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中試控股技術研究院魯工為您講解：超低頻介損絕緣耐壓一體化測量裝置

中試控股是ZSHVA-30KV超低頻電纜介質損耗測試儀源頭實力大廠
可以完成試驗：應用于6kV、10kV、35kV電纜、電力電容器、大中型發電機、電動機的無損耐壓及介質損耗等項目的測試，集成介質損耗診斷系統、耐壓測試等多種測試功能，峰值電壓可達80kV。
參考標準：DL/T849.4-2004和IEEE400.2-2013
ZSHVA-30KV超低頻電纜介質損耗測試儀是由中試控股研發生產，采用 7 寸觸模屏、最新 ARM7 單片機、高速 AD 采集電路，并配有后臺管理軟件。它克服了國內同類產品的諸多缺點，特別適用于絕緣等值電容較大的電氣設備（例如：電力電纜、電力電容器、大中型發電機和電動機等）耐壓試驗，符合 2004 年國家新頒布電力行業標準《超低頻高壓發生器通用技術條件 DL/T849.4-2004》要求。
ZSHVA-30KV超低頻電纜介質損耗測試儀采用了降低試驗頻率，從而降低了試驗電源容量的方法。從國內外多年的理論和實踐證明，用 0.1Hz 超低頻耐壓試驗替代工頻耐壓試驗，不但能有同樣的等效性，而且設備的體積大為縮小，重量大為減輕，理論上容量約為工頻的五百分之一，且操作簡單。這就是為什么發達國家普遍采用這一方法的主要原因。

中試控股多年專業制造 ? 國家電網.南方電網.內蒙電網.入圍合格供應商

中試控股一直致力于從事超低頻耐壓介質損耗測試裝置，檢測試驗與設備維保三位于一體，集設計、生產、銷售的服務商，為客戶提供一站式工業產品智能系統解決方案。

電氣設備的高壓耐壓試驗是《絕緣預防性試驗》規定的最重要項目之一。
耐壓試驗可分為交流耐壓試驗和直流耐壓試驗，交流耐壓試驗又可分為工頻、變頻和 0.1Hz 超低頻介損測試技術，其中 0.1Hz 超低頻介損技術是最新技術，是當前國際電工委員會推薦的技術。我公司新一代本系列超低頻介損高壓發生器是采用最新
美國技術自主開發的核心產品，采用 7 寸觸模屏、最新 ARM7 單片機、高速 AD 采集電路，并配有后臺管理軟件。
ZSHVA超低頻耐壓介質損耗測試裝置遠遠高于同類進口產品，特別適用于絕緣等值電容較大的電氣設備（例如：電力電纜、電力電容器、大中型發電機和電動機等）耐壓試驗，符合 2004 年國家新頒布電力行業標準《超低頻高壓發生器通用技術條件 DL/T849.4-2004》要求。

1.電壓（峰值）0-80kv， 靈敏度：0.1kV， 精確度：1 % 
2.波形：超低頻正弦波、直流電壓，電壓正，負峰值誤差：≤3％，電壓波形失真度：≤1％
3.頻率范圍：0.1 Hz 0.05 Hz 0.02 Hz 負載范圍（超低頻測試）：10nF–10μF
4.電流：測量范圍：0–70 mA ，靈敏度：1μA ，精確度：1 %
5.介損：
超低頻正弦波電壓范圍：1–80kVrms 
負載范圍：50nF–5μF
分辨率：不低于1x10-6
精確度：不低于1x10-3
測量范圍：1x10-3–21000x10-3
介損測量頻率：0.1Hz 
電容量范圍：50nF-5μF
電阻值范圍：30MΩ-10GΩ
體積：48cm*28cm*58cm
重量：45kg
6.使用條件：戶內、戶外；溫度：-10℃～+40℃；濕度：≤85％RH
7.電源：頻率50Hz,60hz，電壓100v -260V±5%。
8.usb通信口。 
9.使用條件：戶內、戶外；溫度：-10℃～+40℃；濕度：≤85％RH
10.電源：電壓 220V±5%，50±5Hz

?一機多用
該儀器自身集成符合IEEE 400.2-2013的耐壓測試和介質損耗因數診斷模塊。可進行電纜交直流耐壓測試、外護套測試及故障定位等多種測試。

?強大的輸出
輸出電壓峰值可達29kV，有效值可達21KV。與同品類儀器相比，電容*大10μF，可測試更長距離電纜。輸出電流*大可達20mA，比同類儀器所需測試時間更短。

?無限制運行時間
可對電纜進行持續測量，而同品類儀器在連續工作1小時后，需要將儀器停機散熱2小時。

?可視化軟件
所有的結果可以通過USB或藍牙進行下載、編輯并生成報告。軟件具有圖形分析功能，可以更加直觀地讀取測試結果并與之前測試結果生成對比。

?DDD安全系統
儀器具有兩個獨立的接地裝置（電子和機械放電），確保儀器運行時因電源被意外切斷，也能使儀器放電，保證操作人員的安全。

?返回電壓保護
防止測試過程中電纜突然上電對人員造成傷害。當儀器檢測到外部電壓大于100V時，自動切斷電源并有紅色指示燈指示，保證操作人員安全。

?運輸方便
在尺寸，重量（14 kg）方面都具有突出特點，具有防水等級為IP67的非常堅固的水密外殼，減少了額外的運輸箱，便于現場測試及運輸。

?高清顯示屏
具有高清的彩色顯示屏(4,3")，可以輕松讀取測試結果。

?干性系統
內部無油填充部件，方便用戶日常的維護及運輸。

?系統可升級
可根據用戶的需要添加局部放電測試模塊，同時進行電纜耐壓、局部放電、介質損耗因數測試。

何謂超低頻，根據IEEE 400.2 規定輸出頻率范圍 0.1 – 0.01 Hz便稱為超低頻。采用0.1Hz高壓發生器產生純正弦波高壓，施加到被測電纜上激發缺陷點的局放，檢測系統經耦合電容器分壓后接檢測阻抗的測量回路，采用脈沖電流法進行局放測量。為何B2HV要采取正弦波呢？首先直流電對電纜損害非常大，超低頻余弦也不能測局放和介損。

