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中試控股技術研究院魯工為您講解：電纜投運后年檢試驗儀（電科院）

ZSBP-108KVA/108KV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置

全自動模式、半自動模式、手動模式

實時顯示試驗狀態，用戶可根據試驗狀態進行相應操作。

參考標準：DL/T 849.6-2016，DL/T 474.4-2018

變頻串聯諧振耐壓試驗裝置：變頻串聯諧振耐壓試驗裝置采用了調節電源的頻率的方式使得電抗器與被試電容器實現諧振，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，在國內外已經得到廣泛的應用。
采用了專用的SPWM數字式波形發生芯片，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定和安全。

變頻串聯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

ZSBP-108KVA/108KV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置
一、介紹
執行標準：DL/T 849.6-2016，DL/T 474.4-2018《電力設備專用測試儀高壓諧振試驗裝置》
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
可以完成交流被測試品：電力電纜、變壓器、斷路器/開關、開關柜、隔離開關、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、變電站系統等各種被試品的預防交流試驗和交接交流耐壓試驗
電源：采用220V及380V兩種
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
二、參數
變頻串聯諧振耐壓試驗裝置采用了調節電源的頻率的方式使得電抗器與被試電容器實現諧振，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，在國內外已經得到廣泛的應用。
采用了專用的SPWM數字式波形發生芯片，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、頻率調節范圍：30-300Hz
6、頻率分辨率：0.01Hz
7、頻率穩定度：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、運行連續工作時間：60分鐘
國內一些研究機構認為，交聯聚乙烯電纜的直流耐壓試驗中，由于空間電荷效應，絕緣中的實際電場強度可比電纜絕緣的工作電場強度高達11倍。交聯聚乙烯絕緣電纜即使通過了直流試驗不發生擊穿，也會引起絕緣的嚴重損傷。

其次，由于施加的直流電壓場強分布與運行的交流電壓場強分布不同。直流試驗也不能真實模擬運行狀態下電纜承受的過電壓，并有效的發現電纜及電纜接頭本身和施工工藝的缺陷。因此，使用非直流的方法對交聯電纜進行耐壓試驗就越來越受到人們的重視。

同時，各種大型變壓器的交流耐壓試驗，火力及水力發電機的交流耐壓試驗也定期進行。這些設備的試驗要求的試驗設備容量大，，通常情況下采用諧振的方法進行試驗，但必須是在工頻條件下或等效工頻條件下進行。

等效工頻條件一般采用45—65HZ的頻率范圍，但是很多試驗單位要求30-300HZ試驗電源對這類設備進行交流耐壓試驗。

另外還有一種低頻設備，0.1HZ的超低頻設備耐壓儀，他有一個弊端就是電壓很難做到很高，在行業里推廣使用一直沒有得到用戶的大面積認可。串聯諧振裝置的應用很快就得到市場的認可，他是真實模擬運行狀態施加電壓，能夠很快的發現被試設備本身狀態情況。

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。在與本產品輸入或輸出終端連接前，應確保本產品已正確接地。
注意所有終端的額定值：為了防止火災或電擊危險，請注意本產品的所有額定值和標記。在對本產品進行連接之前，請閱讀本產品使用說明書，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：如懷疑本產品有損壞，請本公司維修人員進行檢查，切勿繼續操作。
請勿在潮濕環境下操作
請勿在易爆環境中操作
保持產品表面清潔和干燥

并聯諧振和串聯諧振的比較

從負載諧振方式劃分，可以為并聯逆變器和串聯逆變器兩大類型，串聯逆變器和并聯逆變器的差別，源于它們所用的振蕩電路不同，前者是用L、R和C串聯，后者是L、R和C并聯。

（1）串聯逆變 器的負載電路對電源呈現低阻抗，要求由電壓源供電。因此，經整流和濾波的直流電源末端，必須并接大的濾波電容器。當逆變失敗時，浪涌電流大，保護困難。

（2）串聯逆變器的輸入電壓恒定，輸出電壓為矩形波，輸出電流近似正弦波，換流是在晶閘管上電流過零以后進行，因而電流總是超前電壓一φ角。

并聯逆變器的輸入電流恒定，輸出電壓近似正弦波，輸出電流為矩形波，換流是在諧振電容器上電壓過零以前進行，負載電流也總是越前于電壓一φ角。這就是說，兩者都是工作在容性負載狀態。

（3）串聯逆變器是恒壓源供電，為避免逆變器的上、下橋臂晶閘管同時導通，造成電源短路，換流時，必須保證先關斷，后開通。即應有一段時間(t)使所有晶閘管（其它電力電子器件）都處于關斷狀態。此時的雜散電感，即從直流端到器件的引線電感上產生的感生電勢，可能使器件損壞，因而需要選擇合適的器件的浪涌電壓吸收電路。此外，在晶閘管關斷期間，為確保負載電流連續，使晶閘管免受換流電容器上高電壓的影響，必須在晶閘管兩端反并聯快速二極管。

并聯逆變器是恒流源供電，為避免濾波電抗Ld上產生大的感生電勢，電流必須連續。也就是說，必須保證逆變器上、下橋臂晶閘管在換流時，是先開通后關斷，也即在換流期間(tγ)內所有晶閘管都處于導通狀態。這時，雖然逆變橋臂直通，由于Ld足夠大，也不會造成直流電源短路，但換流時間長，會使系統效率降低，因而需縮短tγ，即減小Lk值。

