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*章  諧振試驗(yàn)裝置概述

1.1 產(chǎn)品概述

目前在和國內(nèi)已有越來越多的XLPE 交聯(lián)聚乙烯絕緣的電力電纜替代原

有的充油油紙絕緣的電力電纜。但在交聯(lián)電纜投運(yùn)前的試驗(yàn)手段上由于被試容量

大和試驗(yàn)設(shè)備的原因，仍沿襲使用直流耐壓的試驗(yàn)方法。近年來、國內(nèi)的很

多研究機(jī)構(gòu)的研究成果表明直流試驗(yàn)對XLPE 交聯(lián)聚乙烯電纜有不同程度的損

害。有的研究觀點(diǎn)認(rèn)為XLPE 結(jié)構(gòu)具有存儲積累單極性殘余電荷的能力，當(dāng)在直

流試驗(yàn)后，如不能有效的釋放掉直流殘余電荷，投運(yùn)后在直流殘余電荷加上交流

電壓峰值將可能致使電纜發(fā)生擊穿。國內(nèi)些研究機(jī)構(gòu)認(rèn)為，交聯(lián)聚乙烯電纜的

直流耐壓試驗(yàn)中，由于空間電荷效應(yīng)，絕緣中的實(shí)際電場強(qiáng)度可比電纜絕緣的工

作電場強(qiáng)度高達(dá)11倍。交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜即使通過了直流試驗(yàn)不發(fā)生擊穿，也

會引起絕緣的嚴(yán)重?fù)p傷。其次，由于施加的直流電壓場強(qiáng)分布與運(yùn)行的交流電壓

場強(qiáng)分布不同。直流試驗(yàn)也不能真實(shí)模擬運(yùn)行狀態(tài)下電纜承受的過電壓，并有效

的發(fā)現(xiàn)電纜及電纜接頭本身和施工工藝上的缺陷。因此，使用非直流的方法對交

聯(lián)電纜進(jìn)行耐壓試驗(yàn)就越來越受到人們的重視。同時，各種大型變壓器的交流耐

壓試驗(yàn)，火力及水力發(fā)電機(jī)的交流耐壓實(shí)驗(yàn)也定期進(jìn)行。這些設(shè)備的試驗(yàn)要求的

試驗(yàn)設(shè)備容量大，通常情況下采用諧振的辦法進(jìn)行試驗(yàn)，但必須是在工頻條件下

或等效工頻條件下進(jìn)行。等效工頻條件般采用45-65Hz 的頻率范圍，但很多試

驗(yàn)單位要求50Hz試驗(yàn)電源對這類設(shè)備進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)。

KTXZB變頻串聯(lián)諧振成套試驗(yàn)裝置主要用于10kV、20KV、35kV、110kV的交聯(lián)橡塑電力電纜，66kV、110kV、220kV 組合電器(GIS)的變頻交流耐壓試驗(yàn)，水力和火力發(fā)電機(jī)或電力變壓器等的工頻交流耐壓試驗(yàn)。其基本原理是采用可調(diào)節(jié)

（30--300Hz）串聯(lián)諧振試驗(yàn)設(shè)備與被試品電容諧振產(chǎn)生交流試驗(yàn)電壓。由于電

纜的電容量較大，采用傳統(tǒng)的工頻試驗(yàn)變壓器很笨重、龐大、且大電流的工作電

源現(xiàn)場不易取得，因此般都采用串聯(lián)諧振交流耐壓試驗(yàn)設(shè)備。其輸入電源的容

量能顯著降低，重量減輕，便于使用和運(yùn)輸。初期多采用調(diào)感式串聯(lián)諧振設(shè)備

（50Hz），但存在自動化程度差、噪音大等缺點(diǎn)。因此現(xiàn)在大多采用變頻諧振，

可以得到更高的品質(zhì)因數(shù)（Q 值），并具有自動調(diào)諧、多重保護(hù)、靈活的組合方式、單件重量輕等優(yōu)點(diǎn)

。

1.2 串聯(lián)諧振電源在電力系統(tǒng)應(yīng)用中的優(yōu)點(diǎn)