自2012年以來超低頻技術的發展推動了各地的應用，廣泛的實踐應用又促進了標準的形成：IEEE、IEC等國際標準陸續納入并推薦配網電纜的超低頻介損、局放、耐壓的多功能監測式耐壓試驗。

是一款10KV電纜超低頻介損測試儀，可評估電纜老化程度，電纜健康情況盡在掌握。僅有14kg重量，現場測試一人搞定，使用時間不受限。另外IP67防護等級使其可在惡略環境下使用；特有的電壓檢測保護以及雙放電裝置，確保操作人員的生命安全，5公里以內電纜介損測試必備神器！

產品考慮到客戶的使用使用情況，可以兼容高壓和低壓側采樣。高壓側采樣的優點是會提高電纜的測試精度（例如10米以下的電纜），低壓側采樣的優點是接線少操作簡便。

輸出電流可達20mA,測試電流的大小決定了測量相同長度及容量的電纜所用的時間長短，長度越長電容越大的電纜對測試電流的要求*越高。而測試輸出電流越大則測試速度*越快。

操作說明
1.操作程序
開機、關機、復位
按上述方法連好所有線路之后，就可以將電源開關打開。儀器在微機上電或復位后，自動進入如圖 4 所示的界面。在進行連線、拆線、或暫不使用儀器時，應將電源關掉。電源插座上裝有保險管。若開機屏幕無顯示，應先檢查保險管是否熔斷，保險管大小應按表 3 提供的數據更換。
首先在圖 4 屏上點擊“設置”按鍵會出現圖 5 所示的設置參數界面，在圖 5 上可根據試驗的需要設定好輸出頻率、試驗時間、試驗電壓、高壓側的過流保護值、過壓保護值。修改方法如下：
★ 頻率有三種選擇：0.1、0.05、0.02，單位為 Hz。
★ 定時修改范圍：0-99 分。它規定了試驗時間的長短，單位為分鐘。
★ 設定電壓：范圍為 0 至額定值，單位為 kV。它設置了我們所要升至的試驗電壓。儀器升至這個設定限壓值時，就不再升壓,并保持在這個峰值下進行等幅的正弦波輸出。
★ 設定限壓：電壓保護值設定范圍為 0 至額定值，單位為 kV。它規定了通過試品的電壓上限值，當電壓超過此設定時，儀器自動切斷輸出。
★ 設定限流：電流保護值設定范圍為 0 至額定值，單位為 mA。它規定了通過試品的電流上限值，當電流超過此設定時，儀器自動切斷輸出。
（注意：以上電壓、電流及儀器顯示的測量數據均為峰值。）
（3) 自動升壓
按圖 4 中的“開始”鍵后，儀器在電腦的控制下，按如下流程進行升壓試驗：自檢→升壓→等幅輸出→停機
具體過程如下：
自檢過程
控制器自動進入負載檢測，若未檢測到負載，則如圖 6 狀態欄中提示信息：“未接負載”,
表示未接升壓體或未接容性試品。
圖 6 控制器提示未接負載
升壓過程
自檢成功后，儀器自動進入升壓狀態，則如圖 7 所示，狀態欄中提示信息：“正在升壓”。
與此同時，計時開始進行。
圖 7 控制器提示正在升壓
等幅輸出
控制器在若干個周期的時間內將電壓升至設定值，儀器將進行等幅輸出，則如圖 8 所示，
狀態欄中提示信息：“等幅輸出”
當計時達到設定時間，儀器自動停機，則如圖 9 所示，狀態欄中提示信息：“停止試驗”。

 

總結

 

針對某110kV變電站諧振事故，利用諧振原理與知識，分析了此次事故發生的原因，并結合實際工作經驗對諧振過電壓給出了多種控制措施和方法，以便具體工作中借鑒和運用，有效提高系統運行穩定性，提高供電安全性和可靠性。

一、串聯諧振現象名詞解釋：

串聯諧振顧名思義就是在電阻、電感和電容的串聯電路中，出現電路的端電壓和電路總電流同相位的現象，叫做串聯諧振。串聯諧振的特點是指電路呈純電阻性，端電壓和總電流同相，此時阻抗最小，電流最大，在電感和電容上可能產生比電源電壓大很多倍的高電壓，因此串聯諧振也稱電壓諧振。在電力工程上，由于串聯諧振會出現過電壓、大電流，以致損壞電氣設備，所以要避免串聯諧振。在電感線圈與電容器并聯的電路中，出現并聯電路的端電壓與電路總電流同相位的現象，叫做并聯諧振。并聯諧振電路總阻抗最大，因而電路總電流變得最小，但對每一支路而言，其電流都可能比總電流大得多，因此電流諧振又稱電流諧振。并聯諧振不會產生危及設備安全的諧振過電壓，但每一支路會產生過電流。

二、串聯諧振有電路的特點有哪些?

 

1.說到串聯諧振的特點首先，諧振時串聯諧振電路的總阻抗最小，且呈純電阻性，其值等于R。

2.諧振時串聯諧振電路中的電流最大，且與電壓同相位。其次，其值為 諧振時XL=XC，此時的XL或XC為電路的特性阻抗，用字母ρ表示為諧振時電感和電容兩端的電壓大小相等，方向相反，且有Q為串聯諧振電路的品質因數，最后它是衡量諧振電路特性的一個重要參數。通常將串聯諧振電路的特性阻抗與電路中電阻的比值稱為電路的品質因數，用字母Q表示。

 

三、串聯諧振在工作中的五大特點是什么?

