中试控股技术研究院鲁工为您讲解：10kv电缆中间接头测试装置

ZSBP-44kVA/44kV变频串联谐振耐压试验装置

11kV/300mm2电缆1km交流耐压试验，电容量≤0.3755uF，试验频率30-300Hz，试验电压28kV，试验时间5min。
10kV开关等电气设备的交流耐压试验，试验频率30-300Hz，试验电压不超过42kV，试验时间1min。

参考标准：DL/T 849.6-2016，DL/T 474.4-2018

变频串联谐振耐压试验装置：ZSBP系列变频串联谐振耐压试验装置，中试控股采用调节电源频率的方式，使得电抗器与被试电容器实现谐振，从而在被试品上获得高电压大电流，因其所需电源功率小、设备重量轻体积小在国内外得到了广泛应用，

是当前高电压试验的新方法和潮流。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。

ZSBP-44kVA/44kV变频串联谐振耐压试验装置主要技术参数
1.额定容量：44kVA
2.额定电压：22kV；44kV
3.额定电流：2A；1A
4.测量精度：系统有效值1.5级
5.工作频率：30-300Hz
6.装置输出波形：正弦波
7.品质因素：装置自身Q≥30(f=45Hz)
8.波形畸变率：输出电压波形畸变率≤1%
9.输入电源：单相220或三相380V电压，频率为50Hz
10.工作时间：额定负载下允许连续60min；过压1.1倍1分钟
11.温    升：额定负载下连续运行60min后温升≤65K
12.保护功能：过压、过流、零位启动、系统失谐（闪络）等保护功能
13.环境温度：－20℃-55℃
14.相对湿度：≤90%RH
15.海拔高度:≤3000米
ZSBP-44kVA/44kV变频串联谐振耐压试验装置主要功能及特征
ZSBP系列变频串联谐振耐压试验装置，中试控股采用调节电源频率的方式，使得电抗器与被试电容器实现谐振，从而在被试品上获得高电压大电流，因其所需电源功率小、设备重量轻体积小，在国内外得到了广泛应用，是当前高电压试验的新方法和潮流。
特点：

设备的重量和体积大大减少。串联谐振装置中，省去了笨重的大功率调压装置和普通的大功率工频试验变压器，而且，谐振激磁电源只需试验容量的1/Q，中试控股使得系统重量和体积大大减少，一般为普通试验装置的1/10-1/30。

有效改善输出电压波形。谐振电源是谐振式滤波电路，能改善输出电压的波形畸变，获得很好的正弦波形，有效防止了谐波峰值对试品的误击穿。

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，而用并联谐振或者试验变压器做耐压试验时，击穿电流立即上升几十倍，两者相比，短路电流与击穿电流相差数百倍。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。

串联谐振试验前有什么条件？ 
试验前条件分析 
当我们拿到试验之后，我们要分析试验的主体是什么，比如：电力电缆、变压器、GIS组合器还是母线等等，针对不同的内容所施加的电压不一样，像同样是变压器，中性点接地和不接地的电压等级就不同，而且接线也不同，电压和容量直接影响串联谐振试验装置的配置方案，所说的配置方案也就是连接方式，串联方式、怎么串联以及串联几个等等。 
要想达到串联谐振的条件是当容抗等于感抗时，即可产生谐振的条件。 
串联谐振试验中控制逆变器的方法有调幅控制和脉冲调频控制两种。脉冲频率调制方法实现起来比较简单，可以在下面两种情况下使用。 
1 )如果负载对工作频率范围没有严格限制,这时频率必须跟踪,但相位差可以存在而不处于谐振工作状态。 
2 )如果负载的Q值较高,或者功率调节范围不是很大,则较小的频率偏差就可以达到调功的要求。 

ZSBP-44kVA/44kV变频串联谐振耐压试验装置容量验证

装置容量定为44kVA，分两节电抗器，电抗器单节为22kVA1A

试验时设备组合方式

组合方式

被试品对象     电抗器选择

（22kVA/22kV两节）    激励变压器

输出端选择     试验电压(kV)

10kV/300mm2电缆1km         使用电抗器两节并联     1.5kV        ≤22kV

10kV开关等电气设备    使用电抗器两节串联     3kV  ≤42kV

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）。

什么是串联谐振？ 
由于电力预防试验大多是对于大容量和高电压的电气设备，建议采用工频耐压进行绝缘性能的检测，也就是剔除了采用直流高压发生器对于电气设备绝缘性能检测的使用要求，虽两者都属于破坏性试验；

