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中試控股技術研究院魯工為您講解：電纜質量檢測的電纜交流耐壓試驗儀

參考型號：ZSBP-135kVA/108kV變頻串聯諧振試驗裝置

執行標準：DL/T 849.6-2016，DL/T 474.4-2018

作用：對被測試品做承受過電壓預防交流試驗和交接交流試驗，電源：采用220V及380V兩種，操作模式：全自動、半自動、手動

組成部分：變頻電源主機、激勵變壓器、電抗器、電容分壓器、補償電容器、測試附件組成。

關于可以打電纜交流耐壓選型：電纜電壓等級（kV）、電纜截面（mm2）、電纜長度（米）

中試控股始于1986年 ? 30多年專業制造 ? 國家電網.南方電網.內蒙電網.力薦供應商

電纜交流耐壓試驗裝置可以做什么? 

適用于大容量，高電壓的電容性試品的交接和預防性試驗，主要針對10KV及以內的電力電纜、變壓器、斷路器/開關、開關柜、避雷器、電壓互感器、電流互感器、套管、支柱絕緣子、電抗器、母線、隔離開關、輸電線路、發電機、電動機、熔斷器、電容器、接觸器、配電箱、絕緣材質、變電站系統的交流耐壓試驗。

ZSBP-135kVA/108kV變頻串聯諧振試驗裝置技術方案

一、   適用范圍

1、35kV/300mm²電纜1km的交流耐壓試驗，電容量≤0.1945uF，試驗頻率30~300Hz，試驗電壓52kV，試驗時間60min。

2、35kV主變的交流耐壓試驗，電容量≤0.015uF，試驗頻率45~65Hz，試驗電壓不超過75kV，試驗時間1min。

3、10kV/300mm²電纜3km的交流耐壓試驗，電容量≤1.1265uF，試驗頻率30~300Hz，試驗電壓22kV，試驗時間5min。

4、35kV開關、互感器的交流耐壓試驗，試驗頻率30~300Hz，試驗電壓不超過100kV，試驗時間1min。

5、10kV主變的交流耐壓試驗，電容量≤0.015uF，試驗頻率45~65Hz，試驗電壓不超過50kV，試驗時間1min。

二、   工作環境

1.  環境溫度：－10℃ –50℃;

2.  相對濕度：≤90%RH;

3.  海拔高度:  ≤3000米；

三、   裝置主要技術參數及功能

1.    額定容量：135kVA；

2.    輸入電源：單相220或三相380V電壓，頻率為50Hz；

3.    額定電壓：27kV； 54kV；108kV；

4.    額定電流： 5A；2.5A； 1.25A；

5.    工作頻率：30~300Hz；

6.    裝置輸出波形：正弦波

7.    波形畸變率：輸出電壓波形畸變率≤1%；

8.    工作時間：額定負載下允許連續60min；過壓1.1倍1分鐘；

9.    溫    升：額定負載下連續運行60min后溫升≤65K；

10.  品質因素：裝置自身Q≥30(f=45Hz)；

11.  保護功能： 對被試品具有過流、過壓及試品閃絡保護(詳見變頻電源部分)；

12.  測量精度：系統有效值1.5級；

四、   設備遵循標準

GB10229-88	《電抗器》
GB1094	《電力變壓器》
GB50150-2016	《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》
DL/T 596-1996	《電力設備預防性試驗規程》
GB1094.1-GB1094.6-96	《外殼防護等級》
GB2900	《電工名詞術語》
GB/T16927.1~2-1997	《高電壓試驗技術》

