最新串联谐振说明书.docx

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最新串联谐振说明书

第一章谐振试验装置概述.............................................................6

第二章操作说明...........................................................................13

第三章注意事项...........................................................................20

第四章相关资料...........................................................................21

第一章谐振试验装置概述

1.1产品概述

目前在国际和国内已有越来越多的XLPE交联聚乙烯绝缘的电力电缆替代原

有的充油油纸绝缘的电力电缆。

但在交联电缆投运前的试验手段上由于被试容量

大和试验设备的原因，仍沿袭使用直流耐压的试验方法。

近年来国际、国内的很

多研究机构的研究成果表明直流试验对XLPE交联聚乙烯电缆有不同程度的损

害。

有的研究观点认为XLPE结构具有存储积累单极性残余电荷的能力，当在直

流试验后，如不能有效的释放掉直流残余电荷，投运后在直流残余电荷加上交流

电压峰值将可能致使电缆发生击穿。

国内一些研究机构认为，交联聚乙烯电缆的

直流耐压试验中，由于空间电荷效应，绝缘中的实际电场强度可比电缆绝缘的工

作电场强度高达11倍。

交联聚乙烯绝缘电缆即使通过了直流试验不发生击穿，也

会引起绝缘的严重损伤。

其次，由于施加的直流电压场强分布与运行的交流电压

场强分布不同。

直流试验也不能真实模拟运行状态下电缆承受的过电压，并有效

的发现电缆及电缆接头本身和施工工艺上的缺陷。

因此，使用非直流的方法对交

联电缆进行耐压试验就越来越受到人们的重视。

同时，各种大型变压器的交流耐

压试验，火力及水力发电机的交流耐压实验也定期进行。

这些设备的试验要求的

试验设备容量大，通常情况下采用谐振的办法进行试验，但必须是在工频条件下

或等效工频条件下进行。

等效工频条件一般采用45-65Hz的频率范围，但很多试

验单位要求50Hz试验电源对这类设备进行交流耐压试验。

我公司系列串联变频自动谐振试验装置主要用于10kV、20KV、35kV、110kV的交联橡塑电力电缆，66kV、110kV、220kV组合电器（GIS）的变频交流耐压试验，水力和火力发电机或电力变压器等的工频交流耐压试验。

其基本原理是采用可调节

（30--300Hz）串联谐振试验设备与被试品电容谐振产生交流试验电压。

由于电

缆的电容量较大，采用传统的工频试验变压器很笨重、庞大、且大电流的工作电

源现场不易取得，因此一般都采用串联谐振交流耐压试验设备。

其输入电源的容

量能显著降低，重量减轻，便于使用和运输。

初期多采用调感式串联谐振设备

（50Hz），但存在自动化程度差、噪音大等缺点。

因此现在大多采用变频谐振，

可以得到更高的品质因数（Q值），并具有自动调谐、多重保护、灵活的组合方式、单件重量轻等优点

。

1.2串联谐振电源在电力系统应用中的优点

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，谐振激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1/5-1/10。

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，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忧患。

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

闪落电压前断开电源，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。

1.3产品主要特点说明

1.调频及功率元件使用进口的优质元器件；

2.充分利用公司现有资源，完全独立自主开发和设计及生产该设备的所有

组成部分：

变频电源、励磁变压器、高压电抗器、电容补偿器和高精度电容分压

器；

3.具备全自动（自动调谐、自动升压）、全手动（手动调谐、手动升压）

以及半自动（自动调谐、手动升压及手动调谐、自动升压）的多种功能，可任意

切换使用；

4.具备试验电压、加压时间、报警电压整定、频率范围、起始电压的设置；

5.具备放电保护功能，在试品发生闪络时，或其他原因造成的谐振回路突

然失谐，变频控制电源立即自动快速切断输出，并显示保护类型。

6.测量显示输出电压、输出频率及加压时间、保护动作类型等相关信息，

在试验完成时电压自动下降到零位；

7.液晶全中文界面平台技术，全触摸屏操作,数据保存.

8.技术特点要点归纳：

8.1先进的数字、功率技术：

功率器件采用国外最新推出的驱动、保护和

功率模块（IGBT），极大的提高了整机的可靠性，减少了体积和重量。

8.2完备的保护功能：

过电压保护：

保护值可设置，动作时间小于1毫秒；

双重过电流过热保护：

大功率器件自身保护和软件保护相结合，动作时间小

于10微秒；

闪络保护：

动作时间小于1毫秒。

零位保护：

零电压启动。

8.3独特的四种工作模式相互切换：

手动试验：

手动寻找谐振点并手动升压到所需电压，自动计时；

自动试验：

根据设置自动寻找谐振点后自动升到设定电压后自动计时；

自动调谐手动升压：

根据设置自动寻找谐振点后，需手动升电压到所需的电

压值，自动计时；

手动调谐自动升压：

手动寻找谐振点，根据设置自动升压后自动计时。

8.4友好的人机接口：

专用的DSP显示平台，大容量的数据存储器，8寸大屏幕LCD显示；

丰富的帮助应用信息，帮助你现场分析试验发生保护动作时可能出现的问

题；

（具有调频时显示频率－电压波形曲线，直观的观察到是否寻找到谐振点；）

8.5独特的结构设计：

调频电源控制箱的接入和输出采用插接和螺丝连接两

种方式，安全、方便、可靠、美观精致；

电抗器采用独特的环氧浇注工艺，防潮防颠震；

整体色彩和外型由专业的设计公司专门设计，美观大方。

第二章操作说明.

