220KV/110kv電纜串聯(lián)諧振耐壓試驗設備

電纜串聯(lián)諧振耐壓試驗設備是運用串聯(lián)諧振的原理，利用勵磁變壓器激發(fā)串聯(lián)諧振回路，通過(guò)調節變頻控制器的輸出頻率，使得回路中的電抗器電感L和試品電容C發(fā)生串聯(lián)諧振，諧振電壓即為試品上所加電壓。變頻諧振試驗裝置廣泛用于電力、冶金、石油、化工等行業(yè)，適用于大容量、高電壓的電容性試品的交接和預防性試驗。

220KV/110kv電纜串聯(lián)諧振耐壓試驗設備適用于10KV、35KV、110KV、220KV、500KV交聯(lián)聚乙烯電力電纜交流耐壓試驗

適用于66KV、110KV、220KV、500KV、GIS交流耐壓試驗

適用于大型發(fā)電機組、電力變壓器工頻耐壓

220KV/110kv電纜串聯(lián)諧振耐壓試驗設備適用于電力變壓器的感應耐壓試驗

本公司是一家揚州市技術(shù)企業(yè)，致力于生產(chǎn)高品質(zhì)的現代化實(shí)驗儀器。本公司自成立之時(shí)起就非常注重品牌建設，在行業(yè)中樹(shù)立起了比較良好的企業(yè)形象，產(chǎn)品收到用戶(hù)的*好評。本公司產(chǎn)品通過(guò)了質(zhì)量技術(shù)監督局的驗收，被評為高科技產(chǎn)品一體化生產(chǎn)基地。致力于生產(chǎn)高品質(zhì)的現代化實(shí)驗儀器。

二、主要性能指標及特點(diǎn)

2．1主要技術(shù)指標

（1）工作溫度范圍：-10~45℃

（2）工作濕度范圍：≤90%

（3）海拔：≤1000m

（4）供電電源電壓：380V±10%、三相或220V±10%、單相（10KW及以下）

                   50/60Hz

（5）供電電源容量：0-100KW

（6）額定輸出電壓：0-500KV

（7）額定輸出容量：0-200KVA

（8）工作頻率范圍：30-300Hz（亦可根據用戶(hù)要求放寬頻率范圍）

（9）頻率調節分辨率：0.02Hz；   不穩定度≤0.05%

（10）噪音：≤60dB

（11）系統測量精度：1級

（12）輸出波形：正弦波，波形畸變率≤1%

（13）電抗器Q值：30-120

（14）系統具有IGBT、過(guò)電壓、過(guò)電流、試品閃絡(luò )等全自動(dòng)保護

2．2主要特點(diǎn)

2．2．1體積小、重量輕，適合于現場(chǎng)使用

220KV電纜串聯(lián)諧振耐壓試驗設備變頻控制器集調壓、調頻、控制及保護功能為一體，省去了笨重的調壓器，而且操作方便、讀數直觀(guān)。由于系統Q值較高（30-120），有效地解決了由于電源容量的不足對現場(chǎng)試驗的制約。當電壓等級較高時(shí)，電抗器采用多級或疊積式結構，便于運用輸及現場(chǎng)安裝。

2．2．2安裝可靠性高

變頻裝置采用*設計思想、高品質(zhì)的IGBT及驅動(dòng)回路使輸出波形失真度小，頻率輸出穩定性好，具有良好的IGBT、過(guò)電流、過(guò)電壓（保護值可根據需要人為整定）以及放電保護功能，可保護設備及人身的安全；當試品放電或擊穿時(shí)，由于諧振條件被破壞，短路電流小，只有試品試驗電流的1/Q，避免了因擊穿對試品造成的損壞。

2．2．3試驗的等效性好

220KV電纜串聯(lián)諧振耐壓試驗設備采用接近工頻（30HZ-300HZ）的交流電壓作為試驗電源，無(wú)論是在等效性和*性上都與50HZ/60Hz的工頻電源非常接近，保證了試驗結果的可靠性和真實(shí)性。

三、工作原理及系統配置

3．1工作原理

3．2系統配置

3．2．1變頻控制器

變頻控制器從結構上分為兩大類(lèi)：20kW及以上為控制臺式，20kW以下為便攜箱式；它是由控制器和濾波器組成。在系統中變頻控制器的主要作用是把幅值和頻率固定的工頻380V或220V的正弦交流電轉變成為幅值和頻率可調的正弦波，并為整套設備提供電源。