五、試驗時間關系表

六、系統配置及其參數

1、激勵變壓器7.5kVA/1.5/3/6kV/0.4kV   1臺

a)額定容量：7.5kVA；

b)輸入電壓：0-400V，單相；

c)輸出電壓：1.5/3/6kV

d)結構：干式；

e)重量：約55kg；

2、變頻電源7.5kW/220/380V   1臺

a)額定輸出容量：7.5kW

b)工作電源：220/380±10%V（單/三相），工頻

c)輸出電壓：0–400V，單相，

d)額定輸入電流：18.75A

e)額定輸出電流：18.75A

f)電壓分辨率：0.01kV

g)電壓測量精度：1.5%

h)頻率調節范圍：30 – 300Hz

i)頻率調節分辨率：≤0.1Hz

j)頻率穩定度：0.1%

k)運行時間：額定容量下連續60min

l)額定容量下連續運行60min元器件最高溫度≤65K;

m)噪聲水平：≤50dB

n)可實現以下功能

1）變頻電源的放置為縱向和橫向，特別適合現場操作及觀察；

2）內外部具備特殊減震橡膠支撐腳和保護鋁箱，可有效減緩運輸中的顛簸震動和吊裝時的沖擊。保證了變頻電源的長期穩定性和可靠性；

3）參數顯示：觸摸或外接鼠標大屏幕液晶界面顯示系統

可顯示諧振電壓(即試驗前設置的目標電壓)、試驗頻率、測量頻率、低壓電壓、低壓電流、耐壓時間、過壓保護、過流保護、閃絡保護、階段升壓及階段計時、操作模式切換、電容，電感，頻率互換計算、參數查詢等, 還可顯示頻率曲線、電壓曲線等可直觀地判斷當次試驗諧振頻率準確及穩定性；

4）參數設置：大屏幕觸摸液晶彩屏和外接鼠標直接完成各種參數的設置，可對起始頻率、終止頻率、起始電壓、階段升壓和計時、測量分壓器變比、激勵變變比、過壓保護、過流保護、閃絡保護、試驗模式、電容電感頻率互換計算、參數設置提示以及幫助等參數進行設置或選擇；

5）試驗模式：觸摸屏和外接鼠標操作，有全自動、半自動、手動三種運行狀態。具備升壓、調諧（含手動、自動）、分段加壓和計時、運行狀態、模式切換、故障提示、電容電感頻率互換計算功能等；

6）保護功能及其信息提示：具備高壓過壓保護、低壓過流、過流保護，以及失諧保護、零位、閃絡保護、緊急停機、欠壓保護等多重保護功能；

7）數據存儲功能：試驗結果保存（手動保存）、打印、上傳、回查等

① 試驗結果：手動或自動試驗完畢后，在試驗結果界面中可顯示出試驗時的詳細參數，當試驗發生中斷時，可提示中斷狀態。可將參數保存在存儲器中，該存儲器為非易失存儲器，可保存50次試驗記錄；

② 數據查詢：可將已保存的試驗結果數據顯示到屏幕上，同時具有USB接口，可將數據輸出打印或利用設備所攜帶打印機打印；（打印機屬客戶自選，若客戶有此需求，須在合同中予以特別寫明）

8）自動穩壓功能：系統根據設定的試驗電壓或手動升壓結果，自動跟蹤并維持穩定的試驗電壓，電壓穩定度可達1.0%；

9）調頻范圍及頻率分辨率均可設定：調頻范圍可設為30～300Hz、45～100Hz、200-300Hz、按需設置，可加快調諧過程；頻率分辨率根據需要，可預設為0.1Hz、0.2Hz、0.5Hz、或1.0Hz，在調諧效率與調諧精準度之間取得優化平衡；

10）頻率調節分為粗調和細調，并可自動尋找試驗諧振點，保證諧振頻率在整個試驗過程中不發生漂移；

P）重量：約12kg；

3、高壓電抗器33.75kVA/27kV      4節

a)額定容量：33.75kVA;

b)額定電壓：27kV；

c)額定電流：1.25A；

d)電 感 量：100H/單節；

e)品質因素：Q≥30 (f=45Hz)；

f)結 構：干式；

g)重量：約40kg；

4、電容分壓器110kV/1000pF     1套

a)額定電壓：110kV；

b)高壓電容量：1000pF；

c)介質損耗：tgσ≤0.5%；

d)分 壓 比：1500：1

e)測量精度：有效值1.5級;

f)重量：約15kg；

ZSBP-135kVA/108kV變頻串聯諧振試驗裝置它是一套組合設備，為了耐壓試驗能順利準確地進行，針對不同被試品，串聯諧振裝置的組件是不同的。所以，請務必準確選型，技術部為您量身制定選型方案。