特點一：電穩定性、可靠性高。系統采用進口功率元件作為功率變換的核心，電壓輸出和頻率輸出穩定，電磁兼容設計合理，保護功能完善，經過多次高壓直接對地短路的測試，系統仍然保持完好，同時系統也有很強的過載能力。

 

特點二： 自動調諧功能強大。系統自動調諧時，從30Hz到300Hz自動掃頻，顯示掃頻曲線，用戶能直觀地看到系統調諧過程;掃頻完成后，系統根據掃頻初步找到的諧振頻點，在其±5Hz范圍內以0.01Hz為分辨率進行頻率細掃，最后精確鎖定諧振頻率

 

特點三：支持多種試驗模式。系統支持"自動調諧+手動調壓"，"自動調諧+自動調壓"，"手動調諧+手動調壓"等試驗模式，推薦使用"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試驗過程，安全性更高。

 

特點四：系統人機交互界面友好。試驗參數設置、試驗控制、試驗結果等同屏顯示，直觀清晰，并具有自動計時及操作提示功能。全觸摸屏操作及顯示，具備試驗數據保存和查詢功能

 

特點五：保護功能完善。具備零位保護(電壓輸出控制旋鈕不在零位時，禁止系統啟動)，過壓保護，過流保護，閃絡保護等功能，保證了系統的可靠性。

 

四、串聯諧振技術難點有哪些?

 

先說下串聯諧振的歷史，串聯全諧振變換器曾經是上世紀60-70年代最流行的變換器,只要給出合適的死區時間,即可實現很好的軟開關變換. 現代的數控技術給這一經典的變換電路增添了不少活力。串聯諧振在技術難點主要有以下三項： ZCS 頻率追蹤控制、 ZVS 死區追蹤控制、 ZCS_ZVS 交替追蹤控制。那么面對這些串聯諧振的技術難點又有哪些好的解決方案呢?

 

 

 

五、串聯諧振解決方案

串聯諧振解決方案首選中試控股，為什么我要這樣說。因為中試控股是有著28年的技術沉淀。新一輪電改的持續推進，我國電力市場化程度不斷提升。但目前電改的實際進展情況如何?當前國內電力體制改革與儲能發展的共性需求，旨在推動中國的電力市場化進而為中國的電力市場化中試控股作為一家技術型企業，有必要擔負起中國的電力市場責任所在。必將迎來商業化發展的大時代。

ZVS 交替追蹤控制。那么面對這些串聯諧振的技術難點又有哪些好的解決方案呢?

五、串聯諧振解決方案

串聯諧振解決方案首選中試控股，為什么我要這樣說。因為中試控股是有著28年的技術沉淀。新一輪電改的持續推進，我國電力市場化程度不斷提升。但目前電改的實際進展情況如何?當前國內電力體制改革與儲能發展的共性需求，旨在推動中國的電力市場化進而為中國的電力市場化中試控股作為一家技術型企業，有必要擔負起中國的電力市場責任所在。必將迎來商業化發展的大時代。

成果簡介：

  智能型高壓變頻串聯諧振交流耐壓試驗電源，已在中試控股調試使用。

  本成果中試控股已授權實用新型專利一項“高壓變頻串聯諧振試驗電源”，同時，已發表論文兩篇，其中一篇EI檢索（“智能型高壓變頻串聯諧振試驗電源設計”、“智能型串聯諧振試驗電源電壓及頻率的研究”），目前一篇論文已被高電壓技術雜志（EI源刊）錄用（“一種調頻式串聯諧振試驗電源數字控制器設計”）。

成果內容提要：

   主要觀點：

   本成果研究了一種智能型高壓變頻串聯諧振交流耐壓試驗電源。智能型串聯諧振試驗電源是電力設施進行耐壓試驗必不可少的檢驗設備，通過對電力設備進行耐壓試驗，可以確定設備內部的清潔度及絕緣是否達到規定要求，用來檢驗設備的制造及性能良好與否，確保設備安全可靠運行，智能型串聯諧振試驗電源采用變頻變壓的方法來使試驗回路諧振實現二次升壓，是電氣設備進行耐壓試驗不可缺少的檢測設備。以往進行的工頻交流試驗實驗裝置主要是高壓試驗變壓器和電力變壓器，電源容量大、試驗裝置笨重，不能自動調頻、調壓，難以適應當今大電網、高電壓、高自動化的發展趨勢。與傳統的調頻式諧振高壓試驗電源相比，本研究作品嵌入新型智能調頻、調壓算法，利用大功率開關器件絕緣柵雙極晶體管（IGBT）代替以往的模擬器件逆變產生高壓試驗所需的交流電壓，同時利用LC串聯諧振原理使在測試品上產生電路品質因數Q（一般處于50~100之間）倍的高壓。該裝置體積小、重量輕，現場操作簡單方便，并且中試控股可以有效的保護實驗裝置以及測試品。本裝置的主要功能如下：

1.交流耐壓

      中試控股本裝置利用高壓回路中電抗與容型試品發生串聯諧振產生高壓，檢測測試品的絕緣程度。實驗過程可采用手動與自動方式實現，所產生的高壓可根據測試品的電壓等級進行調整，范圍廣，可靠性高，穩定性好。諧振頻率范圍可達30~300Hz，接近于工頻耐壓試驗。

2.報警、保護功能

   中試控股本裝置具有智能的保護和報警功能。測試品在進行耐壓試驗過程中，若被擊穿，裝置具有自動判斷、報警、保護、切除試驗回路電源，同時會在人機交互界面上顯示故障信息。當超過設定的試驗電壓時，也會有相應的保護動作，具有完善的報警功能。

3.存儲打印功能

   除以上功能外，中試控股本裝置還具備存儲和打印功能。在測試品進行交流耐壓過程中，能夠記錄并存儲耐壓過程中的電壓值以及試驗結果，可以通過打印機將試驗過程電壓值和試驗結果打印，方便日后查詢。

   創新點：

1、中試控股利用高壓回路中電抗與容型試品發生串聯諧振產生高壓，減少電源輸入容量。

2、裝置具有全自動功能，操作方便，體積小，便于攜帶。

3、中試控股控制電路采用雙處理器結構，充分利用DSP芯片高效的數據處理能力，對數據實時采樣、運算及對電壓實時調節控制；采用STM32控制人機交互界面，操作方便，顯示直觀。

