中試控股技術研究院魯工為您講解：10kV電纜承受力測試儀

參考型號：ZSBP135KVA-54kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置

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? 

ZSBP135KVA-54kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置適用于大容量，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。

ZSBP135KVA-54kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置滿足試品范圍

1、10kV/300mm²電纜3km的交流耐壓試驗，電容≤1.1265uF, 試驗頻率30-300Hz,試驗電壓22kV, 試驗時間5min。

2、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。

3、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。

ZSBP135KVA-54kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置功能及特征

ZSBP系列變頻串聯諧振耐壓試驗裝置，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好評和應用，是當前高電壓試驗的新方法和潮流。

ZSBP135KVA-54kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置主要功能及其技術特點：

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，方便用戶識別和查找。

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、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，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。

主要技術參數

1.額定容量：135kVA

2.額定電壓：27kV；54kV

3.額定電流：5A；2.5A

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

裝置容量驗證

裝置容量定為135kVA，分四節電抗器，電抗器單節為33.75kVA/27kV/1.25A/100H，

驗證：1、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。

使用四節電抗器并聯，L=100/4=25H

試驗頻率：f30Hz

試驗電流：I4.67A

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。

使用兩節電抗器串聯（互感系數1.15）兩組并聯，L=115H

試驗頻率：f=33.65Hz

試驗電流：I=2.14A

滿足實驗要求。

系統配置參數

(一) 變頻電源ZSBP- 7.5kW  1臺

1) 額定輸出容量：7.5kW

2) 工作電源：220/380±10%V（單/三相），工頻

3) 輸出電壓：0–400V

4) 額定輸入電流：18.75A

5) 額定輸出電流：18.75A

6) 電壓分辨率：0.01kV

7) 電壓測量精度：1.5%

8) 頻率調節范圍：30–300Hz

9) 頻率調節分辨率：≤0.1Hz

10) 頻率穩定度：0.1%

11) 運 行 時 間：額定容量下連續60min

12) 溫    升：額定容量下連續運行60min元器件最高溫度≤65K

13) 噪 聲 水 平：≤50dB

14)   尺寸（長寬高mm）：400×280×400

15)   重  量：約10kg

(二) 激勵變壓器ZSJL-7.5kVA/1.5/3kV/0.4kV   1臺

1) 額定容量：7.5kVA

2) 輸入電壓：0-400V

3) 輸出電壓：1.5/3kV

4) 結    構：干式

5) 尺寸（長寬高mm）：450×330×430

6) 重    量：約50kg

(三) 高壓電抗器ZSDK-33.75kVA/27kV  4節

1) 額定容量：33.75kVA;

2) 額定電壓：27kV

3) 額定電流：1.25A

4) 電 感 量：100H/單節

5) 品質因素：Q≥30 (f=45Hz)

6) 結    構：干式

7) 尺寸（內徑高mm）：?302×435

8) 重    量：約55kg

(四) 電容分壓器ZSFY-2500pF/60kV  1套

1) 額定電壓：60kV

2) 高壓電容量：2500pF

3) 介質損耗：tgσ≤0.5%

4) 分 壓 比：1000：1

5) 測量精度：有效值1.5級

6) 尺寸（內徑高mm）：?140×500

7) 重    量：約6kg

供貨清單

參考實驗標準

DL/T 596-1996	《電力設備預防性試驗規程》
GB50150-2016	《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》
GB10229-88	《電抗器》
GB1094	《電力變壓器》
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》