（4）串聯逆變器的工作頻率必須低于負載電路的固有振蕩頻率，即應確保有合適的t 時間，否則會因逆變器上、下橋臂直通而導致換流的失敗。

并聯逆變器的工作頻率必須略高于負載電路的固有振蕩頻率，以確保有合適的反壓時間t ，否則會導致晶閘管間換流失敗；但若高得太多，則在換流時晶閘管承受的反向電壓會太高，這是不允許的。

在實際操作中吸收電路的作用是將輸入信號中某一頻率的信與去掉。如圖所示是采用LC串聯諧振電路構成的吸收電路。電路中的VT1構成一級放大器，U是輸入信號，U是這一放大器的輸出信號。Ll和Cl構成LC串聯諧振吸收電路，其串聯諧振頻率為fo，它接在VT1輸入端與地端之間。

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(1)輸入信號頻率為fo。對于輸入信號中頻率為fo的信號，由于與Ll和Cl的諧振頻率相同，Ll和Cl的串聯電路對它的阻抗很小，頻率為五的輸入信號被Ll和Cl旁路到地而不能加到VT1基極，VT1就不能放大矗信號，當然輸出信號中也就沒有頻率為fo的信號了。

(2)輸入信號頻率高于或低于石。對于輸入信號中頻率高于或低于fo的信號，由于與Ll和Cl的諧振頻率不等，這時Ll和Cl串聯電路失諧，其阻抗很大，其輸入信號不會被Ll和Cl旁路到地，而是加到了VT1基極，經VT1放大后輸出。

從這一放大器的頻率響應特性中可以看出，輸出信號中沒有頻率為fo的信號存在了。

LC諧振電路工作原理分析

(1)掌握阻抗特性。了解這兩種諧振電路的一些主要特性是分析它們應用電路的基礎，其中最主要的是兩種諧振電路的阻抗特性，因為在各種電路的工作原理分析中，主要是依據電路的阻抗對電路進行分析。LC并聯諧振電路諧振時阻抗最大，LC串聯諧振電路最小，將它們對應起來比較容易記憶。

(2) LC串聯諧振電路諧振時阻抗最小。分析LC串聯諧振電路時要注意的事項同并聯諧振電路相同，只是串聯諧振時電路的阻抗最小，而并聯諧振時的阻抗最大。

對于LC串聯諧振電路而言，電路失諧時電路的阻抗很大，此時對于頻率低于諧振頻率的信號主要是因為電容Cl的容抗大了，對于頻率高于諧振頻率的信號主要是因為電感Ll的感抗大了。

(3) LC并聯諧振電路失諧時阻抗小。對于LC并聯諧振電路而言，電路失諧時電路的阻抗很小，此時頻率低于諧振頻率的信號主要是從電感Ll支路通過的，而頻率高于諧振頻率的信號主要是從電容Cl支路通過的。

(4)輸入信號頻率分成兩種情況。分析這兩種LC諧振電路的應用電路時，要將輸入信號頻率分成兩種情況：輸入信號頻率等于諧振頻率時的電路工作情況和輸入信號頻率不等于諧振頻率時的電路工作情況。

(5)阻尼電阻作用。在并聯諧振電路中加入阻尼電阻的目的是為了獲得所需要的頻帶寬度。所加電阻的阻值越小，頻帶越寬，反之則越窄。

輸入LC并聯諧振電路的信號頻率是很廣泛的，其中含有頻率為諧振頻率的信號。在眾多頻率的輸入信號中，電路只對頻率為諧振頻率的信號發生諧振，這時電路的阻抗最犬。諧振電路有一個頻帶寬度。在電路分析中，可以認為頻帶內的信號都與諧振頻率的信號一樣，被同樣地放大或處理；但對頻率偏離諧振頻率的信號，掌握的。頻帶的寬度與Q值大小有關，Q值大，則認為沒有受到放大或處理，這是電路分析要頻帶窄；Q值小，頻帶寬。

在含有電容和電感的電路中，如果電容和電感并聯，可能出現在某個很小的時間段內：電容的電壓逐漸升高，而電流卻逐漸減少；與此同時電感的電流卻逐漸增加，電感的電壓卻逐漸降低。

在含有電容和電感的電路中，如果電容和電感并聯，可能出現在某個很小的時間段內：電容的電壓逐漸升高，而電流卻逐漸減少；與此同時電感的電流卻逐漸增加，電感的電壓卻逐漸降低。而在另一個很小的時間段內：電容的電壓逐漸降低，而電流卻逐漸增加；與此同時電感的電流卻逐漸減少，電感的電壓卻逐漸升高。電壓的增加可以達到一個正的最大值，電壓的降低也可達到一個負的最大值，同樣電流的方向在這個過程中也會發生正負方向的變化，此時我們稱為電路發生電的振蕩。

電容和電感并聯，電容器放電,電感開始有有一個逆向的反沖電流，電感充電;當電感的電壓達到最大時，電容放電完畢，之后電感開始放電，電容開始充電，這樣的往復運作，稱為諧振。而在此過程中電感由于不斷的充放電，于是就產生了電磁波。

電路振蕩現象可能逐漸消失，也可能持續不變地維持著。當震蕩持續維持時，我們稱之為等幅振蕩，也稱為諧振。