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中試控股技術研究院魯工為您講解：電纜故障耐壓測試儀

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。

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規程。

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程進行試驗操作。

4.各聯接線不能接錯，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，請和廠家聯系，不可拆卸儀器！

2.自動調諧不能完成，找不到諧振點：

現象：

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，請和廠家聯系，不可拆卸儀器！

3 不能升壓到試驗電壓

現象：

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，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，請和廠家聯系，不可拆卸儀器！

    1 在中性點不接地系統中，雖然電源側的中性點不直接接地，但電壓互感器的高壓側中性點是接地的，若Ca，Cb，Cc為各回線路(包括電纜出線和架空線路)三相對地的等值電容，而La，Lb，Lc則為母線電壓互感器的一次側三個線圈的對地阻抗(忽略其線圈電阻)，假設系統發生單相接地(如A相)。電壓互感器的鐵心線圈相當于與電容器并聯，構成了可能產生諧振的并聯電路，由于相對地電壓升高倍，有可能使得電壓互感器的鐵心出現飽和或接近飽和，阻抗變小，電路中出現容抗和阻抗相等的情況，從而產生了并聯諧振，此時互感器一次側的電流大，這樣有可能使電壓互感器的高壓側熔斷件熔斷，或者燒壞電壓互感器。此種情況往往在變電所投產初期(線路出線回路少)不是很明顯，但隨著線路出線回路的增多(各回線路對地的等值電容量增大，容抗增大)出現諧振的情況較多。

    2 倒閘操作時，由于電壓互感器的諧振而造成母線電壓不平衡。此種情況往往是在設備進行關合空載母線時發生，當系統，投入501斷路器，由于10kV母線處于空載狀態，等值電路中L是電壓互感器一次線圈的電感，C是各相母線對地電容，由于電壓互感器的中性點是接地的，且各相對地電容的一端也是接地的，在正常情況下，三相電容是對稱的，但當用501斷路器向10kV母線充電時，就存在著以下兩種情況：①由于合閘瞬間的三相觸頭不同期性，此時慢接觸的一相在觸頭間相當于串聯上一個電容(如A相)。當電容的容抗等于互感器的感抗時即產生諧振，但該狀態下只是使中心信號裝置的電鈴響了一下，儀表擺動一下，但隨著操作的完成該現象隨之消失。②由于合閘過程中產生操作過電壓，此時假設斷路器在合閘操作過程中A相出現過電壓，則有可能使A相電壓互感器鐵心出現飽和，使A相電壓互感器線圈感抗變小，從而三相的總阻抗出現不平衡，使電壓互感器的中性點對地電壓發生位移現象。

    3 消除鐵磁諧振的措施和方法

    (1) 采用質量好，技術性能優，鐵心不易飽和的電壓互感器。

    (2) 提高斷路器的檢修質量，確保合閘操作的同期性，減少操作過電壓。

    (3) 必要時可采用改變操作順序，以避免操作過程中產生諧振的條件。

    (4) 對在空載母線的充電中產生的諧振，可以采用投入空載線路的方法，以改變其諧振的條件。

    (5) 傳統采用消諧的措施是在電壓互感器的開口三角側接上一個燈泡，該方法屬于較為原始的方法，隨著系統容量的增大和電纜線路的增加，實踐運行表明該方法的消諧效果不是很明顯。

    (6) 另一種方法是采用在電壓互感器二次側的開口三角上加裝一種可控硅多功能消諧裝置的方法，但該方法需要采用外加交流電源，有時由于裝置的電子器件發生短路也會目前使用的另外一種消諧裝置是在電壓互感器的一次側中性點上串接LXQ型非線性電阻，以限制其產生諧振的方法，由于該方法具有安裝簡便、結構簡單、消諧效果明顯的特點，目前得到廣泛的應用，具有較高的推廣使用價值。

    4 結束語中性點不接地系統發生諧振的直接因素是系統過電壓，其根本原因是電壓互感器出現飽和，造成互感器的感抗改變，至于采用何種消諧方法，應該根據實際情況，結合系統的運行方式，分別采取措施，以達到預期的目的。中試控股技術博士為您解答：變頻諧振耐壓試驗應是交流耐壓試驗，于電纜的電容量較大，采用傳統的工頻試驗變壓器很笨重、龐大，且大電流的工作電源在現場不易取得。采用串、并聯諧振交流耐壓試驗設備，其輸入電源的容量能顯著降低，重量減輕，便于使用和運輸。電容電流測試儀直接從PT的二次側測量配電網的電容電流，只需將測量線接于PT的開口三角端就可以測量出電容電流的數據。

對于試驗頻率范圍，國內外有四種看法：第一類是寬頻范圍(30-300HZ)；第二類是工頻范圍；第三類是接近工頻；第四類是超低頻。

根據國際大電會議GIGRE的研究，得出頻率30-300HZ范圍內，交聯聚乙烯電纜內部幾種典型絕緣缺陷的擊穿特性沒有明顯的差別，是可信的，得到了普遍的采用，這種交流電壓可以重現與運行工況下相同的電場，并已證明是有效的方法，如江西電網電力設備預防性試驗規程就推薦30-300HZ的諧振耐壓試驗。

中試控股技術博士為您解答：串聯諧振耐壓試驗室利用電抗器的電感與被試品電容實現串聯諧振，這已經成為高電壓試驗的新的方向和潮流，在國內外得到了廣泛的應用。

串聯諧振有調感式和調頻式兩種：調感式采用可調節鐵心氣息的電抗器，通過調節電感量，使回路處于工頻諧振狀態，其缺點是噪音大，機械結構復雜，設備笨重，搬運困難。

調頻式采用固定電感電抗器，通過調節勵磁電源的頻率使其與試驗回路的固有頻率相同，串、并聯回路達到諧振狀態，從而在試品上產生高電壓或相對的大電流，達到試驗對試品耐壓試驗的目的，其特點是試驗設備體積小，重量輕，品質因素高，使用方便。