過程較長（秒數）是一個穩態的建立過程，既無電壓過沖之慮更無微秒級毫秒級瞬態過程的恢復過電壓的危險。

4.2并聯諧振

并聯諧振電路原理見圖4，向量圖見圖5。

圖4  并聯諧振回路原理圖

 

     L——可調電抗器的電感量        CX——被試品電容量

 

     r——可調電抗器的有功損耗及被試品介損等全回路綜合損耗的等效并聯電阻

圖5  r、L、C并聯電路向量圖

并聯諧振是電流補償方式，諧振特性曲線見圖6，圖4中的電流：

 

當圖4中的L調節至諧振點電感量L0時，XL=XC，IL=IC此時即實現了完全并聯諧振，見圖6，L0與（2）式相同。

 

并聯諧振時，電源供給的電壓UX-與試驗電壓相同，由于無功電流完全補償抵消，電源僅需提供COSΦ=1的IX=Ir補償諧振回路的綜合有功損耗，便可激發并維持穩定的諧振。                

 圖6  并聯諧振特性曲線

并聯諧振具有串聯諧振同等的無功補償及其相應的優點，但不能充分具有串聯諧振所具的其他三項特點。一般大多采用串聯諧振交流耐壓的方式。

4.3調諧操作優先

為了試驗的安全和順利進行，在進行串聯諧振耐壓試驗時，***是先在給定的很低的起始激勵電壓UJ0下（一般為幾百伏），調節L使其達到全諧振L0，在較小的脫諧度ST范圍內緩緩升壓，至UC達到預定的耐壓值。中試控股詳細講解串聯諧振逆變電源憑借起動容易、易高頻化的優點在高頻逆變領域得到廣泛應用。全橋串聯逆變電路工作工程中如果上下橋臂同時導通，則器件瞬間損壞，為了防止這一事件的發生，而加入一定的死區時間。死區時間如果很大，則占空比就會降低，影響電源的效率，若死區時間設置過小，那么開關器件的損耗增大，所以死區時間的設置在電源設計中至關重要。本文提出死區時間的確切算法，使得電路設置精確，最大限度地提高電源整機的工作效率。

中試控股詳細講解研究表明問串聯諧振逆變器保持零電壓開關是減小器件損耗和保護器件的***選擇而在串聯諧振電路中維持ZVS的條件是諧振網絡工作在感性準諧振狀態，所以電路中要實現定角控制，使得串聯諧振逆變器的電流沸后電壓一定位角，而使逆變器一直保持ZVS模式，***限度地提高其工作頻率和減小器件的降額。

 

1、主電路框圖

 

典型的串聯諧振逆變電路如圖1所示。圖中D1、D2、D3、D4功率開關器件Ugl、Ug2、Ug3、Ug4的反并聯快恢復二極管，C1、C2、C3、C4為開關器件的吸收電容(包括開關器件的結電容)，Cd為直流濾波電容，L，C，R為等效串聯諧振負載。

 

串聯諧振逆變電路.jpg

 

圖1  串聯諧振逆變電路

 

2、死區時間設計

 

在零電壓換流模式下，逆變器的工作頻率略高于諧振負載的固有諧振頻率，即負載電流iH滯后于負載電壓UH，負載電壓UH和負載電流iH簡圖如圖2所示。

 

開關管換流過程.jpg

 

圖2  開關管換流過程

 

中試控股詳細講解在ZVS時串聯諧振逆變器的開關器件的關斷和開通電流值很小，關斷時間比較短，所以為了突出主要問題并簡化分析，先忽略開關器件的開通和關斷時