1.1.1电源

本机接入的电源为：

AC220V（8KW以下机型）和三相AC380（8KW以上）

1.1.2操作面板说明

1.电源开关：

负责计算机部分的电源供给。

2.电源指示：

总电源上电指示，空气开关合上时点亮。

3.急停按钮：

发生紧急情况的应急中断按键。

4.信号：

用于接入分压器低压臂，最大电压200V，输入阻抗大于10M。

5.接地：

用于系统安全接地。

6.液晶显示器：

用于系统各参数、波形、菜单等的显示。

7.输入：

10KW以下接入AC220，10KW以上接入三相380V。

8.输出：

调频电源输出至励磁变压器输入。

1.1.3接通电源：

操作箱在上电后打开“电源开关”,“电源指示”灯亮，液晶点亮显示。

1.2.0触摸屏显示器：

调频电源的控制屏幕为全触摸屏，你只需要在屏幕上要操作的位置轻轻点

击，即可以进行操作。

1.2.1开机后，液晶的显示界面如图2所示。

选择试验的类型：

以电缆试验为例

点击：

电缆试验

预定试验电压：

试品所加的电压

预定试验时间：

试品所加电压的时间

试品电缆类别：

按右边的绿色尖头会出现下图，点击所试验的电缆电容量，

不在表内可按其他规格

试验电缆长度：

试品的准确长度。

电抗器电感量：

据实填写。

找频输出功率：

也就是输出电压的占空比，对于Q值高的试品可以放在10%左右，Q值低的试品（长电缆）可以相对放大一点。

找频起始频率：

如果电容和电感填写正确本机会给出一个低于谐振频率10HZ的起始频率开始找频，记住一定要正确哟。

其他试验设定雷同，注意：

GIS要分段试验，只是试验电压和时间要设三段。

好了，下面点击左下角的确定

自动试验、手动试验：

自动找频模式；请选择你喜欢的模式。

我就从自动试验模式开始：

找频阶段：

此时，输出功率到设定值后（输出电压点空比）输出频率会开始闪烁，高压显示值会随着更新，速度非常快哟，找到谐振点后，蜂鸣器会响一声，找频结束。

不用怀疑有二种结果：

一种是进入下步升压阶段，一种是找不到谐振点。

槽糕，找不到谐振点怎么办？

不仿把输出电压占空比调大点再试一下。

升压阶段：

随着蜂鸣器响一声，输出功率（输出电压占空比）开始增加，有可能你觉得0.5%的升压速度不过瘾，好吧，我们交替进行，你只要一出手，点一下最下面的输出功率反白处，就自动转成手动升压模式

有可能离试验电压相差太大，放心吧，给你2%的增加速度，但接近试验电压时一定要减小步进。

只到试验电压到设定电压为止。

计时阶段：

随着电压升到设定的电压值，蜂鸣器响一声开始按设定的时间计时，到试验时间结束时，会自动退出试验。

到此试验就基本结束，有朋友会问：

能不能做一下手动试验呢，好吧，点击手动试验进入，首先进行手动调频

点击输出频率处，可以增加或减少5HZ，1HZ，0.1HZ，0.01HZ直到高压显示值最大时，即为谐振点。

此时点击输出功率处

调节方法和频率调节相同。

第三章注意事项

1.1通用注意事项：

1.本试验设备应由高压试验专业人员使用，使用前应仔细阅读使用说明书，

并经反复操作训练。

2.操作人员应不少于2人。

使用时应严格遵守本单位有关高压试验的安全作

业规程。

3.为了保证试验的安全正确，除必须熟悉本产品说明书外，还必须严格按国

家有关标准和规程进行试验操作。

4.各联接线不能接错，否则可导致试验装置损坏。

5.本装置使用时，输出的是高电压或超高电压，必须可靠接地，注意操作安

全。

1.2常见故障原因及排除：

自动调谐不能完成，找不到谐振点：

现象：

调谐完成后仪器提示没有谐振点。

原因：

回路接地不好，试验回路接线错误，装置某一仪器开路。

排除方法：

检查接地装置可靠，接地连接线是否有断开点；

检查励磁变压器的高低压线圈的通断；

检查每一只电抗器的通断；

检查分压器的信号线的通断；

检查分压器的高低压电容臂的通断；

装置自身升压时没有谐振点，还需要检查补偿电容器的通断；

如果所有部件正常，依然没有谐振点，请和厂家联系，不可拆卸仪器！

试验时一次电压较高，高压却较低，甚至在没有升到试验电压时，一

次电压已经到达额定电压，回路自动降压；

原因：

电抗器与试品电容量不匹配，没有准确找到谐振点；

试品损耗较高，系统Q值太低；

励磁变压器高压输出电压较低；

排除方法：

将补偿电容器并接入试验回路，加大回路电容量；

尽可能将多只电抗器串联，提高回路电感量；

提高励磁变压器的输出电压；干燥处理被试品，提高被试品的绝

缘强度，减少回路的有功损耗；如果全部处理完后，依然不能解

决问题，请和厂家联系，不可拆卸仪器！

第四章相关资料

1.1相关省份电缆试验规程：

1.2谐振装置容量选择：

试验电流：

I=2πfCU×10-3（A）

频率的选择（HZ）：

1．发电机―――50HZ，取50HZ。

2．变压器―――45~65HZ，取50HZ。

3．GIS、开关、母线―――30~300HZ，取45HZ。

4．电力电缆：

30~300HZ，取35HZ。

电压的选择（KV）：

按照规程要求，确定最高试验电压。

电容量的选择（uf）：

根据被试品最大电容量确定。

装置最大容量：

P=UI×1.25（KVA）。

各种试验接线