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中試控股技術研究院魯工為您講解：電纜試驗諧振測試儀（電科院）

ZSBP-108KVA/108KV變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置

全自動模式、半自動模式、手動模式

實時顯示試驗狀態(tài)，用戶可根據(jù)試驗狀態(tài)進行相應操作。

參考標準：DL/T 849.6-2016，DL/T 474.4-2018

變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置：變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置采用了調節(jié)電源的頻率的方式使得電抗器與被試電容器實現(xiàn)諧振，在被試品上獲得高電壓大電流，是當前高電壓試驗的一種新的方法和潮流，在國內外已經(jīng)得到廣泛的應用。
采用了專用的SPWM數(shù)字式波形發(fā)生芯片，頻率分辨率16位，在20~300Hz時頻率細度可達0.1Hz；采用了正交非同步固定式載波調制方式，確保在整個頻率區(qū)間內輸出波形良好；功率部分采用了先進的IPM模塊，在小重量下確保儀器穩(wěn)定和安全。

變頻串聯(lián)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

串聯(lián)諧振試驗中控制逆變器的方法有調幅控制和脈沖調頻控制兩種。脈沖頻率調制方法實現(xiàn)起來比較簡單，可以在下面兩種情況下使用。 
1 )如果負載對工作頻率范圍沒有嚴格限制,這時頻率必須跟蹤,但相位差可以存在而不處于諧振工作狀態(tài)。 
2 )如果負載的Q值較高,或者功率調節(jié)范圍不是很大,則較小的頻率偏差就可以達到調功的要求。 
脈沖頻率調制方法的主要缺點是工作頻率在功率調節(jié)過程中不斷變化,導致集膚深度也隨之而改變,在某些應用場合如表面淬火等，集膚深度的變化對熱處理效果會產(chǎn)生較大的影響,這在要求嚴格的應用場合中是不允許的。 
變頻串聯(lián)諧振試驗裝置是用于鑒定電氣設備絕緣強度，它對于判斷電氣設備能否投入運行具有決定性的意義，也是用來保證設備絕緣水平,避免發(fā)生絕緣事故的重要手段。因為變頻串聯(lián)諧振試驗裝置能充分反映電氣設備在交流電壓下運行的實際情況，能真實有效的發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷。 

參數(shù)
變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置采用了調節(jié)電源的頻率的方式使得電抗器與被試電容器實現(xiàn)諧振，在被試品上獲得高電壓大電流，是當前高電壓試驗的一種新的方法和潮流，在國內外已經(jīng)得到廣泛的應用。
采用了專用的SPWM數(shù)字式波形發(fā)生芯片，頻率分辨率16位，在20~300Hz時頻率細度可達0.1Hz；采用了正交非同步固定式載波調制方式，確保在整個頻率區(qū)間內輸出波形良好；功率部分采用了先進的IPM模塊，在小重量下確保儀器穩(wěn)定和安全。
1、輸入:電壓220V或者380V ±10%
2、頻率：45/65Hz
3、輸出電壓：0-250V
4、輸出波形：正弦波
5、頻率調節(jié)范圍：30-300Hz
6、頻率分辨率：0.01Hz
7、頻率穩(wěn)定度：0.1%
8、頻率步進值：5Hz,1Hz，0.1Hz，0.01Hz
9、電壓分辨率：0.1kV
10、電壓測量精度：1.5%
11、電壓步進值： 1%，0.5%，0.1%，0.01%
12、運行連續(xù)工作時間：60分鐘

不會出現(xiàn)任何恢復過電壓。試品發(fā)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(xiàn)任何恢復過電壓。
該裝置主要針110kV及以下電纜等所有電氣主設備的交流耐壓試驗設計制造。電抗器采用多只分開設計，既可滿足高電壓、小電流的設備試驗條件要求，又能滿足象6kV電纜這樣的低電壓的交流耐壓試驗要求，具有較寬的適用范圍，是地、市、縣級高壓試驗部門及電力安裝、修試工程單位理想的耐壓設備。
該裝置主要由變頻電源、激勵變壓器、電抗器、電容分壓器組成。
我公司調頻諧振裝置主要功能及其技術特點：
裝置具有過壓、過流、零位啟動、系統(tǒng)失諧（閃絡）等保護功能，過壓過流保護值可以根據(jù)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。
整個裝置單件重量很輕，最大不超過60kg，便于現(xiàn)場使用。
裝置具有多種工作模式，方便用戶根據(jù)現(xiàn)場情況靈活選擇，提高試驗速度。
工作模式為：全自動模式、半自動模式、手動模式、
能存儲，存入的數(shù)據(jù)編號是數(shù)字，方便的幫助用戶識別和查找。
裝置自動掃頻時頻率起點可以在規(guī)定范圍內任意設定，同時液晶大屏幕顯示測頻和試驗頻率一致，方便使用者直觀了解是否找到諧振點。
采用了ARM平臺技術，可以方便的根據(jù)用戶需要增減功能和升級，也使得人機交換界面更為人性化。
技術特點歸納：先進的數(shù)字、功率技術；功率器件全部采用的德國英飛凌，日本富士的IGBT智能模塊，芯片采用英特爾的原裝器件等