但经过长期的研究，采用工频耐压的方式相对于直流耐压稳定性，安全性要好，由于电气设备的容量大，电压高，往往像油浸式试验变压器一类的工频耐压设备无法满足测试要求，在国内，为了达到这一目的，基本通过变频串联谐振来实现测量。 
变频串联谐振，“变频”在串联谐振电路中，通过调整可变的频率范围产生谐振条件，“串联”是指在整个电路中的链接方式，串联时，电压相加，电流不变，“谐振”是指的谐振电路，组合起来就是我们常说的串联谐振试验装置。

装置组成

 变频串联谐振装置一般由变频电源、励磁变压器、试验电抗器、电容分压器构成。

 变频电源

 变频电源原理图如图2-1，Ｈ相交流电压380V通过输入电路的整流，将交流变为直流储存于主回路的电容上；再通过逆变电路逆变生成SPWM序列波形，中试控股通过低通滤波器滤波变为频率和幅值均可调的交流电压。控制器包括辅助电路、控制电路和保护电路，相当于整个系统的神经中枢，用于控制各部分安全可靠运行，包括输入电路、逆变电路工作Ｗ及外部输入指令接收和系统各种保护的实现。

 励磁变压器

 励磁变压器内有高低压绕组，低压绕姐通常为一组，少数有抽头，各绕组有串联也有并联，Ｗ满足不同电压等级、不同容量试品的试验要求。在系统中励磁变压器的主要作用：将变频电源输出的低电压进行升压。

 试验电抗器

 电抗器作为试验回路的一个重要组成部分，电抗器的电感量和试验回路的电容量共同决定了试验回路的谐振频率。电抗器一般由2~4节组成，可Ｗ根据试验电压等级将它们进行不同组合，但是姐合后的电抗器和试验回路电容发生谐振的谐振频率必须在30~300HZ内。

 电容分压器

 电容分压器是测试试验电压的取样部件，它由高压臂和低压臂组成，一般分压器配有多节高压臂，Ｗ满足不同电压等级的试验。

 串联谐振技术分析

 阻抗频率特性分析

 试验系统简化电路如图２－２所示，其中１７为励磁变压器高压绕组的输出电压，其频率通过变频电源的控制电路可实现从３０Ｈｚ到３００Ｈｚ连续可调。为串联谐振回路的等值电阻，由于高压电抗器的电感值很大，其绕线电阻占了回路等效电阻的主要部分，一般在百欧以上。

 谐振点的查找

 在串联谐振交流耐压试验中，一个很重要的条件就是回路需要达到串联谐振状态，所以谐振点的查找就变得十分重要。在上一节己经详细的讨论了RLC回路发生串联谐振的能量变化和频率特性，可得出，当回路中电感及电容的参数确定后，就能根据谐振条件得出谐振频率，中试控股并且当回路频率十分接近谐振频率时电容上能达到最大电压值，此时电抗上电压略小于最大电压值，可以将此时回路的频率近似作为谐振频率，利用这一特性可以进行查找谐振点的设计。为了使串联谐振交流耐压试验与工频耐压试验等效性好，按照国际大电网会议工作组的推荐，要求试验系统的工作频率为30-300HZ。范围虽然很广，但是由图2-5可知电容电压是一个先升高下降低的过程，在电容电压拐点处可以认为中试控股达到谐振状态，此时电容电压最大，本文设计了以下谐振点查找办法：

 在进行串联谐振交流耐压试验时，首先需要保证试验回路的谐振频率在30-300HZ范围内。试验时，中试控股将变频电源输出电压调到一个较小的值（一般为试品要求耐压值的5%-10%所对应的变频电源的输出电压值），然后直接从30HZ开始对其频率进行粗调，由前面的分析可知，电容电压在开始时肯定是随着频率的增大而逐渐升高，只要电容电压出现拐点，则可以认为此时的频率己经达到了谐振频率附近。然后可Ｗ拐点附近的小频率范围内进行细调，直到试品上电压达到最大值，此时可Ｗ近似的认为试验回路达到了谐振状态。再对电压进行升压调节，在试品电压要求耐压值的０~９０％范围内粗调，在试品电压要求耐压值的90%~100%范围内细调，调节速度每秒不应超过10KV（—般为1.5KV/S），使试品上电压达到耐压要求。