4、中試控股采用基于負載電流前饋的濾波電容電壓外環電感電流內環的雙環控制系統，使得在掃頻過程中電壓幅值穩定，中試控股具有良好的正弦化波形。

5、中試控股采用單極性倍頻調制算法，使得濾波器的設計比較方便，輸出電壓波形良好。

   實踐意義：

   近年來人民的生活水平不斷提高，用電需求量的不斷增大，導致電力設備要承受最高工作電壓、電流的頻繁作用，致使電力設備運行發生的事故中有很大一部分是絕緣故障。因此電力設備在掛網運行前一定用經過嚴格的絕緣性能檢測。任何電力故障或事故的發生都將影響到電力系統的正常運行和電力用戶的正常生產和生活，將會給國民經濟造成重大損失，帶來不良社會影響。國內諸多大學及科研所投入了大量的力量進行研究和開發，均已研制出實際的裝置并投入運行。但是，由于技術還不夠完善，以及其他方面的原因，早期已實際投運的系統運行效果并不理想，巨大的市場正急切呼喚新一代產品的問世。

    本成果研發的智能型高壓變頻串聯諧振交流耐壓試驗電源，具有全自動功能，操作方便，體積小，便于攜帶；硬件上采用雙處理器結構，充分利用DSP芯片高效的數據處理能力，對數據實時采樣、運算及對電壓實時調節控制；采用STM32控制人機交互界面，操作方便，顯示直觀；軟件上采用基于負載電流前饋的濾波電容電壓外環電感電流內環的雙環控制系統單極性倍頻調制算法，使得在掃頻過程中電壓幅值穩定，具有良好的正弦化波形。

     另外，陜西是西部地區的橋頭堡，科技和教育水平居全國先進，然而由于種種原因經濟仍處于欠發達水平。在國家西部大開發戰略的推動下，陜西正在實施“科技興陜”的戰略，科技含量極高的本項目將積極推動這一戰略的實施，為陜西經濟和社會發展做出貢獻。同時，本成果的實施對目前我國西部大開發“以科技帶動經濟發展”的戰略也有具有重要意義，對促進陜西及西部地區經濟的發展具有顯著的社會效益。

 

中試控股串聯諧振試驗裝置功能特征

 

1、串聯諧振試驗裝置具有過壓、過流、零位啟動、系統失諧（閃絡）等保護功能，過壓過流保護值可以根據用戶需要整定，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，便于現場使用。

 

3、中試控股串聯諧振試驗裝置具有三種工作模式，方便用戶根據現場情況靈活選擇，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據，存入的數據編號是數字，方便的幫助用戶識別和查找。

 

5、中試控股串聯諧振自動掃頻時頻率起點可以在規定范圍內任意設定，掃頻方向可以向上、向下選擇，同時液晶大屏幕顯示掃描曲線，方便使用者直觀了解是否找到諧振點。

 

6、中試控股串聯諧振試驗裝置采用了DSP平臺技術，可以方便的根據用戶需要增減功能和升級，也使得人機交換界面更為人性化。

 

串聯諧振試驗裝置

串聯諧振試驗裝置技術指標

 

1、額定電壓：45kV---滿足10kV電纜的交流耐壓試驗；90kV---滿足35kV電纜、變壓器的交流耐壓試驗；

 

2、輸出電壓波形畸變率：<1.0％

 

3、允許連續工作時間：額定條件下一次性工作60分鐘；

 

4、串聯諧振自身品質因數：Q>505、GIS，開關等試驗滿負荷時品質因數：Q>50（與負載相關）

 

6、輸入電源：單相380V7、頻率調節范圍：30Hz～300Hz8、系統測量精度：1.5％9、串聯諧振試驗裝置具有過壓、過流、零位啟動等保護功能

 

串聯諧振試驗裝置技術參數

1、變頻電源一臺：額定功率：10kW；輸入電壓：單相 380V±15% 50Hz輸出電壓：0～400V可調輸出電壓頻率：30～300Hz 0.1Hz步進可調頻率不穩定度≤0.02%輸出電流：0～37.5A2、高壓電抗器（共4臺）：額定工作電壓：27kV額定工作電流：1.5A額定電感量：８０H串聯諧振連續工作時間：30min溫 升：小于45度工作頻率：30~300Hz3、激勵變壓器一臺： 額定容量：10kVA輸入電壓：400V輸出電壓：15kV/3kV/2kV輸出電流：1A/5A/7.5A4、電容分壓器一臺：自身電容量：1000pF串聯諧振額定電壓：100kV工作頻率：30～300Hz不確定度：1.5%

串聯諧振試驗裝置在對110kv電力變壓器的故障檢測中，經常會遇到很多棘手的問題，讓工作者束手無策，下面為大家帶來一些常見的案例，主要有以下檢測項目。

變比試驗

串聯諧振試驗裝置在變比試驗中，中試控股如果雙繞組變壓器的繞組出現了匝間短路的故障，匝間短路的繞組直流電阻變小，比其它同類兩相繞組電阻小；一次（二次）繞組匝間短路，變比會變小（變大）。在電阻值變小后，若高壓線圈短路則變比值變小，若低壓線圈短路則變比值變大。

繞組變形試驗

串聯諧振試驗裝置對變壓器進行高頻電壓通電，其中的繞組都可以成為由曲線電阻，電容，以及電感等組成的線性雙口網絡，繞組發生變形的話，會造成參數的變化，以至于網絡傳遞函數的額極值點和零點發生變化，通過使用頻率分析法，可以檢驗變壓器的繞組變形狀況。串聯諧振試驗裝置對試驗結果進行橫向和縱向的分析，比較振幅特性差別，判斷繞組產生變形與否。

繞組直流電阻檢測

直流電阻的檢測是一項非常有效的試驗項目，中試控股能直接反映繞組匝間的短路，通常用變壓器直流電阻測試儀可快速檢測出故障，如：接頭接觸不良，導線電阻差異，分接開關接觸情況，以及繞組斷股等問題。

