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电力技术
电缆一般采用串联谐振作耐压试验仪(实力大厂)
时间:2023-02-04

中试控股技术研究院为您讲解:  电缆一般采用串联谐振作耐压试验仪(实力大厂)

适用电压等级:6kV、10kV、35kV、66kV、110kV、220kV、330kV、500kV、750kV、1000kV,也可以定制不同的电压等级规格。
ZSBP系列变频串联谐振耐压试验装置组成部分:变频电源主机、激励变压器、电抗器、电容分压器、补偿电容器、测试附件组成。

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参考标准:DL/T 474.4-2018

简易读懂:变频串联谐振耐压试验装置可以做什么?
变频串联谐振成套耐压试验装置适用于大容量,高电压的电容性试品的交接和预防性试验.

主要针对电力电缆、变压器、断路器/开关、开关柜、避雷器、电压互感器、电流互感器、套管、支柱绝缘子、电抗器、母线、隔离开关、输电线路、发电机、电动机、熔断器、电容器、隔离开关、接触器、配电箱、绝缘材质、变电站系统的交流耐压试验。

适用以下电缆的交流耐压试验:
电力电缆、控制电缆、补偿电缆、屏蔽电缆、高温电缆、计算机电缆、信号电缆、同轴电缆、耐火电缆、船用电缆、矿用电缆、铝合金电缆、电器装备用电线电缆、RVVP表示:铜芯聚氯乙烯绝缘屏蔽聚氯乙烯护套软电缆电压300V/300V 2-24芯;
RG表示:物理发泡聚乙烯绝缘接入网电缆用于同轴光纤混合网中传输数据模拟信号;
UTP表示:局域网电缆;
KVVP为:聚氯乙烯护套编织屏蔽电缆,SYWV(Y)、SYKV 有线电视、宽带网专用电缆;
RVV表示:聚氯乙烯绝缘软电缆;
AVVR表示:聚氯乙烯护套安装用软电缆;
RV、RVP表示:聚氯乙烯绝缘电缆;
BV、BVR表示:聚氯乙烯绝缘电缆;
KVV表示:聚氯乙烯绝缘控制电缆等。

选择合适的试验频率范围是个比较重要的问题。在这方面,就目前国内外的提法来看,总结可分成3类:第1类为较宽频率范围30-300Hz、20-300Hz、1-300Hz;第2类为工频范围,45-65Hz,45-55Hz;第3类为接近工频,35-75Hz。
试验参考
10kv电缆交接试验耐压打2.5U0电压,试验时间为5min。 GB50150-2006《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》中18.0.5条表18.0.5规定10kv电缆试验电压为(2.5U0),试验时间为5min(2.5U0时)。 10KV电缆是一般有6/10KV和8.7/10KV两种,这两种电缆的U0是不相同的。根据试验标准6/10KV是施加15KV(6x2.5=15)交流电5分钟,电缆不击穿;而8.7/10KV则是施加21.75KV(8.7x2.5=21.75)交流电5分钟,电缆不击穿。交流耐压试验:电力设备在运行中,绝缘长期受着电场、温度和机械振动的作用会逐渐发生劣化,其中包括整体劣化和部分劣化,形成缺陷。交流耐压试验是鉴定电力设备绝缘强度最有效和最直接的方法,是预防性试验的一项重要内容。此外,由于交流耐压试验电压一般比运行电压高,因此通过试验后,设备有较大的安全裕度,因此交流耐压试验是保证电力设备安全运行的一种重要手段。

电缆做耐压试验怎么做
1、被试电缆两端设好围栏并有专人看护。
2、测量电缆相位,确保电缆两端相位一致。
3、先用5000V兆欧表测量,正常情况下新电缆阻值均在10000MQ以上。多芯电缆应分别测量每一芯线对其它芯线及外皮的绝缘电阻。外护套及内衬层使用500V绝缘电阻测试仪测试其对地电阻。
4、开始打耐压,每相时间一般为20分钟。
5、试验完成后先把电压降下来再切断电源放电。
6、用5000v兆欧表再测量一次绝缘,绝缘电阻不应有明显下降
一般都采用串联谐振交流耐压试验设备。其输入电源的容量能显著降低,重量减轻,便于使用和运输。初期多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。因此现在大都采用调频式(30-300Hz)串联谐振试验设备,可以得到更高的品质数(Q值),并具有自动调谐、多重保护,以及低噪音、灵活的组合方式(单件重量大为下降)等优点。


如何选择合适的变频串联谐振耐压试验装置?
为了选对规格,请提供以下技术参数
1、电力变压器:电压等级,大容量,试验性质(中性点耐压或全绝缘耐压)单相对地电容量;
2、电力电缆:电压等级,大长度,截面积;
3、发电机、电动机:电压等级(出口电压或称工作电压),试验电压(耐压值)单相对地电容量范围(如0.2-0.55uF等);
4、开关、绝缘子、PT、CT、绝缘工器具、母线:电压等级(或称工作电压);试验电压(耐压值);
5、CVT效验:电压等级或称工作电压,试验电压(耐压值)电容量范围(如0.005-0.02uF)。