DL/T474.4-2006            《現場絕緣試驗實施導則－交流耐壓試驗》

DL/T1015                  《現場直流和交流耐壓試驗電壓測量系統的使用導則》

GB/T311.1-1997            《高壓輸變電設備的絕緣與配合》

GB191-2000                《包裝儲運圖示標志》

JB/T9641-1999             《試驗變壓器》

IEC358(1990)              《耦合電容器和電容分壓器》

GB4793-1984               《電子測量儀器安全要求》

GB/T3859.2-1993          《半導體變流器應用導則》

GB/T2423.8-1995          《電工電子產品基本環境試驗規程》

DL/T849.6-2004            《電力設備專用測試儀器通用技術條件第6部分：高壓諧振試驗裝置》

ZSBP-88KVA/44KV變頻串聯諧振耐壓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。

? 起始頻率：選擇自動調諧時的啟動頻率，下限頻率為20Hz，上限頻率為250Hz。為了保證掃描準確度“起始頻率”必須比“終止頻率”小50Hz。

? 終止頻率：選擇自動調諧時的結束頻率，下限頻率為70Hz，上限頻率為300Hz。為了保證掃描準確度“終止頻率”必須比“起始頻率”大50Hz。

1.設置“起始頻率”不可高于“終止頻率”-50Hz。

2.當第一次試驗時建議采用20Hz～300Hz進行掃描。

3.當已經知道大概頻率范圍時，可以選定在適當的頻率段掃描，以減少試驗時間。

? 起始電壓：調諧時輸出電壓的初始值。輸入范圍為5-100V。

1.對Q值較低的試品如發電機、電動機、架空母線，初始值設定為20～30V；

2.對Q值較高的試品如電力電纜、變壓器、GIS等，初始值設定為15～20V。

? 第一階段試驗電壓：設置試驗電壓的第一階段值。

? 第一階段試驗時間：設置第一階段試驗電壓的耐壓時間。

? 第二階段試驗電壓：設置試驗電壓的第二階段值。

? 第二階段試驗時間：設置第二階段試驗電壓的耐壓時間。

? 第三階段試驗電壓：設置試驗電壓的第三階段值。

? 第三階段試驗時間：設置第三階段試驗電壓的耐壓時間。

我們的電壓跟蹤系統具備自動校核較大電壓波動的功能，但電網電壓的波動幅度較小時，由此而引起的高壓電壓的波動也在儀器的捕捉范圍內，因此，我們強烈建議在設置試驗電壓時，將“試驗電壓”的數值設定為比要施加的試驗電壓低2％Ue。

如果沒有階段性耐壓試驗時，只需設置一個階段試驗電壓值和相應的試驗時間，其它階段試驗電壓和試驗時間設為0。

? 分壓器變比：電容分壓器的分壓變比，一般為1500:1，“分壓器變比”設置為1500。（也可能為3000:1,出廠已設置好客戶無需更改）

? 過壓保護：設置試驗電壓的極限值。電壓超過時自動終止試驗，一般比試驗電壓高10%，最高可設置為額定電壓的1.2倍。當試驗電壓發生變化時，過壓保護會自動進行更新。

? 過流保護：設置低壓輸出電流的最高值。在不知道實際試驗電流的情況下，一般將其設置成裝置額定電流。

? 閃絡保護：實際閃絡保護電壓值,設置最大值為階段試驗電壓的最大值；默認值為階段試驗電壓最大值的0.4倍。當階段試驗電壓發生改變時，閃絡保護電壓會自動更新。 客戶可以根據現場試驗情況進行修改。

? 幫助：提供設置“試驗參數”時的注意事項。

特點一：電穩定性、可靠性高。系統采用進口功率元件作為功率變換的核心，電壓輸出和頻率輸出穩定，電磁兼容設計合理，保護功能完善，經過多次高壓直接對地短路的測試，系統仍然保持完好，同時系統也有很強的過載能力。

特點二： 自動調諧功能強大。系統自動調諧時，從30Hz到300Hz自動掃頻，顯示掃頻曲線，用戶能直觀地看到系統調諧過程;掃頻完成后，系統根據掃頻初步找到的諧振頻點，在其±5Hz范圍內以0.01Hz為分辨率進行頻率細掃，最后精確鎖定諧振頻率

特點三：支持多種試驗模式。系統支持"自動調諧+手動調壓"，"自動調諧+自動調壓"，"手動調諧+手動調壓"等試驗模式，推薦使用"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試驗過程，安全性更高。

特點四：系統人機交互界面友好。試驗參數設置、試驗控制、試驗結果等同屏顯示，直觀清晰，并具有自動計時及操作提示功能。全觸摸屏操作及顯示，具備試驗數據保存和查詢功能

特點五：保護功能完善。具備零位保護(電壓輸出控制旋鈕不在零位時，禁止系統啟動)，過壓保護，過流保護，閃絡保護等功能，保證了系統的可靠性。

四、串聯諧振技術難點有哪些?

