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中試控股技術研究院魯工為您講解：電纜可靠性耐壓測試儀

參考型號：ZSBP-135kVA/108kV變頻串聯(lián)諧振試驗裝置

執(zhí)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(yè)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(fā)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(tǒng)的交流耐壓試驗。

ZSBP-135kVA/108kV變頻串聯(lián)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(huán)境

1.  環(huán)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(shù)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(xù)60min；過壓1.1倍1分鐘；

9.    溫    升：額定負載下連續(xù)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(tǒng)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(guī)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(tǒng)配置及其參數(shù)

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(jié)范圍：30 – 300Hz

i)頻率調節(jié)分辨率：≤0.1Hz

j)頻率穩(wěn)定度：0.1%

k)運行時間：額定容量下連續(xù)60min

l)額定容量下連續(xù)運行60min元器件最高溫度≤65K;

m)噪聲水平：≤50dB

n)可實現(xiàn)以下功能

1）變頻電源的放置為縱向和橫向，特別適合現(xiàn)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(wěn)定性和可靠性；

3）參數(shù)顯示：觸摸或外接鼠標大屏幕液晶界面顯示系統(tǒng)

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(shù)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(wěn)定性；

4）參數(shù)設置：大屏幕觸摸液晶彩屏和外接鼠標直接完成各種參數(shù)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(shù)設置提示以及幫助等參數(shù)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(tài)。具備升壓、調諧（含手動、自動）、分段加壓和計時、運行狀態(tài)、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(shù)據(jù)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(shù)，當試驗發(fā)生中斷時，可提示中斷狀態(tài)。可將參數(shù)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(shù)據(jù)查詢：可將已保存的試驗結果數(shù)據(jù)顯示到屏幕上，同時具有USB接口，可將數(shù)據(jù)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(wěn)壓功能：系統(tǒng)根據(jù)設定的試驗電壓或手動升壓結果，自動跟蹤并維持穩(wěn)定的試驗電壓，電壓穩(wěn)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(jù)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(yōu)化平衡；

10）頻率調節(jié)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(fā)生漂移；

P）重量：約12kg；

3、高壓電抗器33.75kVA/27kV      4節(jié)

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(jié)；

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(lián)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(lián)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。

常見故障排除

通用注意事項

1.本試驗設備應由高壓試驗專業(yè)人員使用，使用前應仔細閱讀使用說明書，并經反復操作訓練。

2.操作人員應不少于2人。使用時應嚴格遵守本單位有關高壓試驗的安全作業(yè)規(guī)程。

3.為了保證試驗的安全正確，除必須熟悉本產品說明書外，還必須嚴格按國家有關標準和規(guī)程進行試驗操作。

4.各聯(lián)接線不能接錯，否則可導致試驗裝置損壞

5.本裝置使用時，輸出的是高電壓或超高電壓，必須可靠接地，注意操作安全。

常見故障原因及排除

1.風扇不能啟動：

1）急停、故障保護、失諧保護后，沒有按“故障復位”；

2）內部溫度過高，功率元件熱保護；

排除方法：關斷儀器電源，將儀器靜置30分鐘左右，重新開啟電源，按儀器面板上的“復位”鍵，再啟動儀器。

  如果依然不能啟動風扇，請和廠家聯(lián)系，不可拆卸儀器！

2.自動調諧不能完成，找不到諧振點：

現(xiàn)象：

調諧曲線完全是一條直線，調諧完成后儀器提示沒有諧振點

原因：

回路接地不好，試驗回路接線錯誤，裝置某一儀器開路

排除方法：

1）檢查接地裝置可靠，接地連接線是否有斷開點；

2）檢查勵磁變壓器的高低壓線圈的通斷；（低壓繞組阻值;高壓繞組阻值每個輸出端對高壓尾）

3）檢查每一只電抗器的通斷；(每個繞組阻值)