中试控股践行“精细制造,深耕技术”产出变频串联谐振耐压成套试验装置优质产品能够在市场中赢得用户信赖,树立中试控股新形象打下了坚实的根底。












变频串联谐振的耐压试验原理解析
今天主要介绍变频串联谐振的耐压试验原理,首先介绍下组成:
变频串联谐振试验成套装置主要由变频控制器,励磁变压器,高压电抗器,高压分压器等组成。变频控制器又分两大类,20KW及以上为控制台式,20KW以下为便携箱式;它由控制器和滤波器组成。
变频控制器主要作用是把幅值和频率都固定的380V或200V工频正弦交流电转变为幅值和频率可调的正弦波。并为整套设备提供电源。励磁变压器的作用是将变频电源输出的电压升到合适的试验电压。高压电抗器L是谐振回路重要部件,当电源频率等于1/(2π√LCX)时,它与被试品CX发生串联谐振。
变频串联谐振大电容量的电气设备(如大型发电机组、电力变压器、电力电容器、GIS、电力电缆等)在一定频率范围内的绝缘耐受与工频耐压具有一定的等效性,这样就为利用变频试验装置的电感与被试品的电容串联产生谐振电压来进行交流耐压试验提供了可能,且由于试验装置的励磁电压低、重量轻,非常方便于在施工现场使用。现就变频串联谐振试验装置的特点、原理和在实际应用中的几点体会进行阐述。
一、变频串联谐振耐压试验装置的特点
利用串联谐振原理在回路中产生高电压,一般频率为30~300Hz。串联谐振中的直流高压发生器如下图表示:
变频串联谐振试验装置
当电源频率(f)、电感(L)及被试设备电容(C)满足下式时回路处于串联谐振状态此时:f=1/2π√LC,回路中电流为I=Ulx/R,被试设备电压为Ucx=I/ωCx输出电压与励磁电压之比为试验回路的品质因数:Q=Ucx/Ulx=(ωL)/R,由于试验回路中电阻R很小,故试验回路品质因数很大。一般正常时可达50以上,既输出电压是励磁电压50倍,因此用较低容量的试验变压器就能得到较高的试验电压。这样就解决了在一般的交流耐压试验中试验变压器容量不能满足试验要求的问题。而此时电容量与电感的关系为ωL=1/ωc,因为对某个试品而言,电容量是固有的,试验用可调电感的价格也非常昂贵,因此解决问题的途径就引到了改变电源频率回路的谐振频率,在初始电压下调节回路的频率,观察Uc的变化达最大值时,增加或减小频率时谐振电压都要下降,这时的频率为谐振频率,这时的电压为谐振点电压,增加励磁电压就能升高谐振电压,从而达到试验电压目的。另外,由于试验回路是处于谐振状态,回路本身具有良好的滤波作用,电源波形中的谐波分量在设备两端大为减小,从而输出良好的正弦波形。当试品放电或击穿时,即回路中等值电容被短路,谐振条件被破坏,电压明显下降,恢复电压上升缓慢,试品上不发生暂态过电压,且电源供给的短路电流受到电抗的限制而减少,从而限制被试设备的损坏程度。
 电缆基本参数及耐压试验要求
10kV/240mm2电缆500m,电容量≤0.17μF,试验频率为30-300Hz,试验电压22kV。
10kV/180mm2电缆1000m,电容量≤0.31μF,试验频率为30-300Hz,试验电压22kV。
 1、风扇不能启动:
       急停、故障保护、失谐保护后,没有按“故障复位”;
       内部温度过高,功率元件热保护;
       排除方法:关断仪器电源,将仪器静置30分钟左右,重新开启电源,按仪器面板上的“复位”键,再启动仪器。
       2、自动调谐不能完成,找不到谐振点:
      (1)现象:调谐曲线完全是一条直线,调谐完成后仪器提示没有谐振点
       原因:回路接地不好,试验回路接线错误,装置某一仪器开路
       排除方法:检查接地装置可靠,接地连接线是否有断开点;
检查励磁变压器的高低压线圈的通断;
检查每一只电抗器的通断;
检查分压器的信号线的通断;
检查分压器的高低压电容臂的通断;
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;
       (2)现象:调谐曲线是一条曲线,有较低的尖峰;
       试验时一次电压较高,高压却较低,甚至在没有升到试验电压时,一次电压已经到达额定电压,回路自动降压;
       原因:电抗器与试品电容量不匹配,没有准确找到谐振点;
试品损耗较高,系统Q值太低;
励磁变压器高压输出电压较低;
       排除方法:将补偿电容器并接入试验回路,加大回路电容量;
尽可能将多只电抗器串联,提高回路电感量;
提高励磁变压器的输出电压;
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;