   變頻控制器具有IGBT保護、過(guò)流保護、過(guò)壓保護、放電保護、進(jìn)線(xiàn)保護等可靠的保護功能，保證試驗人員和試品的安全。

   IGBT保護：當IGBT電流過(guò)大或過(guò)熱時(shí)，CPU將停止工作，直到系統恢復正常。

   220KV電纜串聯(lián)諧振耐壓試驗設備過(guò)壓保護：是指當試驗電壓超過(guò)人為整定的保護電壓（保護電壓可根據不同試驗電壓需要任意設定）時(shí)，控制器自動(dòng)跳閘，CPU停止工作，并提示系統發(fā)生過(guò)壓保護。

   過(guò)流保護：是當CPU檢測到母線(xiàn)工作電流超過(guò)IGBT工作電流或IGBT溫度過(guò)高時(shí)，CPU會(huì )發(fā)生過(guò)流保護信號，裝置停止工作，并通過(guò)液晶屏提示系統發(fā)生過(guò)流保護。

   放電保護：當試器擊穿、短路或試品放電時(shí)，CPU停止工作，并切斷主回路。

進(jìn)線(xiàn)保護、低通濾波器：不僅可以在穩態(tài)下使放電或擊穿電流小，而且使暫態(tài)（瞬時(shí)）電流的破壞減小，從而保證設備和人身的安全。

測量部分：試驗人員可直接從變頻控制器控制面板上讀取輸入電壓、電流、當前工作頻率、變頻控制器輸出電壓、電流及試品上所加諧振電壓信號。

3．2．2勵磁變壓器

勵磁變壓器的作用是將變頻電源的輸出電壓升到合適的試驗電壓，滿(mǎn)足電抗器、負載在一不定期品質(zhì)因數下試驗電壓的要求（勵磁變壓器的容量一般與變頻控制器相同）。為了滿(mǎn)足不同電壓等級、不同容量試品的試驗要求，勵磁變壓器高壓繞組一般有多個(gè)抽頭。

3．2．3高壓電抗器

高壓電抗器L是諧振回路的重要部件，當電源頻率等于1/（2π√LCx ）時(shí)，它與被試品Cx發(fā)生串聯(lián)諧振；電抗器的性能直接影響到系統Q值的大小。

3．2．4高壓分壓器

   高壓分壓器是高電壓測試器件，它由高壓臂C1和低壓臂C2組成，測量信號從低壓臂C2上引出，作為高壓電測量和保護信號。

3．3決定系統配置參數的因素

   系統諧振電壓等級和容量取決于試品的電容量C，試驗電壓U試驗頻率f。

1） 對于交聯(lián)聚乙烯電纜決定系統配置的主要是：電纜的電壓等級、電纜的截面積、試驗電纜的長(cháng)度及電纜要求的諧振頻率范圍。

2） 對于GIS決定系統配置的因素為：GIS的電壓等級、GIS的間隔數和每個(gè)間隔的電容量C，GIS允許的試驗頻率范圍。

3） 對于變壓器、發(fā)電機等設備，系統的配置取決于試品的容量試驗電壓、試品的等效電容量C、要求的諧振頻率和試品的空載損耗的大小。

四、型號說(shuō)明

4．1系統型號說(shuō)明

4．2變頻控制器型號說(shuō)明

4．3勵磁變壓器型號說(shuō)明
4．4試驗電抗器型號說(shuō)明

4．5分壓器型號說(shuō)明

五、試驗接線(xiàn)及操作步驟

測量各種被試品的接線(xiàn)示意圖

5．1交聯(lián)聚乙烯電纜《XLPE》的交流耐壓試驗

交聯(lián)聚乙烯電纜《XLPE》屬于固體絕緣電纜，220KV電纜串聯(lián)諧振耐壓試驗設備是經(jīng)過(guò)特殊的物理、化學(xué)方法交聯(lián)而成，具有良好的電氣及物理性能，在世界范圍內得到了廣泛的應用。我國自七十年代以來(lái)，交聯(lián)聚乙烯電纜也得到了迅速的發(fā)展，并逐步取代了常規中低壓油紙絕緣電纜，而且110KV、220KV等高壓電纜也在逐步推廣。

