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中試控股技術研究院魯工為您講解：10KV高壓電纜耐壓試驗電壓裝置

ZSBP-270kVA/108kV變頻串聯諧振試驗裝置

35kV/300mm2電纜2km的交流耐壓試驗，電容量≤0.389uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓52kV，試驗時間60min。
10kV/400mm2電纜5km的交流耐壓試驗，電容量≤2.1uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓22kV，試驗時間5min。
35kV開關柜、互感器、母線母盤的交流耐壓試驗，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓95kV，試驗時間1min。

參考標準：DL/T 849.6-2016，DL/T 474.4-2018

變頻串聯諧振試驗裝置：ZSBP系列變頻串聯諧振耐壓試驗裝置，中試控股采用調節電源頻率的方式，使得電抗器與被試電容器實現諧振，從而在被試品上獲得高電壓大電流，因其所需電源功率小、設備重量輕體積小在國內外得到了廣泛應用，是當前高電壓試驗的新方法和潮流。

交流耐壓試驗是電力設備絕緣強度有效和直接的方法，是電力預防性試驗的一項重要內容。 此外，由于交流耐壓試驗電壓一般比運行電壓高，因此通過試驗后，設備有較大的安全裕度，因此交流耐壓試驗是電力設備安全運行的一種重要手段。一般變頻串聯諧振試驗裝置來進行交流耐壓試驗。  
試驗電壓的確定交流耐壓試驗中，關鍵的問題就是正確選擇試驗電壓的數值，一方面要求能保證絕緣水平，另一方面要考慮因試驗電壓過高而引起的絕緣劣化。

220KV串聯諧振交流耐壓裝置可以做什么? 
變頻串聯諧振成套耐壓試驗裝置適用于大容量，高電壓的電容性試品的交接和預防性試驗；

主要針對220KV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。

裝置主要技術參數及功能：
1. 額定容量：270kVA；
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：10A；5A；2.5A
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；
串聯諧振工作環境：
1. 環境溫度：－100C –50 0C;
2. 相對濕度：≤90%RH;
3. 海拔高度: ≤1000米；
簡易讀懂：變頻串聯諧振耐壓試驗裝置可以做什么?
變頻串聯諧振成套耐壓試驗裝置適用于大容量，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，對被測試品做承受過電壓預防交流試驗和交接交流試驗。
變頻串聯諧振耐壓試驗裝置組成部分：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。
元器件（純進口）：功率器件：德國英飛凌，模塊：日本富士IGBT，芯片：英特爾等

結構： 采用干式結構,絕緣耐熱等級H級,滿足干式變壓器國家規范要求；高﹑低壓繞組間和鐵芯設靜電屏蔽,既作為勵磁變,又是隔離變；內置過電壓保護,防止擊穿反擊。

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。
采用了專用的SPWM數字式波形發生芯片，頻率分辨率16位，在20~300Hz時頻率細度可達0.1Hz；采用了正交非同步固定式載波調制方式，確保在整個頻率區間內輸出波形良好；功率部分采用了先進的IPM模塊，在小重量下確保儀器穩定和安全。

一.串聯諧振電路:當外來頻率加于一串聯諧振電路時,它有以下特性:

1.當外加頻率等于其諧振頻率時其電路阻抗呈純電阻性,且有起碼值,它這個特性在實踐使用中叫做陷波器.

2.當外加頻率高于其諧振頻率時,電路阻抗呈理性,相當于一個電感線圈.

3.當外加頻率低于其諧振頻率時,這時電路呈容性,相當于一個電容.

串聯諧振電路和并聯諧振電路的特性

二.并聯諧振電路:當外來頻率加于一并聯諧振電路時,它有以下特性:

1.當外加頻率等于其諧振頻率時其電路阻抗呈純電阻性,且有最大值,它這個特性在實踐使用中叫做選頻電路.

2.當外加頻率高于其諧振頻率時,電路阻抗呈容性,相當于一個電容.

3.當外加頻率低于其諧振頻率時,這時電路呈理性,相當于一個電感線圈.所以當串聯或并聯諧振電路不是調理在信號頻率點時,信號經過它將會發生相移.(即相位失真)