4）檢查分壓器的信號線的通斷；（高、低壓電容量）

5）檢查分壓器的高低壓電容臂的通斷；（1孔對芯，2孔對外殼分別導通；1孔對2孔斷開）

6）裝置自身升壓時沒有諧振點，還需要檢查補償電容器的通斷；

如果所有部件正常，依然沒有諧振點，請和廠家聯(lián)系，不可拆卸儀器！

3 不能升壓到試驗電壓

現(xiàn)象：

1）調諧曲線是一條直線，有較低的尖峰；

2）試驗時一次電壓較高，高壓卻較低，甚至在沒有升到試驗電壓時，一次電壓已經到達額定電壓，回路自動降壓；

原因：

1）電抗器與試品電容量不匹配，沒有準確找到諧振點；

2）試品損耗較高，系統(tǒng)Q值太低；

3）勵磁變壓器高壓輸出電壓較低；

  4）高壓連接線過長或沒有采用高壓放暈線

排除方法：

1）將補償電容器并接入試驗回路，加大回路電容量；

2）盡可能將多只電抗器串聯(lián)，提高回路電感量；

3）提高勵磁變壓器的輸出電壓；

    4）干燥處理被試品，提高被試品的絕緣強度，減少回路的有功損耗；

   5） 一般在設備較高電壓輸出時，采用高壓放暈線，或將普通高壓輸出線改為較短的連線，一般不超過5米。

如果全部處理完后，依然不能解決問題，請和廠家聯(lián)系，不可拆卸儀器！

串聯(lián)諧振的影響

下面給出了串聯(lián)諧振條件的以下影響

|在諧振條件下，XL = XC，電路阻抗最小。并減小到電路電阻，即Zr = R

|在諧振條件下，由于電路的阻抗最小，因此電路中的電流最大，即Ir = V / Zr = V / R

|當諧振電流Ir的值最大時，電路消耗的功率也最大化，即Pr = I 2 Rr

|在諧振條件下，電路消耗的電流非常大，或者可以說消耗了最大電流，因此，電感 （V L = IX L = I x2πfrL）和電容（V C = IX C = I x I /2πfrC）兩端的電壓降也將非常大。

在電力系統(tǒng)中，在諧振條件下，電路的電感性和電容性組件（例如斷路器，電抗器等）之間產生的過大電壓會造成損壞，因此，避免了電力系統(tǒng)中的串聯(lián)諧振條件，但是，在某些電子設備中，例如廣播電視接收機的天線電路，調諧電路等，串聯(lián)諧振條件用于增加所需頻率（fr）的信號電壓和電流。

在電阻、電感、電容串聯(lián)電路中，電路的端電壓和總電流處于同一相位，稱為串聯(lián)諧振。串聯(lián)諧振的特點是電路為純電阻電路，端電壓和總電流同相。此時，阻抗最小，電流最大。它可以產生比電源電壓高很多倍的電感和電容。在電力工程中，由于過電壓和大電流會損壞電氣設備，應避免串聯(lián)諧振。

串聯(lián)諧振的五個特征是什么？

特征1：電氣穩(wěn)定性高，可靠性高。采用進口元件作為功率轉換的核心，電壓輸出和頻率輸出穩(wěn)定，保護功能完善，經過多次高壓直接短路接地試驗，系統(tǒng)仍處于良好狀態(tài)，系統(tǒng)具有較強的過載能力。

特征2：自調諧功能強。當系統(tǒng)自動調諧時，從30 Hz到300 Hz，顯示掃描曲線，用戶可以直觀地看到系統(tǒng)的調諧過程。掃描完成后，系統(tǒng)在±5Hz范圍內進行0.01Hz分辨率的頻率精細掃描，最終準確鎖定諧振頻率。

特征3：支持多種測試模式。該系統(tǒng)支持“自動調諧手動調壓”、“自動調諧自動調壓”和“手動調壓”等測試模式。建議采用“自動調諧手動調壓”模式，既能快速找到諧振點，又能通過手動調壓控制測試過程。

特征4，系統(tǒng)具有友好的人機界面。測試參數(shù)設置，測試控制和測試結果顯示在同一屏幕上，直觀清晰，具有自動定時和操作提示功能。全觸屏操作和顯示，具有測試數(shù)據(jù)存儲和查詢功能。

特征5：保護功能強。具有零保護、過電壓保護、過電流保護、閃絡保護等功能，保證了系統(tǒng)的可靠性。考慮串聯(lián)諧振電路bai，有源電阻R考慮了線圈和電du容器中的能量損zhi耗，為便于分析和計算，在圖中將其作dao為單獨的元素顯示。

