串联谐振耐压成套装置

目前在和国内已有越来越多的XLPE交联聚乙烯绝缘的电力电缆替代原来的充油油纸绝缘的电力电缆。但在交联电缆投运前的试验手段上由于被试容量大和试验设备的原因，仍沿袭使用直流耐压的试验方法。近年来、国内的很多研究机构的研究成果表明直流试验对XLPE 交联聚乙烯电缆有不同程度的损害。有的研究机构观点认为XLPE 结构具有承储积累单极性残余电荷的能力，当在直流试验后，如不能有效的释放直流残余电荷，投运后在直流残余电荷加上交流电压峰值将可能致使电缆发生击穿。国内一些研究机构认为，交联聚乙烯电缆的直流耐压试验中，由于空间电荷效应，绝缘中的实际电场强度可比电缆绝缘的工作电场强度高达11倍。交联聚乙烯绝缘电缆即使通过了直流试验不发生击穿，也会引起绝缘的严重损伤。其次，由于施加的直流电压场强分布与运行的交流电压场强分布不同。直流试验也不能真实模拟运行状态下电缆承受的过电压，并有效的发现电缆及电缆接头本身和施工工艺的缺陷。因此，使用非直流的方法对交联电缆进行耐压试验就越来越受到人们的重视。同时，各种大型变压器的交流耐压试验，火力及水力发电机的交流耐压试验也定期进行。这些设备的试验要求的试验设备容量大，，通常情况下采用谐振的方法进行试验，但必须是在工频条件下或等效工频条件下进行。等效工频条件一般采用45—65HZ的频率范围，但是很多试验单位要求30-300HZ试验电源对这类设备进行交流耐压试验。

我公司系列串联谐振装置主要用于10kV、35kV、66kV、110kV、220kV的交联橡塑电力电缆，66kV、110kV、220kV的组合电器（GIS）的变频交流耐压试验，水力和火力发电机或电力变压器等的工频交流耐压试验。其基本原理是采用可调节（30-300HZ）串联谐振试验设备与被试品电容谐振产生交流试验电压。由于电缆的电容量较大，采用传统的工频试验变压器很笨重、庞大、大电流的工作电源现场不易取得，因此一般都采用串联谐振交流耐压试验设备。其输入电源的容量显著降低，重量减轻，便于使用和运输。初期都采用调感式串联谐振设备（50HZ），但存在自动化程度差、噪音大等缺点。因此现在大多采用变频谐振，可以得到更高的品质因数（Q值），并具有自动调谐、多重保护、以及降低噪音、灵活的组合方式、单件重量轻等优点。

2、串联谐振在电力系统应用中的优点：

1.1、所需电源容量大大降低。串联谐振电源是利用谐振电抗器和被试品的电容谐振产生高电压和大电流的，在整个系统中，电源只需要提供系统中有功消耗的部分，因此，试验所需要的电源功率只有试验容量的1/Q。

1.2、设备的重量和体积大大的减少。串联谐振电源中，不但省去了笨重的大功率调压装置和大功率试验变压器，而且，谐振激磁电源只需要试验容量的1/Q，使得系统重量和体积大大减少，一般为普通试验装置的1/5-1/30.

1.3、改善输出电压的波形。谐振电源是谐振式滤波电容，能改善输出电压的波形畸变，有效的防止了谐波峰值对试品的误击穿。

1.4、防止大的短路电流烧伤故障点。在串联谐振状态，当试品的绝缘弱点被击穿时，电路立即脱谐，回路电流迅速下降为正常试验电流的1/Q。而并联谐振或者试验变压器方式做耐压试验时，击穿电流立即上升几十倍，两者相比，短路电流，击穿电流相差数百倍。所以串联谐振能有效的找到绝缘弱点，又不存在大的短路电流烧伤故障点的忧患。

1.5、不会出现任何恢复过电压。试品发生击穿时，因失去谐振条件，高电压也立即消失，电弧即刻熄灭，且恢复电压的再建立过程很长，很容易在再次达到闪络电压前断开电源，这种电压的恢复过程是一种能量积累的间歇振荡过程，其过程长，而且，不会出现任何恢复过电压。

3、该装置主要针35kV及以下电缆等所有电气主设备的交流耐压试验设计制造。电抗器采用多只分开设计，既可满足高电压、小电流的设备试验条件要求，又能满足象6kV电缆这样的低电压的交流耐压试验要求，具有较宽的适用范围，是地、市、县级高压试验部门及电力安装、修试工程单位理想的耐压设备。

