串联谐振试验装置以调整输出频率激发串联谐振.

2.变频串联谐振耐压成套装置包括以下基本部件：

变频电源、励磁变压器、高压电抗器、电容分压器及附件等。

中试控股以下环境条件下能够不影响正常试验：

温度范围：—10～45℃

海拔高度：≤2000m 相对温度：≤90%

3.3系统技术参数如下：

a、输出电压波形：正弦波，波形畸变率≤0.5%

b、输出分辨率：0.1HZ

c、输出频率范围：30～300 HZ

d、额定负载下连续运行时间：30min,且各部件温升≤35K

e、品质因数：30～300

f、不稳定度：0.01%

g、系统测量精度：1.0级

h、输入工作电源：380V、50HZ

i、系统噪声：≤60分贝

3.4系数使用功能：

a、具备手动试验/自动调谐/自动试验三种模式，并可任意切换。

b、具备大屏幕显示，可指示：输出电压(有效值)及输出频率等。

c、具备试验电压、时间、试验频率范围等试验参数设置功能。

d、具备过压、过流保护功能，并可任意整定设置。

e、具备放电保护功能，在高压发生闪络时，可自动降电源，同时可以提示“电保护”及相关信息。

f、具备掉电保护功能。

g、具备过热保护功能。

h、具备零值保护功能，系统和变频电源只能零启动、零退出。

i、具备各种数据打印功能。

j、具备系统故障自诊断功能。

三、本装置特点：

1、主机保护功能齐全，有过流、过压、闪络、过热、零值升压、掉电保护等功能，出厂前经满负载试验合格。

2、励磁变压器箱为双层铝塑结构，美观轻巧。高压侧圈为三组线圈，且线圈有原件过压保护。

3、电抗器可任意组合串联或并联。

串联谐振在电力系统中应用的优点：

1、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。

2、设备的重量和体积大大减少。串联谐振电源中，不但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，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。

3、改善输出电压的波形。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，有效的防止了谐波峰值对试品的误击穿。

4、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。而并联谐振或者试验变压器方式做耐压试验时，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。所以，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。

5、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。

二、我公司调频谐振装置主要功能及其技术特点：

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，方便用户根据现场情况灵活选择，提高试验速度。

工作模式为：全自动模式、手动模式、自动调谐手动升压模式.

4、能存储和异地打印数据，存入的数据编号是数字，方便的帮助用户识别和查找。

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、采用了DSP平台技术，可以方便的根据用户需要增减功能和升级，也使得人机交换界面更为人性化。

简易读懂：变频串联谐振耐压试验装置可以做什么?

变频串联谐振成套耐压试验装置适用于大容量，高电压的电容性试品的交接和预防性试验，主要针对电力电缆、变压器、断路器/开关、开关柜、避雷器、电压互感器、电流互感器、套管、支柱绝缘子、电抗器、母线、隔离开关、输电线路、发电机、电动机、熔断器、电容器、接触器、配电箱、绝缘材质、变电站系统的交流耐压试验，对被测试品做承受过电压预防交流试验和交接交流试验。

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

采用了调节电源的频率的方式使得电抗器与被试电容器实现谐振，在被试品上获得高电压大电流，是当前高电压试验的一种新的方法和潮流，在国内外已经得到广泛的应用。

采用了专用的SPWM数字式波形发生芯片，频率分辨率16位，在20~300Hz时频率细度可达0.1Hz；采用了正交非同步固定式载波调制方式，确保在整个频率区间内输出波形良好；功率部分采用了先进的IPM模块，在小重量下确保仪器稳定和安全。