在發(fā)電機的交流電壓的作用下，交流電流在電路中流動。串聯(lián)電路的總電阻等于電容，電感和有源電阻的幾何（矢量）總和。

在一般情況下，它包含有功和無功組件，即：

無功分量X 等于電感和電容電阻之差：

就其性質而言，電路的電抗X 可以是電容性或電感性的，具體取決于哪個電阻，線圈的電感性電抗或電容器的電容性電抗具有較大的值。

回路電流取決于發(fā)電機電壓和回路阻抗：

電容器的電容 Xc和線圈的感抗XL取決于供電電流的頻率：第一個隨著頻率的增加而減小，第二個隨著頻率的增加而增大。如上所示，在串聯(lián)諧振電路中，電容和電感兩端的電壓相互抵消。

在這種情況下，電容性電阻和電感性電阻具有不同的符號：電感性電阻被視為正，而電容性電阻為負。

圖串聯(lián)回路電抗與發(fā)電機頻率的關系

當發(fā)電機頻率等于電路的諧振頻率時，這些電阻在數(shù)值上相等。

當電容性電阻和電感性電阻相等時，在串聯(lián)電路的電路中發(fā)生的模式稱為 串聯(lián)諧振模式 。

早些時候，獲得了一個將諧振頻率與諧振電路的電感和電容值聯(lián)系起來的公式：

結果與電路的自由（自然）諧振頻率的公式相同。

因此，諧振的條件是電源發(fā)生器的頻率與電路的固有頻率（自由諧振的頻率）相等（一致）：

串聯(lián)諧振電路和bai并聯(lián)諧振電路的選du擇特性具有相反的zhi性質。在圖定性地給出了dao具有相同諧振頻率和接近Q因子的串聯(lián)和并聯(lián)電路的輸入電流/（ω）的頻率依賴性。

串聯(lián)諧振電路能夠傳遞諧振頻率和接近諧振頻率的信號，并延遲其他頻率的信號。并聯(lián)電路會延遲諧振頻率并接近頻率，并且對于其余頻率范圍的信號是“透明的”。

類似于無線電工程中用于并行電路的串行電路的帶寬，使用了阻帶或陷波的概念。具有高Q因子的并聯(lián)諧振電路稱為抑制器。

所考慮的串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振電路是具有頻率選擇特性的最簡單的諧振電路。為了獲得更明顯的

圖諧振電路的輸入電流/（ω）的頻率依賴性的定性視圖：

一個 保持一致，使用并行選擇質量，并且在頻率上包含電感耦合線圈的諧振電路（耦合電路）中使用更復雜的電路。

電力電纜試驗一般可分為以下幾步。

第一，在被試電纜兩端設好圍欄并有專人看護。

第二，測量電纜相位，確保電纜兩端相位一致。

第三，先用5000V兆歐表測量，正常情況下新電纜阻值均在10000MQ以上。多芯電纜應分別測量每一芯線對其它芯線及外皮的絕緣電阻。外護套

及內襯層使用500V絕緣電阻測試儀測試其對地電阻。

第四，用變頻串聯(lián)諧振裝置開始打耐壓，每相時間一般為20分鐘。

第五，試驗完成后先把電壓降下來再切斷電源放電。

第六，用5000v兆歐表再測量一次絕緣，絕緣電阻不應有明顯下降。串聯(lián)諧振是bai指在電阻、du電感及電容所組成zhi的串聯(lián)電路內，當容dao抗回XC與感抗XL相等時，即XC＝XL，電路中答的電壓U與電流I的相位相同，電路呈現(xiàn)純電阻性，這種現(xiàn)象稱為串聯(lián)諧振。串聯(lián)諧振時電路中的總阻抗Z最小，并等于電阻R，這時電路中電流最大，電感上的電壓等于電容上的電壓，而且可能比電源電壓大許多倍。所以串聯(lián)諧振也稱為電壓諧振。

變頻bai串聯(lián)諧振技術du特點

1、 裝置具有過壓、過zhi流、零位dao啟動、系統(tǒng)失諧（閃絡）內等保護功容能，過壓過流保護值可以根據(jù)用戶需要整定，試品閃絡時閃絡保護動作并能記下閃絡電壓值，以供試驗分析。

2、 整個裝置單件重量很輕，最大不超過40kg，便于現(xiàn)場使用。

3、 裝置具有三種工作模式，方便用戶根據(jù)現(xiàn)場情況靈活選擇，提高試驗速度。工作模式為：全自動模式、手動模式、自動調諧手動升壓模式。

4、 能存儲和異地打印數(shù)據(jù)，存入的數(shù)據(jù)編號是數(shù)字，方便的幫助用戶識別和查找。