串联、并联电路谐振频率与系统电阻无关,当系统谐波源频率天时就会发生串联或并联谐振。若、很小,可以激发二次或三次谐波的高次谐波谐振过电压若、很大,则能激发分频谐波的谐振过电压,这两种谐振过电压都表现为三相对地电压的同时升高,而线电压正常。试验研究表明,基波谐振和高次谐波谐振过电压一般不超过倍额定电压,对于分频谐波谐振,由于受到电压互感器铁芯严重饱和的限制,过电压一般不超过倍额定电压,但励磁电流急剧增加,瞬时可高达额定励磁电流的几十倍以上,引起高压保险丝的频繁熔断。 
    ①串联或并联谐振会产生高于电源数倍的电压,施加在回路中的电容器、互感器、断路器等设备上,引起高压电气设备绝缘损坏。在熔断器未及时熔断的情况下会引起电压互感器喷油、绕组烧毁甚至爆炸。
    ②谐振引起的过电压,还可以导致氧化锌避雷器的损坏。无间隙氧化锌避雷器的过电压耐受能力有限,如果选用氧化锌避雷器的直流电压偏低,在过电压的作用下连续动作,最终会发生热崩溃而损坏。
    ③在电压互感器熔断器不能及时熔断的情况下,引起电压互感器二次电压升高,对二次继电保护设备和计量仪表的绝缘造成损坏或引起继电保护设备的误动。
    ④基波谐振时,出现虚幻接地现象,易引起值班人员的误判断,表现为两相电压升高,一相电压降低,线电压正常,其现象与单相接地相同。
    ⑤谐振时电压互感器铁芯的饱和会使变比误差增大,影响计量、测量精度。
    ⑥谐波谐振引起电网的谐波损耗增大。
    谐波谐振的预防和应对措施
    ① 少谐波源的产生
    在选用铁芯设备时尽量选用励磁特性好、伏安特性高、铁芯不易饱和的电磁式电压互感器、变压器、电抗器。在选用电磁电压互感器时应注意同时提高三相电压互感器的励磁特性和伏安特性曲线的线性度,尽量选用同型号、同批次生产的单相电压互感器,也可以采用电容式电压互感器代替电磁式电压互感器。
    断路器三相不同时合闸,由于合闸瞬间三相电压的不同,会引起的三相负载的不对称,使电源的中性点产生位移,中性点对地电压与电源电压叠加会使三相对地电压同时升高或两相、单相对地电压升高,使回路中的电磁式电压互感器或电抗器线圈很快饱和,激磁电流的波形发生畸变,产生高次谐波。
    ②限制谐波源注入电网的谐波电流在谐波源处装设交流滤波器是防止谐波源向系统注入谐波电流的有效而通用的措施。
    交流滤波器分为调谐滤波器分为单调滤波器和双调滤波器和高通滤波器,对产生较低次数如、、次谐波含量较大的大容量的谐波源,可对每次谐波各装一个单调滤波器,将谐波分别滤除对次数较高的各次谐波如次及以上各次,可通过安装一个高通滤波器将其谐波部滤除。将有源电力滤波器装设在谐波源处,用于抑制谐波源产生的绝大部分的谐波电流注入系统。
    ③采取有效措施使系统的参数处于谐振范围之外改变参数,避开谐振区域控制投入电压互感器的台数。改变投入补偿电容器的组数,在保证系统功率因数要求的前提下,通过改变系统的容性参数,以避开谐振区域。中性点不接地系统经消弧线圈接地。少油断路器断口均压电容与母线电压互感器发生串联谐振时,在断路器遮断容量允许的条件下,取消断路器断口均压电容器。投入空载线路,改变系统的感性或容性参数。
    ④从倒闸操作程序上防止谐振的发生在母线充电倒闸操作过程中,若电源断路器由冷备用转为热备用时,发生电压互感器铁磁饱和引起的母线谐波谐振,则应立即将断路器转入运行,通过接入空载变压器或空载线路改变电感、电容参数,来避开谐振区域以消除谐振,或先断开母
    电压互感器刀闸,再将电源断路器由冷备用转为热备用,等母线充电后再将电压互感器投入在母线停电倒闸操作过程中,若电源断路器由运行转为热备用时母线产生谐振,则应立即将其返回运行状态,将母线电压互感器刀闸断开后,再操作电源断路器使母线停电。
    ⑤增加回路损耗
    在电压互感器的高压绕组中性点串接阻尼电阻。或非线性电阻消谐器如型消谐器后接地,通过电阻的阻尼作用抑制流过绕组的谐波电流,避免铁芯饱和产生的谐波引起谐振。在电压互感器的二次侧零序电压线圈开口三角形绕组中接入低值消谐电阻一。,或采用分频继电器,当发生谐振时自动将非线性电阻接入电压互感器开口三角形回路中。