結構： 采用干式結構,絕緣耐熱等級H級,滿足干式變壓器國家規(guī)范要求；高﹑低壓繞組間和鐵芯設靜電屏蔽,既作為勵磁變,又是隔離變；內置過電壓保護,防止擊穿反擊。

為了防止電擊，接地導體必須與地面相連。在與本產(chǎn)品輸入或輸出終端連接前，應確保本產(chǎn)品已正確接地。
注意所有終端的額定值：為了防止火災或電擊危險，請注意本產(chǎn)品的所有額定值和標記。在對本產(chǎn)品進行連接之前，請閱讀本產(chǎn)品使用說明書，以便進一步了解有關額定值的信息。
在有可疑的故障時，請勿操作：如懷疑本產(chǎn)品有損壞，請本公司維修人員進行檢查，切勿繼續(xù)操作。
請勿在潮濕環(huán)境下操作
請勿在易爆環(huán)境中操作
保持產(chǎn)品表面清潔和干燥

串聯(lián)電路諧振時，其電抗 X(ω0)＝0，所以電路的復阻抗 Z ω0 = R 呈現(xiàn)為一個純電阻，而且阻抗為最小值。諧振時，雖然電抗 X＝ XL—Xc=0，但感抗與容抗均不為零，只是二者相等。我們稱諧振時的 感抗或容抗為串聯(lián)諧振電路的特性阻抗，記為ρ，即 ρ = ω0L = 1 ω0C = 1 LC | L = L C ρ的單位為歐姆，它是一個由電路參數(shù) L、C 決定的量，與頻率 無關。工程上常用特性阻抗與 9 并稱此比值為串聯(lián)電路的品質因數(shù)，用 Q 表示，即 Q = ρ R = ω0L R = 1 ω0CR = 1 R L C 品質因數(shù)又稱共振系數(shù)，有時簡稱為 Q 值。它是由電路參數(shù) R、 L、C 共同決定的一個無量綱的量。

串聯(lián)諧振時的電壓關系：

諧振時各元件的電壓分別為 URO = RI O = US ULO = jω0LIO = jω0L U s R = jQUs UCO = j 1 ω0C o =| j 1 ω0C US R =| jQUS 即諧振時電感電壓和電容電壓有效值相等，均為外施電壓的 Q 倍，但電感電壓超前外施電壓 90°，電容電壓滯后外施電壓 90°， 總的電抗電壓為 0。在電路 Q 值較高時，電感電壓和電容電壓的數(shù)值 都將遠大于外施電壓的值，所以串聯(lián)諧振又稱電壓諧振。常見的試品如變壓器、GIS 系統(tǒng)、SF6 斷路器、電流互感器、電 力電纜、套管等均為容性，系統(tǒng)配備的電抗器為感性，試驗時先通過 調節(jié)變頻電源的輸出頻率使回路發(fā)生串聯(lián)諧振，再在回路諧振的條件 下調節(jié)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上產(chǎn)生較高的試驗電壓。在實際現(xiàn)場應用中試品上的高壓電壓和低壓電壓遵循以下公式：U 試 = QU 激 其中：U 試為高壓諧振試驗電壓，Q 為系統(tǒng)串聯(lián)諧振的品質因數(shù)， U 激為激勵變壓器輸出電壓。10 例如：假設系統(tǒng)串聯(lián)諧振的品質因數(shù) Q 為 30，激勵變壓器選擇 16kV 的抽頭，激勵變壓器額定輸入電壓為 400V，如果激勵變壓器輸 入電壓為 100V 時，高壓電壓計算步驟如下：①計算激勵變壓器變比 激勵變壓器變比 N=激勵變壓器所選抽頭電壓/輸入額定電壓 即：N=16kV/400V=16000/400=40 ②計算激勵變壓器輸出電壓 激勵變壓器輸出電壓=激勵變壓器輸入電壓*激勵變壓器變比 即：U 激=100V*40=4kV ③計算高壓諧振試驗電壓 高壓諧振試驗電壓=激勵變壓器輸出電壓*系統(tǒng)品質因數(shù) 即：U 試=4kV*30=120kV 故系統(tǒng)最終的高壓諧振試驗電壓為 120kV。隨著如今電力工業(yè)的發(fā)展，設備電壓等級越來越高，在電力預防性或是交接試驗中，試驗設備的電壓等級相應也越高。在眾多試驗設備中，串聯(lián)諧振使用愈加廣泛。在高電壓等級串聯(lián)諧振中，常會見到諧振生產(chǎn)商配給用戶的絕緣底座，那么在試驗過程中，絕緣底座起到什么作用呢？

1、絕緣底座首先是起到絕緣的作用。避免因為絕緣等級不夠產(chǎn)生爬電、放電、閃絡等影響試驗進程。

2、防止電抗器因為漏磁通產(chǎn)生渦流、發(fā)熱、機械振動等引起試驗效率的降低、噪音等問題。

3、降低疊裝難度，增加安全系數(shù)。中試控股在現(xiàn)場使用中，由于試驗條件的限制，環(huán)境因素導致如疊裝太高造成的重心不穩(wěn)，危及試驗人員或是設備安全等問題