该装置主要由变频电源、激励变压器、电抗器、电容分压器组成。

我公司调频谐振装置主要功能及其技术特点：

1.1、装置具有过压、过流、零位启动、系统失谐（闪络）等保护功能，过压过流保护值可以根据用户需要整定，试品闪络时闪络保护动作并能记下闪络电压值，以供试验分析。

1.2、整个装置单件重量很轻，大不超过60kg，便于现场使用。

1.3、装置具有多种工作模式，方便用户根据现场情况灵活选择，提高试验速度。

工作模式为：全自动模式、半自动模式、手动模式、

1.4、能存储，存入的数据编号是数字，方便的帮助用户识别和查找。

1.5、装置自动扫频时频率起点可以在规定范围内任意设定，同时液晶大屏幕显示测频和试验频率一致，方便使用者直观了解是否找到谐振点。

1.6、采用了ARM平台技术，可以方便的根据用户需要增减功能和升级，也使得人机交换界面更为人性化。

1.7、技术特点归纳：*的数字、功率技术；功率器件全部采用的德国英飞凌，日本富士的IGBT智能模块，芯片全部采用英特尔的原装器件等

4、全套系统的配置用法说明：

1.1、变频电源单独可靠接地。

1.2、激励变压器一般有好几个高压端输出：

用于10kV电缆的耐压装置，激励变高电压输出部分和电抗器之间连接，一般接电压低一些的电压端，比如2kV；

用于35kV电缆的耐压装置，35kV电缆的耐压，激励变高电压输出部分和电抗器之间连接，一般接电压较高一点的电压端，比如3-4kV；

用于110kV电缆的耐压装置，110kV电缆的耐压，激励变高电压输出部分和电抗器之间连接，一般接电压比如5-6kV；（110kV变压器）

用于110kV互感器，组合电器，开关等的耐压装置，激励变高电压输出部分和电抗器之间连接，一般接电压比如10--15kV；

1.3、电抗器和分压器：本装置含有自检功能即不带任何被试品情况下可以自谐升压；电抗器必须保证3节以上叠在一起串联起来和分压器组成谐振回路产生高压。被试品的连线一般接在比较重的电抗器顶端，这样不至于被张力拉倒。电抗器使用时，电抗器底部不要放在铁板上或者带铁的地方，因为电抗器是个开口磁路，试验时和铁板会产生涡流长时间会烧坏电抗器。

第二章ZSBP-135KVA/108KV变频谐振试验装置技术参数

（一）  ZSBP 指生产厂家代码

（二）ZSBP-135KVA/108KV变频谐振试验装置技术指标

1．额定电压：108KV

被试品的：

22kV---满足10kV电缆交流耐压试验；

52kV---满足35kV电缆交流耐压试验；

72kV---满足35kV变压器交流耐压试验；

80kV---满足110kV变压器中性点交流耐压试验；

2．输出电压波形畸变率：<1.0％

3.允许连续工作时间：额定条件下一次性工作15分钟，

4．装置自身品质因数：Q>50

5．火力发电机试验时满负荷下品质因数：Q>10（与负载相关）

6.  水力发电机试验时满负荷下品质因数：Q>10（与负载相关）

7．电缆试验时满负荷下品质因数：Q>30（与负载相关）

8．主变压器试验满负荷时品质因数：Q>30（与负载相关）

9. GIS，开关等试验满负荷时品质因数：Q>50（与负载相关）

10．输入电源： 220V

11．频率调节范围：30Hz～300Hz

12．系统测量精度：1.5％

13．装置具有过压、过流、零位启动等保护功能

（三）设备遵循标准    

《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》       GB50150-2006

《水轮发电机组安装技术规范》                GB/T8564――2003

《高压谐振试验装置》                       DL/T 849.6—2004 

《电抗器》                                 GB10229.88

《电力设备预防性试验规程》                 DL/T596-1996

《耦合电容器和电容分压器》                 IEC358(1990)