油色譜試驗

在一般的情況下，串聯諧振試驗裝置檢驗變壓器中是否有電弧放電的情況，只要通過檢測變壓器中的乙炔氣體，氫氣的體積分數進行相關檢測。變壓器中的固體絕緣材料受熱或是經過電弧放射的影響之后，會有乙炔氣體產生，氫氣是因為絕緣油或是絕緣材料受到電弧影響之后產生的。串聯諧振試驗裝置對于110kv變壓器發生故障前的檢測數據，也就是標準數據值，與發生故障后的色譜數據進行對比分析。兩種氣體的超標，使得保護裝置發出了保護動作信號，在對變壓器進行輕瓦斯試驗，中試控股試驗表明動作信號準確，進一步驗證了短路故障是因為變壓器的內部放電導致的。

介質損耗試驗

串聯諧振試驗裝置還可以用來判斷變壓器是否存在短路故障，對于中小型的變壓器，這個方法十分有效，中試控股但是大型變壓器的損耗體積較小，相對整體體積來說靈敏度很低。只有在短路部分體積較大時，才容易測量出來，反映出不合格數值。在現實中，對比理論值與測量值的差異，分析大型變壓器的雙繞組進行介質損耗因素以及電容的變化關系。

串聯諧振試驗裝置是一款多用功能型電力測試儀器，主要針對10kv、35kv電纜、35kv主變、母線、開關、絕緣子等電氣主設備的交流耐壓試驗設計制造。串聯諧振試驗裝置是電力工作者不可或缺的主導產品。

串聯諧振試驗裝置的主要技術指標都有哪些呢？串聯諧振試驗裝置是進行高壓電器設備的試驗中經常需要使用到的儀器，主要進行高壓電器設備的交流耐壓試驗，具有測試速度快精度高、升壓穩定等特點，深受廣大電力工程人員的歡迎，但是在實際的選購過程中，需要根據被試品的不同，來選擇不同的電壓等級的串聯諧振試驗裝置，所選的裝置的技術指標也不盡相同，本文就以中試控股生產的ZSBP串聯諧振試驗裝置為例，來給大家簡單講解下串聯諧振試驗裝置的主要技術指標。

 

一、額定電壓：

 

90kV---滿足35kV電纜的交流耐壓試驗；工作頻率：30-300Hz,試驗電壓不超過52kV,試驗時間60min；

 

45kV---滿足10kV電纜的交流耐壓試驗；工作頻率：30-300Hz,試驗電壓不超過22kV,試驗時間5min；

 

135kV---滿足110kV電纜的交流耐壓試驗；工作頻率：30-300Hz,試驗電壓不超過128kV,試驗時間60min；

 

270kV—滿足110kV及以下電壓等級GIS開關的交流耐壓試驗;工作頻率：30-300Hz,試驗電壓不超過265kV,試驗時間1min；

 

二、輸出電壓波形畸變率：

 

三、允許連續工作時間：額定條件下一次性工作60分鐘；

 

四、裝置自身品質因數：Q>50

 

五、GIS，開關等試驗滿負荷時品質因數：Q>20（與負載相關）

 

六、輸入電源：三相380V或單相220V

 

七、頻率調節范圍：30Hz～300Hz

 

八、系統測量精度：1.5％

 

九、裝置具有過壓、過流、零位啟動等保護功能

 

 

 

中試控股串聯諧振試驗裝置適用于10kV、35kV等電纜的交流耐壓試驗。

 

電纜串聯諧振交流耐壓試驗裝置主要由變頻電源（主機）、勵磁變壓器、諧振電抗器、電容分壓器組成。頻率調節范圍：30～300Hz，重量輕，適合現場試驗，串聯諧振電抗器，勵磁變壓器采用干式環氧澆注，適合各類電纜要求，可以根據實際需求進行定制。

 

中試控股串聯諧振試驗裝置由變頻電源、激勵變壓器（也可稱為勵磁變壓器）、電抗器和電容分壓器組成。被試品的電容與電抗器構成串聯諧振連接方式；分壓器并聯在被試品上，用于測量被試品上的諧振電壓，并作過壓保護信號；調頻功率輸出經激勵變壓器耦合給串聯諧振回路，提供串聯諧振的激勵功率。

 

中試控股串聯諧振試驗裝置采用多級疊加的方式，多臺電抗器可并聯、串聯使用，分壓器既用來測量試驗電壓，也可以作為小電容量試品的補償電容，使得諧振頻率可以在30～300Hz范圍內完成多種電力設備的交流耐壓試驗。變頻串聯諧振基本原理是采用可調節（30--300Hz）串聯諧振試驗設備與被試品電容諧振產生交流試驗電壓。

 

適用于10kV、35kV等電纜的交流耐壓試驗，變頻串聯諧振耐壓試驗是利用電抗器的電感與被試品電容實現電容諧振，在被試品上獲得高電壓、大電流。電纜交流耐壓試驗裝置主要由變頻電源（主機）、勵磁變壓器、諧振電抗器、電容分壓器組成。被廣泛用于電力、冶金、石油、化工等行業，適用于大容量，高電壓的電容性試品的交接和預防性試驗。

 

產品特征：

1、所需電源容量大大減小，試驗所需的電源功率只有試驗容量的1/Q。

2、體積小，重量輕，一般為普通試驗裝置的1/3-1/5；

3、串聯諧振試驗裝置諧振電源調頻及功率元件使用日本進口的優質元器件，設計的是諧振式濾波電路，能改善輸出電壓的波形畸變，獲得很好的正弦波形，有效的防止了諧波峰值對試品的誤擊穿。

4、變頻電源保護功能強，穩定性好；具備具備全自動（自動調諧、自動升壓）、全手動（手動調諧、手動升壓）以及半自動（自動調諧、手動升壓及手動調諧、自動升壓）的多種工作模式，可任意切換使用，操作方便；采用220V或380V單相電源，方便現場取電。

5、配置靈活，擴展功能強。諧振電抗器采用多只方式，積木式組合，可串可并，滿足多種試品的試驗要求，更方便現場使用。

6、大屏幕觸摸LED液晶彩屏和外接鼠標直接完成各種參數的設置，試驗結果可保存、打印、上傳、回查等。

對于電力系統的安全運行，串聯諧振試驗運用于電纜，電容器、發電機等具有大電容的電力設備的交流試驗，采用高壓諧振技術對大容量電氣設備進行工頻耐壓試驗已成電力市場主流。中試控股怎么判斷和選擇高壓變頻串聯諧振交流耐壓裝置也是電力人都在思考的問題。