工频串联谐振升压装置主要功能特点



额定容量:1600kVA;


额定输入电源:单相380V电压,频率50Hz;


最高额定输出电压:交流800kV;




最大额定输出电流:交流2A;




额定频率:50Hz;




波形畸变率:输出电压波形畸变率≤1%;




工作时间:额定负载下允许连续30min;过压1.1倍1min;




温 升:额定负载下连续运行30min后温升≤50K;




品质因素:装置自身Q≥40(f=50Hz);




保护功能: 对被试品具有过流、过压及试品闪络保护;




测量精度:系统有效值交流1.0级。




整套装置的局部放电量:800kV下≤10pC,85% UH下无局部放电含量。




噪声水平: ≤65db


 


 无局放高压激励变压器50kVA/25 kV /0.4kV 1台


额定容量:


50kVA


输入电压:


400V


输入电流:


125A


输出电压:


25kV


过流能力:


在120%In额定电流持续时间3min工况情况下,过电流对绕组均不应造成热损坏和绕组变形


过压能力:


在110%UH(55kV)时间60S下过电压,不应造成任何绝缘损坏;


运行时间:


在100%UN、IN下从环境温度开始允许运行30分钟,绕组温升≤50K,油面温升≤50K


结 构:


油式;铁心线圈结构


重 量:


约400 kg;




工作环境


环境温度:


-150C –+50 0C;


相对湿度:


≤95%RH;


海拔高度:


≤3500米;


无导电尘埃;


大气压力:


0.1Mpa


大气湿度:


11g/m3


地震强度:


≤7级


电源电压的波形为实际正弦波,波形畸变率≤1%


设有一可靠接地点,接地电阻<0.5


无火灾及爆炸危险;


不含腐蚀金属和绝缘的气体存在。


户内使用,固定式


工作频率:50Hz


整套装置为无局部放电型的高压试验设备。




无局放变频谐振试验核心技术








  无局放变频谐振试验系统成套装置具有手动试验(自动调谐)、自动试验模式。成套装置的控制设备、励磁变压器及其高压电抗器在1.2倍额定电压下,高压侧试品或设备对地闪络时,不会对人身造成伤害,试验设备不会出现有害的机械或热应力以及电气性能损伤或损坏。具有抗电场干扰能力,在强电场干扰下,测量精度与控制保护满足要求。具有良好的磁屏蔽,元件、引线均采用高导磁材料屏蔽,无空间辐射。


成套装置的所有金属外壳均采用防腐蚀、防锈蚀的材料制成,结构坚固、牢靠。


2.变压器感应耐压及局放测试系统适用范围:


适用于750kV系统及以下电气主设备局放试验、电力变压器的感应耐压及局放试验。


局放测试仪


无局放变频电源可用于所有电气设备的交流耐压试验和局部放电试验。利用励磁变压器激发串联或并联谐振回路,通过调节变频电源的输出频率,使得回路中的电抗器电感L和试品电容C发生谐振,谐振电压即为试品上所加电压。或通过中间变压器直接输出至变压器初级进行感应耐压试验。


无局放变频电源是成套试验系统中的主要部件,该试验系统适用于:(本系统满足500Kv/380MVA及以下电压等级变压器局部放电和感应耐压试验)


系统特点


1.1    试验的等效性好。本装置输出即为正弦波,波形失真度小。波形畸变率<3%,不同于其他类型的变频电源装置(其他类型的变频电源装置为方波输出,经过波形整形而成的正弦波)。所以,本装置在试验过程中,不需要测量峰值。


1.2    采用光纤方式控制,彻底将高压和低压控制回路隔离。


1.3    体积小、重量轻、搬运灵活、非常适合现场使用。


1.4    操作简洁方便、接线简单,能够提高工作效率50%(相对于发电机组方式)。


1.5    安全可靠,本装置内集合了多种保护。包括:放电击穿保护、过电压整定保护、输出短路保护、开机零位保护、桥臂放大回路保护、功率曲线保护等。当任何一种保护出现时,装置立即断开试验电压输出,切断主回路电源,确保试验人员、被试品以及试验系统的安全。


1.6    本装置中的信号源由专用芯片产生,采用微机控制,输出频率稳定性高,可以到达0.01Hz。


1.7    变频输出电压由TI公司的高速微机控制,输出电压的不稳定度<1%。


技术参数


1.  输出电压:0~1000kV(可按需订制)


2.  输出容量:0~5000kVA(可按需订制)


3.  输出频率:100~300Hz(可按需订制)

 

 

 

 

 

 

 

 

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