先說下串聯諧振的歷史，串聯全諧振變換器曾經是上世紀60-70年代最流行的變換器,只要給出合適的死區時間,即可實現很好的軟開關變換. 現代的數控技術給這一經典的變換電路增添了不少活力。串聯諧振在技術難點主要有以下三項： ZCS 頻率追蹤控制、 ZVS 死區追蹤控制、 ZCS_ZVS 交替追蹤控制。那么面對這些串聯諧振的技術難點又有哪些好的解決方案呢?

五、串聯諧振解決方案

串聯諧振解決方案首選中試控股，為什么我要這樣說。因為中試控股是有著28年的技術沉淀。新一輪電改的持續推進，我國電力市場化程度不斷提升。但目前電改的實際進展情況如何?當前國內電力體制改革與儲能發展的共性需求，旨在推動中國的電力市場化進而為中國的電力市場化中試控股作為一家技術型企業，有必要擔負起中國的電力市場責任所在。必將迎來商業化發展的大時代。

ZVS 交替追蹤控制。那么面對這些串聯諧振的技術難點又有哪些好的解決方案呢?

五、串聯諧振解決方案

串聯諧振解決方案首選中試控股，為什么我要這樣說。因為中試控股是有著28年的技術沉淀。新一輪電改的持續推進，我國電力市場化程度不斷提升。但目前電改的實際進展情況如何?當前國內電力體制改革與儲能發展的共性需求，旨在推動中國的電力市場化進而為中國的電力市場化中試控股作為一家技術型企業，有必要擔負起中國的電力市場責任所在。必將迎來商業化發展的大時代。

成果簡介：

  智能型高壓變頻串聯諧振交流耐壓試驗電源，已在中試控股調試使用。

  本成果中試控股已授權實用新型專利一項“高壓變頻串聯諧振試驗電源”，同時，已發表論文兩篇，其中一篇EI檢索（“智能型高壓變頻串聯諧振試驗電源設計”、“智能型串聯諧振試驗電源電壓及頻率的研究”），目前一篇論文已被高電壓技術雜志（EI源刊）錄用（“一種調頻式串聯諧振試驗電源數字控制器設計”）。

成果內容提要：

   主要觀點：

   本成果研究了一種智能型高壓變頻串聯諧振交流耐壓試驗電源。智能型串聯諧振試驗電源是電力設施進行耐壓試驗必不可少的檢驗設備，通過對電力設備進行耐壓試驗，可以確定設備內部的清潔度及絕緣是否達到規定要求，用來檢驗設備的制造及性能良好與否，確保設備安全可靠運行，智能型串聯諧振試驗電源采用變頻變壓的方法來使試驗回路諧振實現二次升壓，是電氣設備進行耐壓試驗不可缺少的檢測設備。以往進行的工頻交流試驗實驗裝置主要是高壓試驗變壓器和電力變壓器，電源容量大、試驗裝置笨重，不能自動調頻、調壓，難以適應當今大電網、高電壓、高自動化的發展趨勢。與傳統的調頻式諧振高壓試驗電源相比，本研究作品嵌入新型智能調頻、調壓算法，利用大功率開關器件絕緣柵雙極晶體管（IGBT）代替以往的模擬器件逆變產生高壓試驗所需的交流電壓，同時利用LC串聯諧振原理使在測試品上產生電路品質因數Q（一般處于50~100之間）倍的高壓。該裝置體積小、重量輕，現場操作簡單方便，并且中試控股可以有效的保護實驗裝置以及測試品。本裝置的主要功能如下：