變頻串聯(lián)諧振試驗裝置的特點

一、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)電纜投運前的試驗手段上由于被試容量大和試驗設備的原因，仍沿襲使用直流耐壓的試驗方法。近年來、國內(nèi)的很多研究機構(gòu)的研究成果表明直流試驗對XLPE交聯(lián)聚乙烯電纜有不同程度的損害。有的研究觀點認為XLPE結(jié)構(gòu)具有存儲積累單極性殘余電荷的能力，當在直流試驗后，如不能有效的釋放掉直流殘余電荷，投運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)一些研究機構(gòu)認為，交聯(lián)聚乙烯電纜的直流耐壓試驗中，由于空間電荷效應，絕緣中的實際電場強度可比電纜絕緣的工作電場強度高達11倍。交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜即使通過了直流試驗不發(fā)生擊穿，也會引起絕緣的嚴重損傷。其次，由于施加的直流電壓場強分布與運行的交流電壓場強分布不同。直流試驗也不能真實模擬運行狀態(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)電纜進行耐壓試驗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，火力及水力發(fā)電機的交流耐壓實驗也定期進行。這些設備的試驗要求的試驗設備容量大，通常情況下采用諧振的辦法進行試驗，但必須是在工頻條件下或等效工頻條件下進行。等效工頻條件一般采用45-65Hz的頻率范圍，但很多試驗單位要求50Hz試驗電源對這類設備進行交流耐壓試驗。

我公司系列串聯(lián)變頻自動諧振試驗裝置主要用于10kV、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，水力和火力發(fā)電機或電力變壓器等的工頻交流耐壓試驗。其基本原理是采用可調(diào)節(jié)（30--300Hz）串聯(lián)諧振試驗設備與被試品電容諧振產(chǎn)生交流試驗電壓。由于電纜的電容量較大，采用傳統(tǒng)的工頻試驗變壓器很笨重、龐大、且大電流的工作電源現(xiàn)場不易取得，因此一般都采用串聯(lián)諧振交流耐壓試驗設備。其輸入電源的容量能顯著降低，重量減輕，便于使用和運輸。初期多采用調(diào)感式串聯(lián)諧振設備（50Hz），但存在自動化程度差、噪音大等缺點。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、以及降低噪音、靈活的組合方式、單件重量輕等優(yōu)點。

二、串聯(lián)諧振電源在電力系統(tǒng)應用中的優(yōu)點：

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，試驗所需的電源功率只有試驗容量的1/Q。

2、設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變壓器，而且，諧振激磁電源只需試驗容量的1/Q，使得系統(tǒng)重量和體積大大減少，一般為普通試驗裝置的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。在串聯(lián)諧振狀態(tài)，當試品的絕緣弱點被擊穿時，電路立即脫諧，回路電流迅速下降為正常試驗電流的1/Q。而并聯(lián)諧振或者試驗變壓器方式做耐壓試驗時，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，又不存在大的短路電流燒傷故障點的憂患。

5、不會出現(xiàn)任何恢復過電壓。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，且恢復電壓的再建立過程很長，很容易在再次達到閃落電壓前斷開電源，這種電壓的恢復過程是一種能量積累的間歇振蕩過程，其過程長，而且，不會出現(xiàn)任何恢復過電壓。

三產(chǎn)品主要特點說明：

1、調(diào)頻及功率元件使用先進的日本進口的元器件；

2、充分利用公司現(xiàn)有資源，*獨立自主開發(fā)和設計及生產(chǎn)該設備的所有組成部分：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、具備試驗電壓、加壓時間、報警電流整定、報警電壓整定、頻率范圍、起始電壓的設置；

5、具備放電保護功能，在試品發(fā)生閃絡時，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，并顯示保護類型和閃落電壓值；

6、測量顯示輸出電壓、輸出頻率及加壓時間、保護動作類型等相關信息，在試驗完成時電壓自動下降到零位；

7、大液晶全中文界面平臺技術，全觸摸屏操作,數(shù)據(jù)保存.

8、技術特點要點歸納：

（1）先進的數(shù)字、功率技術：功率器件采用國外新推出的集驅(qū)動、保護和功率變換為一體的智能功率模塊（IPM），極大的提高了整機的可靠性，減少了體積和重量。

（2）完備的保護功能：

過電壓保護：保護值可設置，動作時間小于1毫秒；

雙重過電流過熱保護：大功率器件自身保護和軟件保護相結(jié)合，動作時間小于10微秒；

閃絡保護：動作時間小于1毫秒，并可記錄下閃絡電壓值；

零位保護：零電壓啟動。

（3）*的四種工作模式：

手動試驗：手動尋找諧振點并手動升壓到所需電壓，按鍵后自動計時；

自動試驗：根據(jù)設置自動尋找諧振點后自動升到設定電壓后自動計時；

自動調(diào)諧手動升壓：根據(jù)設置自動尋找諧振點后，需手動升電壓到所需的電壓值，按“自動計時

”鍵后自動計時；

手動調(diào)諧自動升壓：手動尋找諧振點，根據(jù)設置自動升壓后自動計時。

（4）友好的人機接口：

的DSP顯示平臺，大容量的數(shù)據(jù)存儲器，大屏幕LCD顯示；

豐富的幫助應用信息，幫助你現(xiàn)場分析試驗發(fā)生保護動作時可能出現(xiàn)的問題；

可保存200次測試數(shù)據(jù);

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；

掃頻范圍可以在規(guī)定范圍內(nèi)任意設定，掃頻方向可以向上向下任意選擇，方便用戶操作；

對于那些需要在50Hz條件進行試驗的試品（比如發(fā)電機），我們采用了調(diào)頻調(diào)感技術，我們的

電抗器電感值可以根據(jù)試驗需要進行適當調(diào)節(jié)，壓緊裝置可以保證降低在通電時電抗器的噪音；

（5）*的結(jié)構(gòu)設計：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)的設計公司專門設計，美觀大方。