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）。

串谐计算

为了用户更好更快的完成试验，多用计算公式可以节约时间和少带设备

注意事项及常见问题

1、高压试验请注意安全，严格按照高压试验的规范来操作。检查/修改试验接线时，请先关闭本系统，并切断电源。

2、串联谐振系统支持的最高电压为800Kv，实际能够升到的高压由激励变压器决定，请根据试验电压调换合适的激励变压器。

3、如果开机后发现变压器发出非正常声音，请立即关闭本系统并切断电源，检查变压器接线是否正确。

4、正常“停机”采用逐步降压停机的方式，保护停机直接快速停机，遇到紧急情况可以直接断开空开直接关机。

5、如果自动扫频失败，请检查接线或重设扫频范围。

6、本系统试验电压为峰值采样（国标要求），如果系统显示的高压跟万用表显示的高压差别大，请检查“试验参数”中的“分压变比”是否正确填写。

变频电源有如下几个显著的特点：

?       波形为脉宽电压调节的方波。

?       内部由ARM控制，操作功能得到优化,操作简单。

?       自动扫频，寻找谐振点.频率范围30-300Hz,可设置扫频范围，扫频最大耗时40秒钟(全频扫)， 频率分辨率0.01Hz。

?       自动试验，用户可设置试验程序，试验程序分为5段，系统自动按设置的程序完成试验过程。

?       耐压时自动跟踪电压，电压正常波动时自动调整电压到目标电压，异常波动时提示用户电压异常波动，由用户根据试验情况进行操作。

?       实时显示试验状态，用户可根据试验状态进行相应操作。

?       强大的保护功能：过流保护，过压保护和闪络保护，过热保护，高压异常保护，软/硬件同时保护，确保安全。

?       试验数据保存，可即时打印试验数据，也可将数据保存以备下次打印。

?       数据查询功能,根据试验日期查询以往的试验数据。

原理：

运用串联谐振原理，利用励磁变压器激发串联谐振回路，调节变频控制器的输出频率，使回路电感L和试品C串联谐振，谐振电压即为加到试品上电压。

变频串联谐振由隔离变压器、调频调压电源、激励变压器、电抗器和电容分压器组成。被试品的电容与电抗器构成串联谐振连接方式；分压器并联在被试品上，用于测量被试品上的谐振电压，并作过压保护信号；调频功率输出经激励变压器耦合给串联谐振回路，提供变频谐振的激励功率。调频串联谐振耐压试验原理图

调频串联谐振耐压试验原理图

产品别称：

    变频串联谐振交流耐压试验装置、变频谐振、变频串联谐振、串联谐振、调频串联谐振、串联谐振耐压试验装置、串联谐振试验设备、电缆耐压试验装置、工频耐压试验装置、高压交联电缆交流耐压试验设备、交流耐压试验装置、调频谐振　便携式电缆耐压试验装置主要用于以下方面：

1、6kV-500kV高压交联电缆的交流耐压试验

2、发电机的交流耐压试验

3、GIS和SF6开关的交流耐压试验

4、6kV-500kV变压器的工频耐压试验

5、其它电力高压设备如母线，套管，互感器的交流耐压试验。

变频串联谐振成套设备由变频电源、励磁变压器、电抗器、分压器组成。

主要技术特点

    全国少数通过国家权威部门--电力工业电气设备质量检验测试中心（武汉高压研究所）严格的型式试验鉴定，质量可靠，确保试验人员、被试品和试验设备本身的安全；

*体积小，重量轻，特别适合现场使用；

*符合国标要求:有监测峰值/√2功能，可实时监测试验波形；

*过压,过流,放电,过热及零启动保护全面可靠,动作时间1微秒；

*设备自带微型打印机，可及时打印保存试验数据；

*按军用标准抗振和防尘设计，耐长途运输和严酷使用环境；

*一键鼠标式旋钮“傻瓜式”操作，大屏幕液晶显示；

*独有软件校准功能，方便用户校准表计，确保高电压值准确度；

*德国威图设计全铝合金机箱,立卧两用,轻便美观,大大方便现场使用；

*所有主要元器件均由世界知名企业原装进口，包括美国德州仪器，英特尔，德国西门子，施耐德，日本东芝，富士等；

*信守承诺，服务专业及时，尽最大努力为客户需求服务； 在电阻、电容和电感串联谐振的电路中，感抗Xl和Xc的作用是直接相减的。如果满足一定条件，恰好使Xl=Xc，则电路的电抗等于零，电路中的电流和电压相位相同，没有无功功率在电阻与电感、电容间交换。电路的这种状态称为串联谐振。

