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中試控股技術研究院魯工為您講解：檢測驗收工作的電纜交流耐壓試驗儀

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。

間。如圖2所示，C1、C4在Tdead內充電和放電電荷總量為Qc=2CUd，而iH在Tdead內的抽取電荷為

ZVS換流時有Qh≥Qc，即

 

公式1.jpg

 

式中Im——負載電流的幅值， ω—— 負載的諧振角頻率，△t——電流滯后電壓時間差， C——吸收電容電容值， Ud——直流橋電壓。

 

當Qh=Qc時，說明吸收電容兩端電壓在充放電完畢那一時刻，后一對管子導通，此時既可以***上下管不同時導通，又可以***開關管零電壓開通和關斷，而且此時占空比丟失最小。由以上分析可知，***死區設置應該為Qh=Qc時死區值加上開關管開通和關斷延時時間。

 

 

 

3、控制電路

 

高頻逆變電源、在工作過程中，隨著負載溫度升高，負載的物理特性會發生一些變化，固有諧振頻率也會相應改變，為了使逆變電源始終工作在功率因數接近或等于1的準諧振或諧振狀態，控制電路***實現頻率的自動跟蹤。

 

一種通用的CMOS鎖相環集成電路，具有電源電壓范圍寬、輸入阻抗高、動態功耗小等優點。利用這種鎖相環可以簡單有效地實現頻率的自動跟蹤，從而實現逆變電路的零電壓開關。這種集成電路內部結構如圖3所示。***頻率和最小頻率由6和7腳間電容C11腳與地間電阻R1，12腳與地問電阻R2共同決定。3端和14端接輸入的兩個比較信號，分別是負載電壓信號和負載電流信號，為了保持串聯諧振逆變電路工作在ZVS狀態，諧振網絡呈弱感性，即電流滯后電壓，所以在進入鎖相比較之前，比較電壓信號要先經過延遲電路，滯后再與電流采樣信號比較，實現電流與電壓之間的定角控制，如圖4所示。

 

這種電路的邏輯結構圖

本文利用這種鎖相環的本身特點，結合SG3525占空比可調和同步的特性，很好地實現頻率跟蹤和功率調節，并且通過計算實現了死區定量設計，逆變器能工作在功率因數非常接近于1的諧振或準諧振狀態，開關管基本上實現了零電壓開關狀態(ZVS)，實現了損耗小、穩定性高的特性。在電氣系統中，有很多的客戶會問到有關Q值的相關性問題， 特別是在購買變頻串聯諧振試驗裝置中會問到Q值多少，鼎升電力所生產的串聯諧振裝置的Q是控制在36左右，當然，Q值也受電壓等級，工藝結構，材料性能等外部因素的影響，理論上Q值越大，單位電流變化內允許的頻率偏移越小，頻率選擇性越高，Q值是衡量電感的主要參數，其計算方式為：Q=電感電容等儲能器件攜帶的能量÷電阻的損耗功率。

 

中試控股詳細講解變頻串聯諧振試驗裝置Q值受到哪些影響

Q值的大小受綜合因數的影響，比如制作工藝，原材料、材料性能等，例如，同樣一個電感，如果其他參數不變，僅改變繞制電感導線的粗細，則導線粗的電感Q值要比導線細的電感Q值高，如果再在導線上鍍銀，則鍍銀導線所繞制的電感要比不鍍銀導線繞制的電感Q值高，很明顯這就是工藝結構、原材料所帶來的影響，對于串聯諧振試驗裝置Q值來說，Q值越高，回路的損耗就越小，回路的效率就越高，通過Q值的大小也可以簡單的判斷產品的質量和效能，但不是決定串聯諧振裝置質量好壞的最終標準，Q值的提高往往受到一些因素的限制，如導線的直流電阻、線圈骨架的介質損耗、鐵心和屏蔽引起的損耗以及高頻工作時的集膚效應等。

 

中試控股詳細講解Q值越高越好？

那么，我們購買變頻串聯諧振試驗裝置時到底要不要去衡量Q值呢？其實對于不太了解的客戶可能認為“Q值高，產品就好”，Q值只是作為一個概念性的參考，Q值并不能代表性能好壞的唯一因素或者是絕對因素，比如，Q值過大可能會造成電感燒毀，電容擊穿，電路振蕩等現象，有些科技類型產品，選材和工藝都非常好，反而會想辦法降低Q值，所以，Q值只是衡量電感效能的品質因數，所以，關注產品質量應該關注穩定性、創新度。中試控股詳細講解電感和電容組成的回路，在外加交流電源的作用下，就會激起振蕩。每一個振蕩回路都有自己的固有頻率。當外加交流電源的頻率等于回路的固有頻率的時候，振蕩的幅度（電壓或者電流）達到最大值，這個情況叫做諧振。收音機的輸入回路就是諧振回路，改變回路的電感或者電容，使回路的固有頻率等于要接收的電臺頻率，產生諧振，就能選出這個電臺的信號來。收音機的中頻