電纜交流耐壓設備--試驗

該系列電纜耐壓設備主要針對220kV及以下變電站 次電氣設備交流耐壓試驗設計制造。可按規程要求滿足變壓器、GIS系統、SF6開關、電纜、套管等容性設備交流耐壓試驗。既可滿足高電壓、小電流的設備試驗條件要求，又可滿足低電壓、大電流的設備試驗條件要求，具有較寬的適用范圍，是地、市、縣級高壓試驗部門及電力承裝、修試工程單位理想的耐壓設備。

電纜交流耐壓設備--試驗主要由變頻控制電源、激勵變壓器、電抗器、電容分壓器組成。其中變頻控制電源采用進口的SPWM數字式波形發生芯片，頻率分辨率為16位，在 20～300Hz時頻率細度可達0.1Hz，同時采用了正交非同步固定式載波調制方式，確保在整個頻率區間內輸出波形良好；功率部分采用了*的IPM模塊，確保儀器穩定和安全。

電纜交流耐壓設備--試驗產品特點：● 同電壓等級、同容量的電抗器其體積較小、重量較輕；在額定負載時溫升小；采用干式環氧澆注，機械強度高，電氣絕緣性能好，美觀可靠。 ● 變頻控制源容量裕度大；保護功能強；輸出波形好；穩定性好；具備多種工作模式，操作方便；采用220V或380V單相電源，方便現場取電。 ● 配置靈活。可選配不同類型電抗器，滿足不同試品要求，實現 機多用，性價比高。

電纜耐壓設備的產生

諧振是由R、L、C元件組成的電路在一定條件下發生的一種特殊現象。首先，我們來分析R、L、C串聯電路發生諧振的條件和諧振時電路的特性。圖1所示R、L、C串聯電路，在正弦電壓U作用下，其復阻抗：

Z=R+jωL-1ωC=R+jXL-XC=R+jX

式中電抗X＝XL—Xc是角頻率ω的函數，X隨ω變化的情況如圖2所示。當ω從零開始向∞變化時，X從﹣∞向﹢∞變化，在ω＜ω0時、X＜0，電路為容性；在ω＞ω0時，X＞0，電路為感性；在ω＝ω0時

圖1 圖2

此時電路阻抗Z(ω0)＝R為純電阻。電壓和電流同相，我們將電路此時的工作狀態稱為諧振。由于這種諧振發生在R、L、C串聯電路中，所以又稱為串聯諧振。式1就是串聯電路發生諧振的條件。由此式可求得諧振角頻率ω0如下：

ω0=1LC

諧振頻率為

f0=12πLC

由此可知，串聯電路的諧振頻率是由電路自身參數L、C決定的．與外部條件無關，故又稱電路的固有頻率。當電源頻率一定時，可以調節電路參數L或C，使電路固有頻率與電源頻率一致而發生諧振；在電路參數一定時，可以改變電源頻率使之與電路固有頻率一致而發生諧振。

圖1 圖2

此時電路阻抗Z(ω0)＝R為純電阻。電壓和電流同相，我們將電路此時的工作狀態稱為諧振。由于這種諧振發生在R、L、C串聯電路中，所以又稱為串聯諧振。式1就是串聯電路發生諧振的條件。由此式可求得諧振角頻率ω0如下：

ω0=1LC

諧振頻率為

f0=12πLC

由此可知，串聯電路的諧振頻率是由電路自身參數L、C決定的．與外部條件無關，故又稱電路的固有頻率。當電源頻率一定時，可以調節電路參數L或C，使電路固有頻率與電源頻率一致而發生諧振；在電路參數一定時，可以改變電源頻率使之與電路固有頻率一致而發生諧振。

二、品質因數

串聯電路諧振時，其電抗X(ω0)＝0，所以電路的復阻抗

Zω0=R

呈現為一個純電阻，而且阻抗為最小值。諧振時，雖然電抗X＝XL—Xc=0，但感抗與容抗均不為零，只是二者相等。我們稱諧振時的感抗或容抗為串聯諧振電路的特性阻抗，記為ρ，即

ρ=ω0L=1ω0C=1LC?L=LC

ρ的單位為歐姆，它是一個由電路參數L、C決定的量，與頻率無關。

工程上常用特性阻抗與電阻的比值來表征諧振電路的性能，并稱此比值為串聯電路的品質因數，用Q表示，即

Q=ρR=ω0LR=1ω0CR=1RLC

品質因數又稱共振系數，有時簡稱為Q值。它是由電路參數R、L、C共同決定的一個無量綱的量。

三、電纜耐壓設備時的電壓關系

諧振時各元件的電壓分別為

URO=RIO=US

ULO=jω0LIO=jω0LUsR=jQUs

UCO=j1ω0CIo=-j1ω0CUSR=-jQUS

即諧振時電感電壓和電容電壓有效值相等，均為外施電壓的Q倍，但電感電壓超前外施電壓90°，電容電壓滯后外施電壓90°，總的電抗電壓為0。在電路Q值較高時，電感電壓和電容電壓的數值都將遠大于外施電壓的值，所以串聯諧振又稱電壓諧振。

常見的試品如變壓器、GIS系統、SF6斷路器、電流互感器、電力電纜、套管等均為容性，系統配備的電抗器為感性，試驗時先通過調節變頻電源的輸出頻率使回路發生串聯諧振，再在回路諧振的條件下調節變頻電源輸出電壓使試品電壓達到試驗值。由于回路的諧振，變頻電源較小的輸出電壓就可在試品上產生較高的試驗電壓。

在實際現場應用中試品上的高壓電壓和低壓電壓遵循以下公式：

U試 = QU激

其中：U試為高壓諧振試驗電壓，Q為系統串聯諧振的品質因數， U激為激勵變壓器輸出電壓。

例如：假設系統串聯諧振的品質因數Q為30，激勵變壓器選擇16kV的抽頭，激勵變壓器額定輸入電壓為400V，如果激勵變壓器輸入電壓為100V時，高壓電壓計算步驟如下：

①計算激勵變壓器變比

激勵變壓器變比N=激勵變壓器所選抽頭電壓/輸入額定電壓

即：N=16kV/400V=16000/400=40

②計算激勵變壓器輸出電壓

激勵變壓器輸出電壓=激勵變壓器輸入電壓*激勵變壓器變比

即：U激=100V*40=4kV

③計算高壓諧振試驗電壓

高壓諧振試驗電壓=激勵變壓器輸出電壓*系統品質因數

技術參數：

6．1．1．儀器輸入電壓：220v±10%   50Hz；

功率輸入電壓：380v±10%   50Hz；

6．1．2．額定輸出電壓調節范圍：0 ~108kv；

6．1．3．大試驗容量：108kvA；

6．1．4．諧振電壓波形：正弦波、畸變率：≤0.5%；

6．1．5．輸出電壓不穩定度：≤0.5%；

6．1．6．輸出頻率范圍：30～300Hz；

6．1．7．頻率調節分辨率：0.01Hz；

6．1．8．品質因數Q值：額定負載下不小于20；

6．1．9．絕緣水平：1.2倍額定電壓耐壓1min；

6．1．10．額定電流下連續運行時間：斷續運行時間60 min；

6．1．11．電壓測量精度：1級；

6．1．12．噪  聲：≤45dB；

6．1．13．該裝置配備以下保護功能：

         設備有手動試驗、自動調諧及自動試驗；

過電壓保護、過電流保護、放電保護、斷電保護、零啟動保護。

試驗數據大屏幕顯示、中文菜單、可打印輸出、打印機為嵌入式。