    在具有电阻R、电感L和电容C元件的交流电路中，电路两端的电压与其中电流位相一般是不同的。如果我们调节电路元件（L或C）的参数或电源频率，可以使它们位相相同，整个电路呈现为纯电阻性。电路达到这种状态称之为谐振。

    在电阻、电感及电容所组成的串联电路，当容抗XC=感抗XL相等时，即发生变频串联谐振，此时电路中的电压U与电流I的相位相同。电路发生串联谐振时，电路的阻抗Z=√R2+XC-XL2=R,电路中总阻抗最小，电流将达到最大值。

    在具有R、L、C元件的正弦交流电路中,电路两端的电压与电流一般是不同相的.如果改变电路元件的参数值或调节电源的频率,可使电路的电压与电流同相,使电路的阻抗呈现电阻的性质,处在这种状态下的电路称为谐振。根据电路的不同连接形式,谐振现象可分为串联谐振和并联谐振.d在R、L、C串联电路中,当电路中的XL＝XC时,阻抗角∮＝0,即电源电压 和电流 同相,这种现象称为串联谐振.串联谐振的特点：谐振发生时,因感抗XL等于容抗XC,所以,阻抗达到最小值,电路呈电阻性。

    在电压U不变的情况下,电路中的电流I达到最大值.由于谐振时XL=XC,所以UL=UC,而UL和Uc的相位相反,相加时互相抵消,所以电阻上的电压等于电源电压.串联电路谐振时具有某些特点,了解谐振现象可以利用这些特点,又可防止某些特点所带来的危害.谐波滤除装置就是利用串联谐振的特点,分别虑除主要各次谐波.在普通无功补偿装置中应避免串联谐振,这是因为,当串联谐振发生时,电容元件上的电压将增高,可能导致电容器绝缘层被击穿.但在无线电工程中,利用串联谐振现象的选择性和所获得的较高电压,可将所需要接收的信号提取出来.检举对LC选频谐振回路中的品质因数Q,它的定义是：Qo=WoL/r,Wo是回路的谐振频率,r是电感L的消耗电阻。    串联谐振耐压试验装置是利用电抗器的电感与被试品电容组成LC串联回路，调节变频电源输出的电压频率，实现串联谐振，在被试品上获得高电压，是当前高电压试验的一种新方法，深受专家好评，在国内外已经得到广泛的使用。

    当前，我们利用串联谐振原理制作了很多的检测仪器，有串联谐振试验装置、电缆变频串联谐振试验装置、变电站变频串联谐振试验装置、CVT检验用谐振升压装置等。

    根据谐振原理，我们知道当前电抗器L的感抗值X1与回路中的容抗值Xc相等时，回路达到谐振状态，此时回路中仅回路电阻R消耗有功功率，而无功功率则在电抗器与试品电容之间来回振荡，从而在试品上产生高压。

产生串联谐振的条件：X L =X C

    由于串联谐振要在 L、C 中产生高压，可能造成击穿线圈或电容的危害，因此，在电力工程中应尽量避免串联谐振，而利用串联谐振试验装置进行检测电力系统就显得尤为重要了。

    阻抗条件，谐振后虚部相等符号相反。串联阻抗等于0，并联阻抗等于无穷大。就是在谐振的时候，串联电路谐振电流无穷大；并联电路谐振电压无穷大（理论值）。在电阻、电感串联电路中，出现电源、电压、电流同相位现象，叫做串联谐振，其特点是：电路呈纯电阻性，电源、电压和电流同相位，电抗X等于0，阻抗Z等于电阻R，此时电路的阻抗最小，电流最大，在电感和电容上可能产生比电源电压大很多倍的高电压，因此串联谐振也称电压谐振。

    谐振电压与原电压叠加，并联谐振：在电阻、电容、电感并联电路中，出现电路 电压和总电流同相位的现象，叫做并联谐振，其特点是：并联谐振是一种完全的补偿，电源无需提供无功功率，只提供电阻所需要的有功功率，谐振时，电路的总电流最小，而支路电流往往大于电路中的总电流，因此，并联谐振也叫电流谐振。