關于串聯諧振耐壓測試設備的相關問題

1、我們的變頻電源采用的是什么原理？

開關型SPWM調制逆變。

2、我們變頻電源的電源容量是多少？

10kv10km電纜標配8kW,根據不同規格可在4至100kW間選擇。

3、我們整套設備的最大輸出容量是多少？

10kv10km電纜裝置最大輸出容可達150kVA;根據不同規格可以做到1000kVA以上。

4、我們最高輸出電壓可以達到多少伏？

最高輸出電壓不是由變頻電源決定的，而是由外接電抗和電容分壓器決定的，根據測試需要決定最高電壓，一般達到電纜工作電壓1.7倍即可。

5、我們輸出高壓電流可以達到多少安？

思源的便攜式變頻耐壓試驗裝置輸出高壓電流最高可達20A;便攜式1kV-35kV電纜耐壓試驗裝置輸出高壓電流最高可達12.66A。

也是根據被測對象選擇最大電流，沒有技術難度。10kv10km電纜有4A就夠了。

6、我們的輸出頻率范圍是多少？

我們的變頻范圍大大擴展，可以達到1-600hz，顯著擴展了被試范圍。頻率可以低到1Hz，這樣在使用相同電抗的前提下，就可以測試更大的電容負載即更長的電纜;頻率可以高到600Hz，在使用相同的電抗下可以測試更小的電容負載即更短的電纜。

7、我們的頻率調節分辨率是多少？

變頻耐壓試驗裝置的頻率調節分辨率為0.01Hz;沒有技術難點。

8、我們的輸出系統具有哪些保護功能？

具有過壓、過流、放電以及斷電等全自動保護;還有接地保護。

9、我們的波形畸變率是多少？

市面同類型設備輸出電壓波形畸變率≤1%。

10、我們的品質因數是多少？

50以上，而且由于取消了升壓變壓器沒有了勵磁消耗，品質因數更高。

工作原理

變頻串聯諧振裝置采用ARM和FPGA高速數字信號處理器，實現整個試驗過程的高水平控制，FPGA高速數字信號處理器程實時計算出輸出波形，實時改變波形輸出，實時測量高壓電壓值及變頻器電源主回路參數，并返回測量參數,運行狀態給ARM，實時采樣保護信號，快速關閉電源輸出及其波形發生器。

步驟/方法

面板操作說明

【1】變頻電源的輸出航插，連接到激勵變壓器輸入端

【2】變頻電源的輸入航插

【3】變頻電源電源輸入總開關

【4】變頻電源電源輸入控制開關

【5】變頻電源220V輸出航插,連接到激勵變壓器的風扇輸入端

【6】旋轉鼠標“頻率”（手動試驗：調節頻率；自動試驗：設置階段耐壓時間）

【7】320x240液晶顯示器

【8】旋轉鼠標“電壓”（手/自動試驗：設置試驗參數；手動試驗：調節目標電壓；自動試驗：設置階段目標電壓）

【9】鍵盤，用來操作菜單

【10】打印機

【11】分壓器的電壓輸入插孔

【12】變頻電源接地端子

【13】高壓指示燈/高壓制動

【14】USB接口，此功能只在廠內生產儀器調試時使用；不具備其他功能。

注意： 當220V電源接入變頻電源插座且面板上空開合上時，變頻電源220V 輸出航插上已經帶有220V電壓，此時嚴禁碰觸此航插插針。應在合空開前接好所有試驗連線。

串聯諧振是一款電纜專用便攜式變頻諧振升壓裝置。該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，廣泛應用于各種高壓交聯電纜、變壓器、發電機、GIS開關、電動機的交流耐壓試驗，適用于電力、冶金、石油、化工等多個能源行業。

（1）BPXZ串聯諧振用于10KV電纜的耐壓裝置，勵磁變壓器一般接低端；

（2）用于10KV和35KV電纜的耐壓裝置，10KV電纜耐壓勵磁變壓器接低端，35KV電纜耐壓勵磁變壓器接較高端；

（3）用于10KV、35KV和110KV電纜的耐壓裝置：10KV、35KV電纜耐壓勵磁變壓器接低端，110KV電纜耐壓勵磁變壓器接高端；

（1）BPXZ串聯諧振用于電機的耐壓裝置，勵磁變壓器一般接低端；

（2）用于電機和電纜的耐壓裝置，電纜耐壓勵磁變壓器接低端，電機耐壓勵磁變壓器接高端；

（3）通常情況下，用于電機耐壓的諧振裝置兼容較低電壓的電纜。

3. GIS、開關及變壓器試驗操作：

注意事項:

（1）BPXZ串聯諧振用于開關、GIS、變壓器的耐壓裝置，勵磁變壓器的輸出電壓一般較高；

（2）用于開關、GIS的耐壓裝置，勵磁變壓器接高端，變壓器耐壓勵磁變壓器接低端；

（3）通常情況下，改種型號的諧振裝置兼容較較短長度的電纜，勵磁變壓器接低端；

（4）用于開關及較低電容量的試品交流耐壓試驗時，需要將所有電抗器串聯在高壓回路中，可以確保諧振；

（5）用于開關、GIS、變壓器的耐壓時，需要將電抗器串聯連接，電抗器串聯只數按照實際的試驗電壓確定。