串聯諧振交頻耐壓諧振試驗裝置是利用高壓回路中電抗與容型試品發生串聯諧振產生高壓，檢測測試品的絕緣程度。實驗過程可采用手動與自動方式實現，中試控股所產生的高壓可根據測試品的電壓等級進行調整，范圍廣，可靠性高，穩定性好。諧振頻率范圍可達30~300Hz，接近于工頻耐壓試驗。

 

中試控股什么樣的串聯諧振交頻耐壓諧振試驗裝置算是一個好的設備呢？可以通過以下幾點說明：

1、利用高壓回路中電抗與容型試品發生串聯諧振產生高壓，減少電源輸入容量。

2、裝置具有全自動功能，操作方便，體積小，便于攜帶。

3、控制電路采用雙處理器結構，充分利用DSP芯片高效的數據處理能力，對數據實時采樣、運算及對電壓實時調節控制；采用STM32控制人機交互界面，操作方便，顯示直觀。

4、采用基于負載電流前饋的濾波電容電壓外環電感電流內環的雙環控制系統，使得在掃頻過程中電壓幅值穩定，具有良好的正弦化波形。

5、采用單極性倍頻調制算法，使得濾波器的設計比較方便，輸出電壓波形良好。

工頻交流耐壓試驗裝置（又稱串聯諧振，變頻串聯諧振，串聯諧振裝置，串聯諧振耐壓試驗設備，交流耐壓試驗裝置）用于容性試品交流耐壓試驗的設備，那么主要使用范圍

 

1、6kV-500kV高壓交聯電纜的交流耐壓試驗。

 

2、發電機的交流耐壓試驗。

 

3、GIS和SF6開關的交流耐壓試驗。

 

4、6kV-500kV變壓器的工頻耐壓試驗。

 

5、其它電力高壓設備如母線、套管、互感器的交流耐壓試驗。

 

ZSBP系列中試控股交頻耐壓諧振試驗裝置針對單機容量在250MW及以下水力發電機的交流耐壓試驗，保護功能強，輸出波形好，穩定性好，多種工作模式，采用多電源模式，方便現場取電。同時先調感后調頻方式能準確找到最大Q點，避免電壓上升導致的諧振偏移。

 

有很多人在選擇設備時都會關注價格，但是對于價格你要知道現代社會都是等價交換的年代，對產品質量有要求那么對價格也是有檔位的。在選擇上一定要走出價格誤區。

 

1.設備質量和產品長期穩定的判斷才是第一位。

 

2.對于設備的售后服務上才能對你使用的設備在運行時候有保障。

 

3.對產生的不重視，也就是忽視生產策略的影響。

 

4.價格低廉后期維修上一定會把價格拉回來。

 

ZSBP系列變頻串聯諧振試驗裝置可進行各種可進行各種交流耐壓試驗，有GIS耐壓試驗、電纜耐壓試驗、發電機耐壓試驗、變壓器感應耐壓試驗等。這些耐壓試驗都是電力系統中常規的試驗，我們中試控股必要要掌握。為了更好的進行這些耐壓試驗，在此之前，我們還要了解變頻中試控股串聯諧振試驗裝置各種試驗接線方法。

 

發電機耐壓試驗接線：

 

 

 

串聯諧振裝置

變頻串聯諧振試驗裝置

 

GIS耐壓試驗接線：

 

 

 

串聯諧振裝置

變頻串聯諧振試驗裝置

 

變壓器耐壓試驗接線：

 

 

 

串聯諧振裝置

變頻串聯諧振試驗裝置

 

變壓器感應耐壓試驗：

 

 

 

串聯諧振裝置

變頻串聯諧振試驗裝置

 

電纜耐壓試驗：

 

 

 

串聯諧振裝置

變頻串聯諧振試驗裝置

 

 

 

變頻串聯諧振試驗裝置是運用串聯諧振原理，利用勵磁變壓器激發串聯諧振回路，調節變頻控制器的輸出頻率，中試控股使回路電感L和試品C串聯諧振，諧振電壓即為加到試品上電壓。變頻諧振試驗裝置廣泛用于電力、冶金、石油、化工等行業，適用于大容量，高電壓的電容性試品的交接和預防性試驗。

 

中試控股串聯諧振耐壓裝置主要由變頻控制器，勵磁變壓器，高壓電抗器，高壓分壓器等組成。變頻控制器又分兩大類，20KW及以上為控制臺式，20KW以下為便攜箱式；它由控制器和濾波器組成。變頻控制器主要作用是把幅值和頻率都固定的380V或200V工頻正弦交流電轉變為幅值和頻率可調的正弦波。并為整套設備提供電源。勵磁變壓器的作用是將變頻電源輸出的電壓升到合適的試驗電壓。高壓電抗器L是諧振回路重要部件，當電源頻率等于1/(2π√LCX)時，它與被試品CX發生串聯諧振。

 

變頻串聯諧振裝置主要技術特點

 

* 全國少數通過國家權威部門--電力工業電氣設備質量檢驗測試中心（武漢高壓研究所） 嚴格的型式試驗鑒定，質量可靠，確保試驗人員、被試品和試驗設備本身的安全；

 

* 體積小，重量輕，特別適合現場使用；

 

* 符合國標要求:有監測峰值/√2功能，可實時監測試驗波形；

 

* 過壓,過流,放電,過熱及零啟動保護全面可靠,動作時間1微秒；

 

* 設備自帶微型打印機，可及時打印保存試驗數據；

 

* 按軍用標準抗振和防塵設計，耐長途運輸和嚴酷使用環境；

 

* 一鍵鼠標式旋鈕“傻瓜式”操作，大屏幕液晶顯示；

 

* 獨有軟件校準功能，方便用戶校準表計，確保高電壓值準確度；

 

* 德國威圖設計全鋁合金機箱,立臥兩用,輕便美觀,大大方便現場使用；

 

* 所有主要元器件均由世界知名企業原裝進口，包括美國德州儀器，英特爾，德國西門子， 施耐德，日本東芝，富士等；

 

