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中試控股技術研究院魯工為您講解：電纜可靠性耐壓測試儀

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）

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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。

常見故障排除

通用注意事項

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，否則可導致試驗裝置損壞

5.本裝置使用時，輸出的是高電壓或超高電壓，必須可靠接地，注意操作安全。

常見故障原因及排除

1.風扇不能啟動：

1）急停、故障保護、失諧保護后，沒有按“故障復位”；

2）內部溫度過高，功率元件熱保護；

排除方法：關斷儀器電源，將儀器靜置30分鐘左右，重新開啟電源，按儀器面板上的“復位”鍵，再啟動儀器。

  如果依然不能啟動風扇，請和廠家聯系，不可拆卸儀器！

2.自動調諧不能完成，找不到諧振點：

現象：

調諧曲線完全是一條直線，調諧完成后儀器提示沒有諧振點

原因：

回路接地不好，試驗回路接線錯誤，裝置某一儀器開路

排除方法：

1）檢查接地裝置可靠，接地連接線是否有斷開點；

2）檢查勵磁變壓器的高低壓線圈的通斷；（低壓繞組阻值;高壓繞組阻值每個輸出端對高壓尾）

3）檢查每一只電抗器的通斷；(每個繞組阻值)

4）檢查分壓器的信號線的通斷；（高、低壓電容量）

5）檢查分壓器的高低壓電容臂的通斷；（1孔對芯，2孔對外殼分別導通；1孔對2孔斷開）

6）裝置自身升壓時沒有諧振點，還需要檢查補償電容器的通斷；

如果所有部件正常，依然沒有諧振點，請和廠家聯系，不可拆卸儀器！

3 不能升壓到試驗電壓

現象：

1）調諧曲線是一條直線，有較低的尖峰；

2）試驗時一次電壓較高，高壓卻較低，甚至在沒有升到試驗電壓時，一次電壓已經到達額定電壓，回路自動降壓；

原因：

1）電抗器與試品電容量不匹配，沒有準確找到諧振點；

2）試品損耗較高，系統Q值太低；

3）勵磁變壓器高壓輸出電壓較低；

  4）高壓連接線過長或沒有采用高壓放暈線

排除方法：

1）將補償電容器并接入試驗回路，加大回路電容量；

2）盡可能將多只電抗器串聯，提高回路電感量；

3）提高勵磁變壓器的輸出電壓；

    4）干燥處理被試品，提高被試品的絕緣強度，減少回路的有功損耗；

   5） 一般在設備較高電壓輸出時，采用高壓放暈線，或將普通高壓輸出線改為較短的連線，一般不超過5米。

如果全部處理完后，依然不能解決問題，請和廠家聯系，不可拆卸儀器！

串聯諧振的影響

下面給出了串聯諧振條件的以下影響

|在諧振條件下，XL = XC，電路阻抗最小。并減小到電路電阻，即Zr = R

|在諧振條件下，由于電路的阻抗最小，因此電路中的電流最大，即Ir = V / Zr = V / R

|當諧振電流Ir的值最大時，電路消耗的功率也最大化，即Pr = I 2 Rr

|在諧振條件下，電路消耗的電流非常大，或者可以說消耗了最大電流，因此，電感 （V L = IX L = I x2πfrL）和電容（V C = IX C = I x I /2πfrC）兩端的電壓降也將非常大。

在電力系統中，在諧振條件下，電路的電感性和電容性組件（例如斷路器，電抗器等）之間產生的過大電壓會造成損壞，因此，避免了電力系統中的串聯諧振條件，但是，在某些電子設備中，例如廣播電視接收機的天線電路，調諧電路等，串聯諧振條件用于增加所需頻率（fr）的信號電壓和電流。

在電阻、電感、電容串聯電路中，電路的端電壓和總電流處于同一相位，稱為串聯諧振。串聯諧振的特點是電路為純電阻電路，端電壓和總電流同相。此時，阻抗最小，電流最大。它可以產生比電源電壓高很多倍的電感和電容。在電力工程中，由于過電壓和大電流會損壞電氣設備，應避免串聯諧振。

串聯諧振的五個特征是什么？

特征1：電氣穩定性高，可靠性高。采用進口元件作為功率轉換的核心，電壓輸出和頻率輸出穩定，保護功能完善，經過多次高壓直接短路接地試驗，系統仍處于良好狀態，系統具有較強的過載能力。

特征2：自調諧功能強。當系統自動調諧時，從30 Hz到300 Hz，顯示掃描曲線，用戶可以直觀地看到系統的調諧過程。掃描完成后，系統在±5Hz范圍內進行0.01Hz分辨率的頻率精細掃描，最終準確鎖定諧振頻率。

