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中試控股技術研究院魯工為您講解：電纜耐壓測試儀

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！

我們知道，在回路頻率時，回路產生諧振，此時試品上的電壓是勵磁變高壓端輸出電壓的Q倍。Q為系統品質因素，即電壓諧振倍數，一般為幾十到一百以上。先通過調節變頻電源的輸出頻率使回路發生串聯諧振，再在回路諧振的條件下調節變頻電源輸出電壓使試品電壓達到試驗值。由于回路的諧振，變頻電源較小的輸出電壓就可在試品CX上產生較高的試驗電壓。

 

串聯諧振試驗裝置設備保存和維護：

 

1、存放于干燥、清潔場地，防止雨水、灰塵進入部件內部；

 

2、如若長期不使用，正常天氣至少2個月應通電一次時間不少于半小時，雨季及潮濕期應每隔一個月通電一次，通電時間半小時，以驅除設備內的潮氣防止電子元器件的銹蝕，影響正常使用。

 

3、定期檢查裝置各部件，確保各接頭緊固無松動；

 

4、更換打印紙，機器采用熱敏打印紙并且是前換紙式當需要換紙時只要按POST鍵鈕打印紙艙門就會打開可以將新打印紙裝入。

 此次講解的儀器為：ZSBP-120KVA/30KV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置

準備工作，選取電纜，以做耐壓試驗

此次演示的目的，需要了解：如何接線，如何組裝。

原理

說到組裝，大家都知道串聯諧振是由，變頻電源、激勵變壓器、電抗器和分壓器4個基本儀器組成。但可能某些公司購買會涉及到補償電容，今天的試驗就含有補償電容

那么為什么多了個補償電容呢？補償電容怎么接線呢？

在現場以一根長約15米，單芯截面積為70mm，8.7/10KV的電纜為試驗品。

我們知道了電纜的長度，單芯截面積，電壓等級，那我們就能通過我司網站中的電纜容量計算器得出電纜容量值為0.0033uF，還能得出諧振頻率，和電流值，并且通過查看國標確認我們需做試驗的耐壓為17.5KV。

那么得出這些有什么用呢？首先我們需要知道什么是串聯諧振？

在電阻、電感及電容所組成的串聯電路內，當容抗XC與感抗XL相等時，即XC=XL，電路中的電壓U與電流I的相位相同，電路呈現純電阻性，這種現象叫串聯諧振。

公式

這套串聯諧振的頻率在30到300直接才能運行，超過300或者低于30都是無效的。

到了這里很多客戶可能直接以0.0033uF為電容值，直接去計算頻率值，這樣是不對的，我們的分壓器中銘牌表示了2500PF的電容值。所以需加上2500PF。這樣還不夠，知道了電容值，還需要知道電感值。這里一節電抗器銘牌表示的電感為60H,電流為1.25A。這樣我們就可以算出頻率值和電流值了。對于被試品電纜一節電抗器就可以完成了。

開始接線-儀器組裝連線

將變頻電源接上380V電源、電源輸出線接上激勵變壓器、按激勵變壓器面板圖紙對激勵變壓器進行接線及切換夾片。用專配的可拖地電壓輸出線接電抗器，電抗器在和分壓器連接，分壓器也有專配的數據線2根，這里只用其中一根線（另根備用，）與變頻電源連接。然后將變頻電源、激勵變壓器、分壓器上的接地端子分別接地。很多客戶會忘激勵變壓器X尾端也要需接地，這里需要特別注意。

最后對現場試驗可以接補償電容，也可以不接，如何接上補償電容在計算頻率時需要加上補償電容值，反之不加。加上補償電容時直接將補償電容并聯在分壓器上，接地端子接地就可以了。補償電容在做主變時需要接，因為主變電容值很小，所以在做主變時會接上補償電容。

儀器與電纜連線

將電抗器與分壓器之間引出一根線直接連接到需試驗電纜相上即可，電纜另外兩相及屏蔽線接地，電纜另端樹丫式分開。注意：在連接電纜前需為電纜做絕緣試驗，確認每相與地及相與相之間絕緣完好。

接線完成后開通電源，開機，對變頻電源進行設置，主要修改2個地方，一個為試驗電壓，一個為耐壓時間。完成設置后第一次試驗為自動試驗，第二次為手動試驗

自動試驗

直接進入自動試驗界面，點擊自動試驗，試驗將動找諧振點，升壓，計時及降壓

手動試驗

可以手動調整頻率找諧振點，用手動升到所需電壓，點擊開始計時，計時完成，點擊降壓停機

在現場講解了2種操作模式（手動和自動），現在試驗已經完畢，大家清楚了嗎？在電阻、電感及電容所組成的串聯電路內，當容抗XC與感抗XL相等時，即XC=XL，電路中的電壓U與電流I的相位相同，電路呈現純電阻性，這種現象叫串聯諧振。當電路發生串聯諧振時電路的阻抗Z=√R^2 +(XC-XL)^2=R，電路中總阻抗最小，電流將達到最大值。