* 產品穩定可靠，三年質保；

 

* 信守承諾，服務專業及時，盡最大努力為客戶需求服務；

 

 

 

變頻串聯諧振裝置主要用途

 

1、6kV-500kV高壓交聯電纜 的交流耐壓試驗

 

2、發電機 的交流耐壓試驗

 

3、GIS和SF6開關 的交流耐壓試驗

 

4、6kV-500kV變壓器 的工頻耐壓試驗

 

5、其它電力高壓設備如母線，套管，互感器的交流耐壓試驗。

 

變頻串聯諧振成套設備由變頻電源、勵磁變壓器、電抗器、分壓器組成。

 

 

串聯諧振試驗裝置產品優點

 

1. 所需電源容量大大減小。系列串聯諧振試驗裝置是利用諧振電抗器和被試品電容產生諧振，從而得到所需高電壓和大電流的，在整個系統中，電源只需要提供系統中有功消耗的部分，因此，試驗所需的電源功率只有試驗容量的1/Q倍（Q為品質因素）。

 

2. 設備的重量和體積大大減小。串聯諧振電源中，不但省去了笨重的大功率調壓裝置和普通的大功率工頻試驗變壓器，而且，諧振激磁電源只需試驗容量的1/Q，使得系統重量和體積大大減小，一般為普通試驗裝置的1/5～1/10。

 

3. 改善輸出電壓波形。諧振電源是諧振式濾波電路，能改善輸出電壓的波形畸變，獲得很好的正弦波，有效地防止了諧波峰值引起的對被試品的誤擊穿。

 

4. 防止大的短路電流燒傷故障點。在諧振狀態，當被試品的絕緣弱點被擊穿時，電路立即脫諧（電容量變化，不滿足諧振條件），回路電流迅速下降為正常試驗電流的1/Q。而采用并聯諧振或者傳統試驗變壓器的方式進行交流耐壓試驗時，擊穿電流立即上升幾十倍，兩者相比，短路電流與擊穿電流相差數百倍。所以，串聯諧振能有效地找到絕緣弱點，又不存在大的短路電流燒傷故障點的憂患。

 

5. 不會出現任何恢復過電壓。被試品發生擊穿閃絡時，因失去諧振條件，高電壓也立即消失，電弧立刻熄滅，裝置的保護回路動作，切斷輸出。

 

 

 

串聯諧振廣泛用于電力、冶金、石油、化工等行業，適用于大容量，高電壓的電容性試品的交接和預防性試驗。

 

便攜式 變頻串聯諧振裝置主要用于以下方面：

 

1、6kV-500kV高壓交聯電纜的交流耐壓試驗

 

2、發電機的交流耐壓試驗

 

3、GIS和SF6開關的交流耐壓試驗

 

4、6kV-500kV變壓器的工頻耐壓試驗

 

5、其它電力高壓設備如母線，套管，互感器的交流耐壓試驗。

 

 

 

串聯諧振部件作用

 

組成部件：由變頻電源、勵磁變壓器、高壓電抗器和電容分壓器組成。

 

1.變頻電源：將220V/380V，50HZ的電源變為頻率可調、電壓連續可調，同時集操作、保護、控制、監測功能于一體。

 

2.勵磁變壓器：將變頻電源輸出的電壓升壓，同時隔離高壓和低壓。

 

3.高壓電抗器：與容性試品發生串聯諧振。

 

4.分壓器：測量調節器上的高壓電壓值和低壓。

 

串聯諧振試驗裝置充分利用了RLC串聯電路的原理技術并且結合現場的使用環境和多維度的實際應用，滿足電力系統針對大容量、高電壓試驗設備的各項電氣技術要求，串聯諧振試驗裝置由控制部分、勵磁部分、升壓部分和采集部分組成，并且充分利用可編程軟件技術，滿足自動試驗、手動試驗和半自動化試驗。串聯諧振裝置廣泛用于電力、冶金、石油、化工、鐵路等行業大容量，高電壓的電容性試品的交接和預防性試驗。

 

變頻串聯諧振試驗裝置功能特點：

1、穩定性、可靠性高。串聯諧振裝置采用進口功率元件作為功率變換的核心，電壓輸出和頻率輸出穩定，電磁兼容設計合理，保護功能完善，經過多次高壓直接對地短路的測試，系統仍然保持完好，同時系統也有很強的過載能力。

 

2、自動調諧功能強大。串聯諧振裝置自動調諧時，從30Hz到300Hz自動掃頻，顯示掃頻曲線，用戶能直觀地看到系統調諧過程；掃頻完成后，系統根據掃頻初步找到的諧振頻點，在其±5Hz范圍內以0.01Hz為分辨率進行頻率細掃，最后精確鎖定諧振頻率。

 

3、支持多種試驗模式。裝置支持"自動調諧＋手動調壓"，"自動調諧＋自動調壓"，"手動調諧＋手動調壓"等試驗模式，推薦使用"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試驗過程，安全性更高。

 

4、串聯諧振裝置人機交互界面友好。試驗參數設置、試驗控制、試驗結果等同屏顯示，直觀清晰，并具有自動計時及操作提示功能。全觸摸屏操作及顯示，具備試驗數據保存和查詢功能。

 

5、保護功能完善。串聯諧振裝置具備零位保護(電壓輸出控制旋鈕不在零位時，禁止系統啟動)，過壓保護，過流保護，閃絡保護等功能，保證了系統的可靠性。

 

變頻串聯諧振耐壓試驗裝置注意事項:

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，特別是接地線不能接錯。否則可導致試驗裝置損壞

5.變頻串聯諧振耐壓試驗裝置使用時，輸出的是高電壓或超高電壓，必須可靠接地，注意操作安全。

6.當開機且回零后仍然不能升壓時，請長時間按下復位鍵(10秒鐘左右)，并使控制箱面板的指示燈正常，即除"高壓"以外沒有其它紅燈亮，然后開始正常操作.