特征3：支持多種測試模式。該系統支持“自動調諧手動調壓”、“自動調諧自動調壓”和“手動調壓”等測試模式。建議采用“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測試過程。

特征4，系統具有友好的人機界面。測試參數設置，測試控制和測試結果顯示在同一屏幕上，直觀清晰，具有自動定時和操作提示功能。全觸屏操作和顯示，具有測試數據存儲和查詢功能。

特征5：保護功能強。具有零保護、過電壓保護、過電流保護、閃絡保護等功能，保證了系統的可靠性。考慮串聯諧振電路bai，有源電阻R考慮了線圈和電du容器中的能量損zhi耗，為便于分析和計算，在圖中將其作dao為單獨的元素顯示。

在發電機的交流電壓的作用下，交流電流在電路中流動。串聯電路的總電阻等于電容，電感和有源電阻的幾何（矢量）總和。

在一般情況下，它包含有功和無功組件，即：

無功分量X 等于電感和電容電阻之差：

就其性質而言，電路的電抗X 可以是電容性或電感性的，具體取決于哪個電阻，線圈的電感性電抗或電容器的電容性電抗具有較大的值。

回路電流取決于發電機電壓和回路阻抗：

電容器的電容 Xc和線圈的感抗XL取決于供電電流的頻率：第一個隨著頻率的增加而減小，第二個隨著頻率的增加而增大。如上所示，在串聯諧振電路中，電容和電感兩端的電壓相互抵消。

在這種情況下，電容性電阻和電感性電阻具有不同的符號：電感性電阻被視為正，而電容性電阻為負。

圖串聯回路電抗與發電機頻率的關系

當發電機頻率等于電路的諧振頻率時，這些電阻在數值上相等。

當電容性電阻和電感性電阻相等時，在串聯電路的電路中發生的模式稱為 串聯諧振模式 。

早些時候，獲得了一個將諧振頻率與諧振電路的電感和電容值聯系起來的公式：

結果與電路的自由（自然）諧振頻率的公式相同。

因此，諧振的條件是電源發生器的頻率與電路的固有頻率（自由諧振的頻率）相等（一致）：

串聯諧振電路和bai并聯諧振電路的選du擇特性具有相反的zhi性質。在圖定性地給出了dao具有相同諧振頻率和接近Q因子的串聯和并聯電路的輸入電流/（ω）的頻率依賴性。

串聯諧振電路能夠傳遞諧振頻率和接近諧振頻率的信號，并延遲其他頻率的信號。并聯電路會延遲諧振頻率并接近頻率，并且對于其余頻率范圍的信號是“透明的”。

類似于無線電工程中用于并行電路的串行電路的帶寬，使用了阻帶或陷波的概念。具有高Q因子的并聯諧振電路稱為抑制器。

所考慮的串聯諧振和并聯諧振電路是具有頻率選擇特性的最簡單的諧振電路。為了獲得更明顯的

圖諧振電路的輸入電流/（ω）的頻率依賴性的定性視圖：

一個 保持一致，使用并行選擇質量，并且在頻率上包含電感耦合線圈的諧振電路（耦合電路）中使用更復雜的電路。

電力電纜試驗一般可分為以下幾步。

第一，在被試電纜兩端設好圍欄并有專人看護。

第二，測量電纜相位，確保電纜兩端相位一致。

第三，先用5000V兆歐表測量，正常情況下新電纜阻值均在10000MQ以上。多芯電纜應分別測量每一芯線對其它芯線及外皮的絕緣電阻。外護套

及內襯層使用500V絕緣電阻測試儀測試其對地電阻。

第四，用變頻串聯諧振裝置開始打耐壓，每相時間一般為20分鐘。

第五，試驗完成后先把電壓降下來再切斷電源放電。

第六，用5000v兆歐表再測量一次絕緣，絕緣電阻不應有明顯下降。串聯諧振是bai指在電阻、du電感及電容所組成zhi的串聯電路內，當容dao抗回XC與感抗XL相等時，即XC＝XL，電路中答的電壓U與電流I的相位相同，電路呈現純電阻性，這種現象稱為串聯諧振。串聯諧振時電路中的總阻抗Z最小，并等于電阻R，這時電路中電流最大，電感上的電壓等于電容上的電壓，而且可能比電源電壓大許多倍。所以串聯諧振也稱為電壓諧振。

變頻bai串聯諧振技術du特點

1、 裝置具有過壓、過zhi流、零位dao啟動、系統失諧（閃絡）內等保護功容能，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、 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。