中试控股技术研究院鲁工为您讲解：10kv电缆耐压试验装置

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。

被试品是否被穿可按下述各种情况进行判断： 
1、根据试验时接入的表计进行分析，一般情况下，若电流表突然上升，则表明被试品击穿（过流继电器动作，自动跳闸）。但当被试品的容抗XC  与试验变压器的漏抗 XL之比不大于2时，虽然被试品击穿，电流表指示也不会发生明显的变化，有时还可能出现电流表指示反而下降的情况。 
若出现这种情况，应根据在高压侧的测量电压装置高压侧的电压，被试品若击穿，其电压表只是要突然下降，而在低压侧测量的电压表也要下降，但有时很不明显。 
2、根据试验控制回路的状况进行分析。若过流继电器整定值适当，则被试品击穿时过流继电器动作，电磁开关即跳闸。若整定值过小，可以在升压过程中因被试品的电容电流过大而使过流继电器动作而跳闸。 
3、根据被试品状况进行分析。试验过程中，如被试品发出响声、断续放电响声、冒烟、产生气体、有焦臭味、及燃烧等都是不能容许的，应查明原因。如查明这种情况来自被试品绝缘部分，则可以认为被试品存在问题或已确实被。

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中试控股系统配置参数

(一)变频电源ZSXZ-4kW                                      1台

1)额定输出容量：4kW

2)工作电源：220/380±10%V（单/三相），工频

3)输出电压：0–400V

4)额定输入电流：10A

5)额定输出电流：10A

6)电压分辨率：0.01kV

7)电压测量精度：1.5%

8)频率调节范围：30–300Hz

9)频率调节分辨率：≤0.1Hz

10)频率稳定度：0.1%

11)运 行 时 间：额定容量下连续60min

(二)激励变压器ZSJL-3kVA

1)额定容量：3kVA

2)输入电压：0-400V

3)输出电压：1.5/3kV

4)结    构：干式

6)重    量：约35kg

(三)高压电抗器ZSDK-22kVA/22kV

1)额定容量：22kVA;

2)额定电压：22kV

3)额定电流：1A

4)电 感 量：110H/单节

5)品质因素：Q≥30 (f=45Hz)

6)结    构：干式

(四)电容分压器ZSFY-3000pF/50kV

1)额定电压：50kV

2)高压电容量：3000pF

3)介质损耗：tgσ≤0.5%

4)分 压 比：1000：1

5)测量精度：有效值1.5级

6)重    量：约8kg

(五)ZSBP-44kVA/44kV变频串联谐振耐压试验装置补偿电容器ZSBC-20000pF/40kV

1)额定电压：40kV；

2)高压电容量20000pF；

3)重量：8kg；

一般应考虑以下几个因素： 
1、在被试品上可能产生过电压的数值、持续时间及其次数。如被试品遭受较高过电压的可能性极小，则可不必采用过高的试验电压；如被试品（如直接与架空线连接的发电机）可能遭受到较高的过电压时，则应适当提高试验电压的数值。 
2、电气设备设计时采用的绝缘水平。
3、设备绝缘的状况。设备在运行中由于各种条件的影响，使绝缘逐步劣化，绝缘性能下降，故在确定试验电压时，应考虑到绝缘损伤的程度和运行年限。例如，运行中设备的试验电压应为出厂时的75%~90%。

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。

中试控股高压试验设备变频串联谐振介绍

 

变频串联谐振仪器优点：

 

1、所需电源容量大大减小。串联谐振电源是利用谐振电抗器和 被试品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，试验所需的电源功率只有试验容 量的 1/Q。

2、设备的重量和体积大大减少。串联谐振电源中，不但省去了 笨重的大功率调压装置和普通的大功率工频试验变压器，而且，谐振 励磁电源只需试验容量的 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 1/10-1/30。

3、改善输出电压的波形。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，有效的防止了谐波峰值 对试品的误击穿。

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，短路电流与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 的隐患。

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。

 

串联谐振的产生原理：

 

谐振是由 R、L、C 元件组成的电路在一定条件下发生的一种特殊 现象。首先，我们来分析 R、L、C 串联电路发生谐振的条件和谐振时 电路的特性。图 1 所示 R、L、C 串联电路，在正弦电压 U 作用下，其 复阻抗：Z = R + j ωL | 1 ωC = R + j XL | XC = R + jX 式中电抗 X＝XL—Xc 是角频率ω的函数，X 随ω变化的情况如图 2 所示。当ω从零开始向∞变化时，X 从﹣∞向﹢∞变化，在ω＜ω0 时、X＜0，电路为容性；在ω＞ω0时，X＞0，电路为感性；在ω＝ ω0时 图 1 图 2 Χ(ω0) = ω0L | 1 ω0C = 0 （式 1） 8 此时电路阻抗 Z(ω0)＝R 为纯电阻。电压和电流同相，我们将电 路此时的工作状态称为谐振。由于这种谐振发生在 R、L、C 串联电路 中，所以又称为串联谐振。式 1 就是串联电路发生谐振的条件。由此 式可求得谐振角频率ω0如下：ω0 = 1 LC 谐振频率为 f0 = 1 2π LC 由此可知，串联电路的谐振频率是由电路自身参数 L、C 决定 的．与外部条件无关，故又称电路的固有频率。当电源频率一定时， 可以调节电路参数 L 或 C，使电路固有频率与电源频率一致而发生谐 振；在电路参数一定时，可以改变电源频率使之与电路固有频率一致 而发生谐振。

 

串联谐振的品质因数：

 

串联电路谐振时，其电抗 X(ω0)＝0，所以电路的复阻抗 Z ω0 = R 呈现为一个纯电阻，而且阻抗为最小值。谐振时，虽然电抗 X＝ XL—Xc=0，但感抗与容抗均不为零，只是二者相等。我们称谐振时的 感抗或容抗为串联谐振电路的特性阻抗，记为ρ，即 ρ = ω0L = 1 ω0C = 1 LC | L = L C ρ的单位为欧姆，它是一个由电路参数 L、C 决定的量，与频率 无关。工程上常用特性阻抗与 9 并称此比值为串联电路的品质因数，用 Q 表示，即 Q = ρ R = ω0L R = 1 ω0CR = 1 R L C 品质因数又称共振系数，有时简称为 Q 值。它是由电路参数 R、 L、C 共同决定的一个无量纲的量。