7.當電壓電壓大于10V，而還沒有進行調諧時，系統會自動失諧，以防止一諧振就產生高壓傷害試品甚至對人體帶來傷害。

變頻串聯諧振交流耐壓試驗裝置采用了調節電源的頻率的方式使得電抗器與被試電容器實現諧振，在被試品上獲得高電壓大電流，是當前高電壓試驗的一種新的方法和潮流，在國內外已經得到廣泛的應用。

 

我們已知，在回路頻率f=1/2π√LC時，回路產生諧振，此時試品上的電壓是勵磁變高壓端輸出電壓的Q倍。Q為系統品質因素，即電壓諧振倍數，一般為幾十到一百以上。先通過調節變頻電源的輸出頻率使回路發生串聯諧振，再在回路諧振的條件下調節變頻電源輸出電壓使試品電壓達到試驗值。由于回路的諧振，變頻電源較小的輸出電壓就可在試品CX上產生較高的試驗電壓。

 

串諧“系統容量/電壓等級”快速選型

1、串諧系統容量的公式

其中：

 

U-試驗電壓(注意)

 

f-諧振頻率（也就是系統真實的工作頻率）

 

C-電容量

 

2、常規電纜對應的試驗電壓。U（見右圖）

 

3、電纜試驗諧振頻率。 一般取f=35Hz

 

4、電容量。C

 

5、串諧系統容量W算法

 

3、示范GDTF-108kVA/108kV串諧常規試驗對象

 

(1)、電纜：

 

10kV/35kV電壓等級

 

(2)、主變：

 

10kV/2.5MVA 35kV/3.5MVA 110kV/20MVA （中性點試驗）

 

10kV/4MVA 35kV/10MVA 110kV/50MVA （中性點試驗，試驗電壓≤80kV）

 

10kV/10MVA 110kV/180MVA（中性點試驗）

 

(3)、其它類

 

10kV開關、PT、CT的交流耐壓試驗

 

35kV及以下電壓等級隔離開關、斷路器的交流耐壓試驗

 

35kV開關柜的交流耐壓試驗

 

GDTF-270kVA/270kV串諧常規試驗對象

 

(1)、電纜：

 

10kV/35kV/110kV電壓等級

 

(2)、主變：

 

10kV/3.5MVA 35kV/54MVA 66kV/100MVA 110kV/50MVA 220kV/31.5MVA

 

10kV/25MVA 35kV/31.5MVA 110kV/110MVA

 

35kV/50MVA 110kV/50MVA

 

35kV/20MVA 110kV/60MVA

 

35kV/31.5MVA 110kV/315MVA

 

35kV/31.5MkVA

 

(3)、其它類

 

10kV開關的交流耐壓試驗。

 

35kV開關、GIS、互感器、絕緣子等變電站設備的交流耐壓試驗。

 

66kV及其以下電壓等級的CT、PT、開關、斷路器、絕緣子、母線的交流耐壓試驗

 

110kV及其以下電壓等級的GIS 、CT、PT、開關、斷路器、絕緣子、避雷器、母線的交流耐壓試驗

 

 

變頻串聯諧振

由變頻電源、勵磁變壓器、高壓電抗器和電容分壓器組成。 被試品的電容與電抗器構成串聯諧振連接方式；分壓器并聯在被 試品上，用于測量被試品上的諧振電壓，并作過壓保護信號；調頻功率輸出經激勵變壓器耦合給串聯諧振回路，提供串聯諧振的激勵功率。

 

應用：

 

廣泛用于電力、冶金、石油、化工等行業，適用于大容量，高電壓的電容性試品的交接和預防性試驗。

 

產品別稱

變頻串聯諧振交流耐壓試驗裝置、變頻串聯諧振、變頻串聯諧振、串聯諧振、調頻串聯諧振、串聯諧振耐壓試驗裝置、串聯諧振試驗設備、電纜耐壓試驗裝置、工頻耐壓試驗裝置、高壓交聯電纜交流耐壓試驗設備、交流耐壓試驗裝置、調頻諧振、調頻串聯諧振交流耐壓試驗裝置，交流串聯諧振，交流變頻串聯諧振，變頻諧振，變頻串諧，串諧試驗裝置，DAXZ串諧耐壓裝置，GIS交流耐壓試驗裝置，發電機工頻（交流）耐壓試驗裝置，電動機工頻（交流）耐壓試驗裝置、變壓器工頻（交流）耐壓試驗裝置等

 

 

 

變頻諧振串聯諧振試驗裝置 （GDTF）主要用于以下方面：

 

1、6kV-500kV高壓交聯電纜 的交流耐壓試驗

 

2、發電機 的交流耐壓試驗

 

3、GIS和SF6開關 的交流耐壓試驗

 

4、6kV-500kV變壓器 的工頻耐壓試驗

 

5、其它電力高壓設備如母線，套管，互感器的交流耐壓試驗。

 

組成部件： 由變頻電源、勵磁變壓器、高壓電抗器和電容分壓器組成。

諧振電壓是應用于串聯諧振試驗中的一種專業的術語，是指當串聯諧振電路產生諧振條件時所產生的電壓，我們常常聽到的諧振電壓也就是指串聯諧振試驗裝置在試驗過程中的電壓大小。

我們在現場給客戶做售后的時候，常常有客戶問我，10kv系統電壓為什么是22kv，35kv系統電壓要打到多少才算合格，中試控股今天和大家分享串聯諧振電壓的計算方式和標準。

諧振電壓的計算方法

 

以10kv系統為例： YJV22-8.7/10是電纜的型號，電壓等級是10kv，相電壓是8.7kv，根據預防性是試驗標準，串聯諧振試驗裝置對電纜的最高電壓為2.5U0，即，8.7*2.5≈22kv；根據不同的標準，也有些單位是按照 2U0來確定電纜是否合格的，不管采用哪種，串聯諧振試驗的諧振電壓嚴格按照客戶指定的要求進行試驗，如果是35kv系統，其諧振電壓為21*2.5U0≈52kv；同理110kv，220kvd的諧振電壓計算方法一致，需要注意的是其倍率有所區別，比如110kv 系統，串聯諧振試驗對電纜的最高電壓為64*1.7U0≈109kv，以此類推，如果對倍率有疑問的可以查一下《電氣設備交接試驗標