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中試控股技術研究院魯工為您講解：110kV電纜耐壓試驗裝置（電科院推薦）

ZSBP-54KVA/54KV變頻串聯諧振成套試驗裝置

10kV/300mm2的電纜，長度1km，電容量≤0.378uF試驗頻率為30-300Hz,試驗電壓22kV。
35kV/300mm2的電纜，長度0.5km，電容量≤0.01uF試驗頻率為30-300Hz,試驗電壓52kV。

參考標準：DL/T 849.6-2016，DL/T 474.4-2018

變頻串聯諧振耐壓試驗裝置：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。

ZSBP-54KVA/54KV變頻串聯諧振成套試驗裝置系統配置及具體參數
1、變頻控制電源6KW                1臺
a) 變頻控制電源采用高壓耐壓試驗專用變頻電源,采用一體化設計,控制電源本體具備調頻、調壓、控制、保護等功能。
b) 額定輸出容量:  6KW
c) 工作電源:      交流220V、50Hz 。
d) 輸出電壓:      0～250V可調。
e) 輸出電壓不穩定度≤0.05%
f) 最大輸出電流:  24A
g) 輸出波形:正弦波,      波形畸變率:≤0.5%
h) 頻率調節范圍:  30～300Hz
頻率調節分辨率: 0.001 Hz
i) 連續運行時間: 大于1小時
j) 噪聲水平:≤ 60dB

在通過串聯諧振試驗找到諧振點并升壓到試驗電壓時，如果出現試品耐壓不合格或者現場環境沒發生大的變化等現象，試驗是不會產生過電壓保護或者其他故障。但是由于電網電壓不是恒定的，電源輸入電壓是波動的，那么高壓輸出也是具有一定的波動性，此種情況可能會造成電壓波峰出現過電壓保護。如果出現電源電壓波動，可以調整儀器的過電壓保護，提高過電壓保護設置，我們一般要求過電壓保護設置到電壓保護的1.1倍，此時設置到1.2倍基本沒有問題。 
以上為較簡單的問題，但是由于電壓波動造成的過電壓在設置好過電壓保護的情況下是很難出現的。一般變頻串聯諧振試驗裝置的過電壓都會出現在儀器的掃頻階段，也就是找到諧振點的過程中。使用過的人員都知道，變頻串聯諧振試驗裝置找諧振點的過程中，其電壓與頻率的呈現拋物線一樣。系統默認找到高電壓，也就是拋物線的頂點作為諧振點。由于諧振原理中理論可以將低壓電壓諧振到80倍（由于品質因數等關系一般不超過30倍），變頻串聯諧振試驗裝置掃頻時需要的電壓一般為20-50V，通過激勵變后的電壓一般為幾百伏。通過以上原理我們發現，如果我們需要的試品試驗電壓小于系統諧振時諧振點時的電壓，系統可能在自動尋找諧振點時就出現過電壓保護，此時整個變頻串聯諧振試驗裝置是無法及時耐壓，試驗也是無法完成的。 

檢驗

1、變頻電源

1）絕緣電阻測試

2）耐壓試驗：2000V，1分鐘

3）負載試驗：在滿負荷下，各器件的溫升不大于45K 。

2、勵磁變壓器

1）直流電阻測量

  2）變比測量

  3）空載電流及空載損耗

  4）短路阻抗和負載損耗

  5）絕緣電阻測試

  6）溫升試驗：額定容量下運行60min,溫升不大于65K

 3、電抗器試驗

1）直流電阻測量

2）電感量測量

3）交流耐壓試驗

溫升試驗：額定容量下運行60min,溫升不大于65K

4、中試控股成套裝置試驗

（1）耐壓試驗：1.1額定電壓下，耐壓1min；

（2）短路試驗：電壓為0.5U，0.8U，1.0U的條件下，將高壓輸出突發短路3次，保護裝置可靠動作，各單元完好。

（3）噪音小于60dB；

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。

中試控股詳細講解串聯諧振時電路的阻抗虛部等于0，Z=R+jX，X=0，Z=R所以I=U/Z=U/R。 

1、諧振定義：電路中L、C兩組件之能量相等，當能量由電路中某一電抗組件釋出時，且另一電抗組件必吸收相同之能量，即此兩電抗組件間會產生一能量脈動。 

2、電路欲產生諧振，必須具備有電感器L及電容器C兩組件。 

3、諧振時其所對應之頻率為諧振頻率(resonance)，或稱共振頻率，以fr表示之。 

泉州電站變頻串聯諧振交流耐壓試驗現場圖

4、串聯諧振電路之條件如下： 

I2XL=I2XC也就是XL=XC時，為R-L-C串聯電路產生諧振之條件。

5、無論是串聯還是并聯諧振，在諧振發生時，L、C之間都實現了完全的能量交換。即釋放的磁能完全轉換成電場能儲存進電容；而在另一時刻電容放電，又轉換成磁能由電感儲存。 

6、在串聯諧振電路中，由于串聯——L、C流過同一個電流，因此能量的交換以電壓極性的變化進行；在并聯電路中，L、C兩端是同一個電壓，故能量的轉換表現為兩個元件電流相位相反。 

7、諧振時電感和電容還是兩個元件，否則不能進行能量交換；但從等效阻抗的角度，是變成了一個元件：數值為零或無窮大的電阻。中試控股詳細講解當電壓方波作用于LC 串聯回路時，方波的前后沿都會對LC 串聯回路產生激勵(即接收能量)，每次激勵過后又會產生阻尼振蕩(即損耗能量)，當輸入電壓波形的上升率dv/dt 值大于諧振回路波形(正弦波)的上升率時，電路就會產生激勵；當輸入電壓波形的上升率dv/dt 值小于諧振回路波形的上升率時，電路就會產生阻尼。

由于每次激勵過后振蕩回路的能量還沒有損耗完，緊接著又來一次新的激勵，使振蕩電壓一次、又一次地進行疊加，如果激勵的相位與振蕩波形的相位能保持同步，則振蕩電壓的幅度會越來越高，直到激勵的能量與電路損耗的能量相等為止。

中試控股詳細講解因此，當諧振回路的品質因數Q 值很高時，諧振電壓也可以升得很高，理想的情況是Q 值無限高(即天線沒有損耗)，則產生諧振電壓的幅度也會升得無限高，但這種情況是不存在的。

LC 串聯回路產生諧振時的電壓幅度與激勵波形的相位密切相關，而與激勵波形的幅度反而相關不是特別大。另外還需指出，測試用的接收天線還分電場感應電線和磁場感應天線，還有電磁場感應天線。

實際應用中天線是不具體區分接收天線和發射天線的，兩者都可以同用一根天線。因此，電路中任何帶電的導體或有電流流過的導體都可以看成是發射天線。

電子設備產生輻射干擾的大小除了干擾信號幅度之外，還與感應電容C1、C2 的大小有關，即：與電場輻射的面積有關(電容與面積大小成正比)，與磁場輻射的面積也有關，因此，盡量減小干擾信號的輻射面積是一種降低輻射干擾的好辦法。中試控股詳細講解變頻串聯諧振耐壓裝置主要由變頻電源，激勵變壓器，電抗器，電容分壓器組成，適用于大容量、高電壓電氣設備的交流耐壓試驗。