1．所需電源容量大大減小。串聯(lián)諧振電源是利用諧振電抗器和被試品電容

諧振產(chǎn)生高電壓和大電流的，在整個系統(tǒng)中，電源只需要提供系統(tǒng)中有功消耗的

部分，因此，試驗(yàn)所需的電源功率只有試驗(yàn)容量的1/Q。

2．設(shè)備的重量和體積大大減少。串聯(lián)諧振電源中，不但省去了笨重的大功

率調(diào)壓裝置和普通的大功率工頻試驗(yàn)變壓器，而且，諧振激磁電源只需試驗(yàn)容量

的1/Q，使得系統(tǒng)重量和體積大大減少，般為普通試驗(yàn)裝置的1/5-1/10。

3．改善輸出電壓的波形。諧振電源是諧振式濾波電路，能改善輸出電壓的

波形畸變，獲得很好的正弦波形，有效的防止了諧波峰值對試品的誤擊穿。

4．防止大的短路電流燒傷故障點(diǎn)。在串聯(lián)諧振狀態(tài)，當(dāng)試品的絕緣弱點(diǎn)被

擊穿時，電路立即脫諧，回路電流迅速下降為正常試驗(yàn)電流的1/Q。而并聯(lián)諧振

或者試驗(yàn)變壓器方式做耐壓試驗(yàn)時，擊穿電流立即上升幾十倍，兩者相比，短路

電流，擊穿電流相差數(shù)百倍。所以，串聯(lián)諧振能有效的找到絕緣弱點(diǎn)，又不存在

大的短路電流燒傷故障點(diǎn)的憂患。

5．不會出現(xiàn)任何恢復(fù)過電壓。試品發(fā)生擊穿時，因失去諧振條件，高電壓

也立即消失，電弧即刻熄滅，且恢復(fù)電壓的再建立過程很長，很容易在再次達(dá)到

閃落電壓前斷開電源，這種電壓的恢復(fù)過程是種能量積累的間歇振蕩過程，其

過程長，而且，不會出現(xiàn)任何恢復(fù)過電壓。

1.3 產(chǎn)品主要特點(diǎn)說明

1. 調(diào)頻及功率元件使用進(jìn)口的優(yōu)質(zhì)元器件；

2. 充分利用公司現(xiàn)有資源，*獨(dú)立自主開發(fā)和設(shè)計(jì)及生產(chǎn)該設(shè)備的所有

組成部分：變頻電源、勵磁變壓器、高壓電抗器、電容補(bǔ)償器和高精度電容分壓

器；

3. 具備全自動（自動調(diào)諧、自動升壓）、全手動（手動調(diào)諧、手動升壓）

以及半自動（自動調(diào)諧、手動升壓及手動調(diào)諧、自動升壓）的多種功能，可任意

切換使用；

4. 具備試驗(yàn)電壓、加壓時間、報(bào)警電壓整定、頻率范圍、起始電壓的設(shè)置；

5. 具備放電保護(hù)功能，在試品發(fā)生閃絡(luò)時，或其他原因造成的諧振回路突

然失諧，變頻控制電源立即自動快速切斷輸出，并顯示保護(hù)類型。

6. 測量顯示輸出電壓、輸出頻率及加壓時間、保護(hù)動作類型等相關(guān)信息，

在試驗(yàn)完成時電壓自動下降到零位；

7.液晶全中文界面平臺技術(shù)，全觸摸屏操作,數(shù)據(jù)保存.

8. 技術(shù)特點(diǎn)要點(diǎn)歸納：

8.1 的數(shù)字、功率技術(shù)：功率器件采用國外推出的驅(qū)動、保護(hù)和

功率模塊（IGBT），極大的提高了整機(jī)的可靠性，減少了體積和重量。

8.2 完備的保護(hù)功能：

過電壓保護(hù)：保護(hù)值可設(shè)置，動作時間小于1毫秒；

雙重過電流過熱保護(hù)：大功率器件自身保護(hù)和軟件保護(hù)相結(jié)合，動作時間小

于10 微秒；

閃絡(luò)保護(hù)：動作時間小于1 毫秒。

零位保護(hù)：零電壓啟動。

8.3 *的四種工作模式相互切換：

手動試驗(yàn)：手動尋找諧振點(diǎn)并手動升壓到所需電壓，自動計(jì)時；

自動試驗(yàn)：根據(jù)設(shè)置自動尋找諧振點(diǎn)后自動升到設(shè)定電壓后自動計(jì)時；

自動調(diào)諧手動升壓：根據(jù)設(shè)置自動尋找諧振點(diǎn)后，需手動升電壓到所需的電

壓值，自動計(jì)時；

手動調(diào)諧自動升壓：手動尋找諧振點(diǎn)，根據(jù)設(shè)置自動升壓后自動計(jì)時。

8.4 友好的人機(jī)接口：

的DSP 顯示平臺，大容量的數(shù)據(jù)存儲器，8寸大屏幕LCD 顯示；

豐富的幫助應(yīng)用信息，幫助你現(xiàn)場分析試驗(yàn)發(fā)生保護(hù)動作時可能出現(xiàn)的問

題；

（具有調(diào)頻時顯示頻率－電壓波形曲線，直觀的觀察到是否尋找到諧振點(diǎn)；）

8.5 *的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：調(diào)頻電源控制箱的接入和輸出采用插接和螺絲連接兩

種方式，安全、方便、可靠、美觀精致；

電抗器采用*的環(huán)氧澆注工藝，防潮防顛震；

整體色彩和外型由專業(yè)的設(shè)計(jì)公司專門設(shè)計(jì)，美觀大方。

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