   交聯(lián)聚乙烯電纜它大的特點(diǎn)就是容量大，若是采用工頻或接近工頻的交流電壓試驗作為擠包絕緣電纜線(xiàn)路竣工試驗存在的困難是長(cháng)線(xiàn)路需要很大容量的試驗設備：例如630平方毫米220KVXLPF電纜線(xiàn)路，電容量為0.188uF/Km，若電纜長(cháng)3Km，則每相電纜試驗需要50Hz試驗設備的容量至少為2.9MVA（試驗電壓178KV試驗電流30A），因此，采用傳統的試驗變壓器的試驗方法已經(jīng)遠遠不能滿(mǎn)足現場(chǎng)系統試驗容量的要求，變頻諧振試驗裝置利用變頻諧振的原理，使電源容量減少為試品容量的1/Q，設備的重量大大降低，使得高電壓、長(cháng)距離電纜的現場(chǎng)試驗成為可能；同時(shí)利用試驗頻率允許在一定范圍內（30-300Hz）可調和試驗電抗器固定可調（單一電抗器電感是不可調的，但通過(guò)串并聯(lián)，電感可調）的原理，使得系統的柔性大大增加。

電纜試驗的接線(xiàn)圖如下：

橡膠電纜的變頻交流耐壓試驗接線(xiàn)示意圖

5．2 GIS（氣體絕緣金屬封閉組合電器）的交流耐壓試驗

GIS是一種把斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)、電壓互感器、電流互感器、測量?jì)x表組合在一起，并以SF6氣體絕緣的組合電器，一般由1-7個(gè)間隔組成，電容量一般在10000PF以下。

根據IEC517（補充）的標準，GIS試驗電壓的頻率范圍應在10-300Hz，與國標GB7674-1997等效。

我國“城網(wǎng)氣體絕緣變電站若干技術(shù)問(wèn)題的暫行規定"對GIS的現場(chǎng)工頻耐壓值作了規定，取不超過(guò)出廠(chǎng)試驗電壓的90%。IEC517標準建議的試驗電壓為出廠(chǎng)試驗電壓的80%，并要求試驗頻率限制在10-300Hz范圍之內。

GIS的交流耐壓試驗接線(xiàn)圖如下：

GIS交流耐壓試驗接線(xiàn)圖

5．3大型變壓器的交流耐壓試驗（外施工頻交流耐壓及感應耐壓試驗）

變壓器應該進(jìn)行外施耐壓試驗。它是考驗產(chǎn)品主絕緣電氣強度的基本的絕緣試驗，是發(fā)現主絕緣是否合理，絕緣材料是無(wú)缺陷和制造工藝是否符合要求的重要手段之一，對試驗頻率一般要求在工頻，即45-65Hz。

采用變頻諧振的方式，通過(guò)補償電容器使諧振頻率控制在45-65Hz之內，由于回路諧振時(shí)Q值高，這樣可大大減小試驗電源的容量，并且頻率可調，也增大了設備的應用范圍，試驗接線(xiàn)如下圖所示：

感應耐壓的倍數，對于電力變壓器一般采用額定電壓的兩倍，為了不使鐵心中磁通飽和，應使用兩倍以上額定頻率的電源裝置。一般規定頻率應在100-400Hz范圍內，但經(jīng)驗證明感應耐壓試驗的頻率一般為150-200Hz為宜。

5．4大型發(fā)電機組的交流耐壓試驗

根據國家和地方電力部門(mén)的規定發(fā)電機在制造、安裝、檢修和運行以及預防性試驗中都應進(jìn)行交流耐壓試驗，試驗時(shí)試驗電壓和工作電壓的波形、頻率*，作用于絕緣內部的電壓分布及擊穿性能能夠適應發(fā)電同的工作狀態(tài)，試驗電壓一般為0.75（2Un+3000）或1.5Un，頻率要求為工頻。

再配上合適的補償電容器在頻率和容量上都可以很地滿(mǎn)足發(fā)電機的交流耐壓要求。

試驗接線(xiàn)如下圖：

發(fā)電機的交流耐壓接線(xiàn)示意圖

5．5其它試品的交流耐壓試驗

   互感器、套管等設備在作耐壓試驗時(shí)，都相當于一電容，利用電抗器和補償電容器也可以使系統在50Hz附近發(fā)生諧振，達到工頻絕緣試驗的目的。

   說(shuō)明：交流耐壓試驗方案請參照相關(guān)標準或規程或本公司《YHCX變頻資料匯編》。

六、試驗操作步驟及注意事項

6．1試驗操作步驟

1.根據各種試品接線(xiàn)方法，保證各點(diǎn)的接觸良好，保證一點(diǎn)接地，且接地點(diǎn)距分壓器近。

2.確保連接無(wú)誤后接通電源。

3.打開(kāi)主機電源開(kāi)關(guān)會(huì )顯示主菜單