（四）设备主要配置及技术参数说明：

1.变频电源一台：

额定功率：10kVA；

输入电压： 220V 45～65Hz

输出电压：0～250V可调

输出电压频率：30～300Hz 

0.01Hz步进可调

频率不稳定度≤0.02%

输出电流：0～40A

重量：16kg

1. 高压谐振电抗器（共4台）：33.75KVA/27KV

额定工作电压：27kV   

额定工作电流：1.2A     

额定电感量：50H       

连续工作时间：60min   

温    升：小于60度   

工作频率：30-300Hz  

重量：48kg           

1. 激励变1台：                                    

额定容量：10kVA    

输入电压：250V

输出电压：2kV， 4kV，

4.电容分压器一台：ZSFRC-110kV纯电容式

   高压电容量：2000pF  

分压比：1000:1

   工作频率：30～300Hz

   误差精度：1.5%

   额定电压:110kV

   重量：10kg

5．测试线及附件壹套：

1) 内部连接线       1套

2) 使用说明书       1份

3) 试验报告         1份

变频串联谐振控制箱的详细介绍

一、技术参数及功能描述

1、技术参数

1. 输入电源:

电压： 220V±10%

频率： 45/65Hz

1. 输出电压：0-250V；

1. 输出波形：正弦波

1. 频率调节范围：30-300Hz

1. 频率分辨率：0.01Hz

1. 频率稳定度：0.1%

1. 频率步进值：5Hz,1Hz，0.1Hz，0.01Hz

1. 电压分辨率：0.1kV

1. 电压测量精度：1.5%

1. 电压步进值： 1%，0.5%，0.1%，0.01%

1. 运行连续工作时间：60分钟

2、功能描述

变频电源有如下几个显著的特点：

1. 波形为脉宽电压调节的方波。

1. 内部由ARM控制，操作功能得到优化,操作简单。

1. 自动扫频，寻找谐振点.频率范围30-300Hz,可设置扫频范围，扫频大耗时40秒钟(全频扫)， 频率分辨率0.01Hz。

1. 自动试验，用户可设置试验程序，试验程序分为5段，系统自动按设置的程序完成试验过程。

1. 耐压时自动跟踪电压，电压正常波动时自动调整电压到目标电压，异常波动时提示用户电压异常波动，由用户根据试验情况进行操作。

1. 实时显示试验状态，用户可根据试验状态进行相应操作。

1. 强大的保护功能：过流保护，过压保护和闪络保护，过热保护，高压异常保护，软/硬件同时保护，确保安全。

1. 试验数据保存，可即时打印试验数据，也可将数据保存以备下次打印。

1. 数据查询功能,根据试验日期查询以往的试验数据。

2. 常见故障排除

   5.1通用注意事项

   1.本试验设备应由高压试验专业人员使用，使用前应仔细阅读使用说明书，并经反复操作训练。

   2.操作人员应不少于2人。使用时应严格遵守本单位有关高压试验的安全作业规程。

   3.为了保证试验的安全正确，除必须熟悉本产品说明书外，还必须严格按国家有关标准和规程进行试验操作。

   4.各联接线不能接错，否则可导致试验装置损坏

   5.本装置使用时，输出的是高电压或超高电压，必须可靠接地，注意操作安全。

   5.2常见故障原因及排除

   1.自动调谐不能完成，找不到谐振点：

   现象：

   调谐完成后仪器提示高压异常

   原因：

   回路接地不好，试验回路接线错误，装置某一仪器开路，高压测量线短路或者开路，高压测量红黑线头插反

   排除方法：

   1）检查接地装置可靠，接地连接线是否有断开点；

   　 2）检查励磁变压器的高低压线圈的通断；

   　 3）检查每一只电抗器的通断；

   　 4）检查分压器的信号线的通断；

   　 5）检查分压器的高低压电容臂的通断；

   　 6）装置自身升压时没有谐振点，还需要检查补偿电容器的通断；

   如果所有部件正常，依然没有谐振点，请和厂家联系，不可拆卸仪器！

   3 不能升压到试验电压

   现象：

   1）；改换激励电压到较高的电压接头

   2）被试品部分有避雷器没有打开连线

   3）谐振点没有找准，偏谐；

   原因：

   1）电抗器与试品电容量不匹配，没有准确找到谐振点；

   　2）试品损耗较高，系统Q值太低；

   　3）励磁变压器高压输出电压较低；

     4）高压连接线过长或没有采用高压防晕线

   排除方法：

   1）将补偿电容器并接入试验回路，加大回路电容量；

   　2）尽可能将多只电抗器串联，提高回路电感量；

   　3）提高励磁变压器的输出电压；

   　    4）干燥处理被试品，提高被试品的绝缘强度，减少回路的有功损耗；

      5） 一般在设备较高电压输出时，采用高压防晕线，或将普通高压输出线改为较短的连线，一般不超过5米。

   如果全部处理完后，依然不能解决问题，请和厂家联系，不可拆卸仪器！