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中試控股技術研究院魯工為您講解：10kv高壓電纜交流耐壓試驗裝置

ZSBP-44kVA/44kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置

11kV/300mm2電纜1km交流耐壓試驗，電容量≤0.3755uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓28kV，試驗時間5min。
10kV開關等電氣設備的交流耐壓試驗，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓不超過42kV，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。不會出現任何恢復過電壓。試品發生擊穿時，因失去諧振條件，高電壓也立即消失，電弧即刻熄滅，且恢復電壓的再建立過程很長，很容易在再次達到閃絡電壓前斷開電源，

這種電壓的恢復過程是一種能量積累的間歇振蕩過程，其過程長，而且不會出現任何恢復過電壓。

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

ZSBP-44kVA/44kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置主要技術參數
1.額定容量：44kVA
2.額定電壓：22kV；44kV
3.額定電流：2A；1A
4.測量精度：系統有效值1.5級
5.工作頻率：30-300Hz
6.裝置輸出波形：正弦波
7.品質因素：裝置自身Q≥30(f=45Hz)
8.波形畸變率：輸出電壓波形畸變率≤1%
9.輸入電源：單相220或三相380V電壓，頻率為50Hz
10.工作時間：額定負載下允許連續60min；過壓1.1倍1分鐘
11.溫    升：額定負載下連續運行60min后溫升≤65K
12.保護功能：過壓、過流、零位啟動、系統失諧（閃絡）等保護功能
13.環境溫度：－20℃-55℃
14.相對濕度：≤90%RH
15.海拔高度:≤3000米

裝置主要組成

1、變頻電源  ZSBP-4kW

2、激勵變壓器       ZSJL-3kVA

3、高壓電抗器       ZSDK-22kVA/22kV

4、電容分壓器       ZSFY-3000pF/50kV

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。

主要功能及特征

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。

特點：

1、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，便于現場使用。

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

4、能存儲和異地打印數據，存入的數據編號是數字，方便識別和查找。

5、裝置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、ZSBP-44kVA/44kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置采用DSP平臺技術，可根據用戶需要增減功能和升級，人機交換界面更為人性化。

7、所需電源容量大大減小。串聯諧振電源是利用諧振電抗器和被試品電容諧振產生高電壓和大電流的，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。

8、設備的重量和體積大大減少。串聯諧振裝置中，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，中試控股使得系統重量和體積大大減少，一般為普通試驗裝置的1/10-1/30。

9、有效改善輸出電壓波形。諧振電源是諧振式濾波電路，能改善輸出電壓的波形畸變，獲得很好的正弦波形，有效防止了諧波峰值對試品的誤擊穿。

10、防止大的短路電流燒傷故障點。在串聯諧振狀態，當試品的絕緣弱點被擊穿時，電路立即脫諧，回路電流迅速下降為正常試驗電流的1/Q，而用并聯諧振或者試驗變壓器做耐壓試驗時，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。串聯諧振能有效的找到絕緣弱點，又不存在大的短路電流燒傷故障點的憂患。

11、不會出現任何恢復過電壓。試品發生擊穿時，因失去諧振條件，高電壓也立即消失，電弧即刻熄滅，且恢復電壓的再建立過程很長，很容易在再次達到閃絡電壓前斷開電源，這種電壓的恢復過程是一種能量積累的間歇振蕩過程，其過程長，而且不會出現任何恢復過電壓。

如何選擇合適的變頻串聯諧振耐壓試驗裝置？
為了選對規格，請提供以下技術參數
1、電力變壓器：電壓等級，大容量，試驗性質（中性點耐壓或全絕緣耐壓）單相對地電容量；
2、電力電纜：電壓等級，大長度，截面積；
3、發電機、電動機：電壓等級（出口電壓或稱工作電壓），試驗電壓（耐壓值）單相對地電容量范圍（如0.2-0.55uF等）；
4、開關、絕緣子、PT、CT、絕緣工器具、母線：電壓等級（或稱工作電壓）；試驗電壓（耐壓值）；
5、CVT效驗：電壓等級或稱工作電壓，試驗電壓（耐壓值）電容量范圍（如0.005-0.02uF）。

