中试控股技术研究院鲁工为您讲解：10kv高压电缆交流耐压试验装置

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。

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。
元器件（纯进口）：功率器件：德国英飞凌，模块：日本富士IGBT，芯片：英特尔等

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

装置主要组成

1、变频电源  ZSBP-4kW

2、激励变压器       ZSJL-3kVA

3、高压电抗器       ZSDK-22kVA/22kV

4、电容分压器       ZSFY-3000pF/50kV

交流耐压试验是电力设备绝缘强度有效和直接的方法，是电力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电力设备安全运行的一种重要手段。一般变频串联谐振试验装置来进行交流耐压试验。  
试验电压的确定 
交流耐压试验中，关键的问题就是正确选择试验电压的数值，一方面要求能保证绝缘水平，另一方面要考虑因试验电压过高而引起的绝缘劣化。

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：

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。

2、整个装置单件重量很轻，便于现场使用。

3、装置具有三种工作模式：全自动模式、手动模式、自动调谐手动升压模式；方便用户根据现场情况灵活选择，提高试验速度。

4、能存储和异地打印数据，存入的数据编号是数字，方便识别和查找。

5、装置自动扫频时频率起点可以在规定范围内任意设定，扫频方向可以向上、向下选择，同时液晶大屏幕显示扫描曲线，方便使用者直观了解是否找到谐振点。

6、ZSBP-44kVA/44kV变频串联谐振耐压试验装置采用DSP平台技术，可根据用户需要增减功能和升级，人机交换界面更为人性化。

7、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。

8、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。

9、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。

10、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。

11、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。

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。

根据试品性质不同，串联谐振耐压设备也可分为不同类型，具体如下：

1）对于XLPE交联高压电缆、GIS的交流耐压，IEC标准规定可采用非工频耐压，频率范围可选择在20Hz～300Hz，国内也有相关的试验标准，一般频率范围为30Hz～300Hz之间。因此，对于这些设备的交流耐压试验，可采用变频串联谐振试验设备。变频串联谐振试验设备一般由以下几个主要部分组成：变频电源（用以产生试验所需的非工频电源），激励变压器，电抗器（分为固定式和可调式），电容分压器（用来测试试验电压）。根据调谐的方式，又可分为调频、调感以及调频调感型。

2）对于发电机定子的交流耐压，因发电机定子线棒的绝缘介质较为薄弱，进行交流耐压时如采用过高的频率，极易因高频造成的极化、发热损坏线棒的绝缘；如采用低频进行试验，则不能真实的反映定子的正常工作状态，得不到好的试验效果。故此，对于发电机定子的耐压试验，一般采用工频进行。国内相关标准对于工频的定义，一般为45Hz～55Hz。工频串联谐振耐压设备的调谐方式，理论上分为调感和调容两种。调感式通常采用调节电抗器铁心气隙的方式，可以连续平滑的调节感抗值，操作比较方便；调容式不仅需要笨重的电容，并且电容不能连续的调节，所以不太适合现场操作。因此，一般都采用调节电感的方式进行调谐，故又称为工频串联调感谐振。

验方案概况：

现场为新建110kV变电站工程，110kV部分采用SF6封闭式组合电器（以下简称GIS）设备。110kV进线2个间隔、出线3个间隔、分段2个间隔、母线3段为一体的GIS，电气接线选择两线三变扩大外桥接线方式，GIS属于SF6气体绝缘金属封闭开关设备。

试验方案的目的：

为了检查GIS总体安装后的绝缘性能是否完好，验证是否存在各种隐患(如内部如遗留杂物、安装工艺不良、运输过程中引起内部零件移位等原因，可能会改变原设计的电场分布而造成薄弱环节和隐患)，所导致内部故障或可能会在运行中造成重大事故。为保证该设备安全投入运行，故进行交流耐压试验。

试验方案参考依据：

1、GB 50150-2006《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》

2、GB 7674－1997 《72.5 kV及以上气体绝缘金属封闭开关设备》

3、企业标准《电力设备交接和预 防性试验规程》第7.1.1条规定，试验电压值为出厂试验电压的80%，产品出厂试验电压断口及导体对地110kV为230kV，现场交接试验电压断口及导体对地110kV为184kV。

试验方案所需试验设备：

针对110kV GIS交流耐压，制定了变频串联谐振试验装置详细试验方案。具体试验设备及相关参数如下：

装置型号：324VA/270kV/45kV

① 变频控制电源（ 主机1台）

② 励磁变压器（12 1台）

③ 试验电抗器（54 6台）

④ 电容分压器（270 1台）

⑤ 高压引线、放电杆及附件 1套

⑥ 数字兆欧表 1台