什么是串聯諧振？ 
由于電力預防試驗大多是對于大容量和高電壓的電氣設備，建議采用工頻耐壓進行絕緣性能的檢測，也就是剔除了采用直流高壓發生器對于電氣設備絕緣性能檢測的使用要求，雖兩者都屬于破壞性試驗；

但經過長期的研究，采用工頻耐壓的方式相對于直流耐壓穩定性，安全性要好，由于電氣設備的容量大，電壓高，往往像油浸式試驗變壓器一類的工頻耐壓設備無法滿足測試要求，在國內，為了達到這一目的，基本通過變頻串聯諧振來實現測量。 
變頻串聯諧振，“變頻”在串聯諧振電路中，通過調整可變的頻率范圍產生諧振條件，“串聯”是指在整個電路中的鏈接方式，串聯時，電壓相加，電流不變，“諧振”是指的諧振電路，組合起來就是我們常說的串聯諧振試驗裝置。

根據試品性質不同，串聯諧振耐壓設備也可分為不同類型，具體如下：

1）對于XLPE交聯高壓電纜、GIS的交流耐壓，IEC標準規定可采用非工頻耐壓，頻率范圍可選擇在20Hz～300Hz，國內也有相關的試驗標準，一般頻率范圍為30Hz～300Hz之間。因此，對于這些設備的交流耐壓試驗，可采用變頻串聯諧振試驗設備。變頻串聯諧振試驗設備一般由以下幾個主要部分組成：變頻電源（用以產生試驗所需的非工頻電源），激勵變壓器，電抗器（分為固定式和可調式），電容分壓器（用來測試試驗電壓）。根據調諧的方式，又可分為調頻、調感以及調頻調感型。

2）對于發電機定子的交流耐壓，因發電機定子線棒的絕緣介質較為薄弱，進行交流耐壓時如采用過高的頻率，極易因高頻造成的極化、發熱損壞線棒的絕緣；如采用低頻進行試驗，則不能真實的反映定子的正常工作狀態，得不到好的試驗效果。故此，對于發電機定子的耐壓試驗，一般采用工頻進行。國內相關標準對于工頻的定義，一般為45Hz～55Hz。工頻串聯諧振耐壓設備的調諧方式，理論上分為調感和調容兩種。調感式通常采用調節電抗器鐵心氣隙的方式，可以連續平滑的調節感抗值，操作比較方便；調容式不僅需要笨重的電容，并且電容不能連續的調節，所以不太適合現場操作。因此，一般都采用調節電感的方式進行調諧，故又稱為工頻串聯調感諧振。

驗方案概況：

現場為新建110kV變電站工程，110kV部分采用SF6封閉式組合電器（以下簡稱GIS）設備。110kV進線2個間隔、出線3個間隔、分段2個間隔、母線3段為一體的GIS，電氣接線選擇兩線三變擴大外橋接線方式，GIS屬于SF6氣體絕緣金屬封閉開關設備。

試驗方案的目的：

為了檢查GIS總體安裝后的絕緣性能是否完好，驗證是否存在各種隱患(如內部如遺留雜物、安裝工藝不良、運輸過程中引起內部零件移位等原因，可能會改變原設計的電場分布而造成薄弱環節和隱患)，所導致內部故障或可能會在運行中造成重大事故。為保證該設備安全投入運行，故進行交流耐壓試驗。

試驗方案參考依據：

1、GB 50150-2006《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》

2、GB 7674－1997 《72.5 kV及以上氣體絕緣金屬封閉開關設備》

3、企業標準《電力設備交接和預 防性試驗規程》第7.1.1條規定，試驗電壓值為出廠試驗電壓的80%，產品出廠試驗電壓斷口及導體對地110kV為230kV，現場交接試驗電壓斷口及導體對地110kV為184kV。

試驗方案所需試驗設備：

針對110kV GIS交流耐壓，制定了變頻串聯諧振試驗裝置詳細試驗方案。具體試驗設備及相關參數如下：

裝置型號：324VA/270kV/45kV

① 變頻控制電源（ 主機1臺）

② 勵磁變壓器（12 1臺）

③ 試驗電抗器（54 6臺）

④ 電容分壓器（270 1臺）

⑤ 高壓引線、放電桿及附件 1套

⑥ 數字兆歐表 1臺