串联谐振耐压高压装置

  串联谐振耐压试验是利用电抗器的电感与被试品电容组成LC串联回路，中试控股调节变频电源输出的电压频率，实现串联谐振，在被试品上获得高电压，是当前高电压试验的一种新方法，深受中试控股专家好评，在国内外已得到广泛的使用。

  根据谐振原理，我们大家都知道当电抗器L的感抗值Xl与回路中的容抗值Xc相等时，回路达到谐振状态，此时回路中仅回路电阻R消耗有功功率，而无功功率则在电抗器与试品电容之间来回振荡，从而在试品上产生高压。

  全套试验系统由调频电源主机、电抗器、分压器、激励变压器和补偿电容器（可选器件）组成，接入被试品后组成一个谐振系统来进行交流耐压实验。

  主机： 就是一台幅值和频率可调的正弦波交流调频电源，给谐振回路提供激励源，同时提供电压显示、电流显示、计时、保护、报警等功能。

  电抗器：就是一个大电感线圈，与被试品（相当于电容）构成串联谐振回路，可配置电抗器多节电抗器，使用时通过不同的串联、并联组合、实现不同的电感量以适用不同的试验条件。

  分压器：内部通过电容器分压，从试品上高电压分得低电压供主机测量、控制使用。

  补偿电容器： 当试品电容量很小时，如果要实现系统谐振可能要求的电源频率超出试验标准的规定，可在试品上并联一个补偿电容，以实现试验要求，称此电容器为补偿电容器。

  2、打开电源开关，主机开始工作，液晶屏显示版权页，该页标明本装置的软件版本号。

  触按确认键，进入系统菜单，该主菜单下有：试验方案、开始试验、试验帮助、系统设置、实用工具和试验记录等六个子菜单项。

  3、系统设置菜单下有电抗器电感、日期时间设置和采样系数设置等三个子菜单项。按上下键，上下移动光标系统参数设置菜单项，触按确定钮后，进入系统参数设置菜单，可以分别设定电抗器的电感—H、-年-月-日、-时-分-秒和电压和电流的采样系数也就是采样倍率，设定完成后，触按返还键返回上一级菜单。

  电抗器电感量的设定：按确定键选择到此项，按左右键移动光标需要改变的数位，按上下键改变数值，达到所要达到的数值按确定键确认。

  日期时间的设定：按确定键选择到此项，按左右键移动光标需要改变的数位，按上下键改变数值，按照所要设置的年月日时间数值按确定键确认。

  采样系数的设定：按确定键选择到高压/电流采样系数项，此项为电压或电流采样倍率的设定。一般出厂前设定好了。如需修改，要输入密码。（密码厂家与设备一起提供一般设定为：188888）

  警告：系统默认上一次电抗器电感、日期时间和采样系数设定值。如果需改变要重新设定。电抗器电感量设定值与实际使用的电抗器电感量不对，会导致试验报告中的被试品电容量不准。其他并不可能影响。采样系数设置不正确，会导致显示电压电流不准将很有一定的概率会对被试品或试验设备造成损坏。

  4、试验方案菜单下有预置保护电流、找频起始频率、找频结束频率、预定起始功率四个子菜单项，分别设定本次试验的保护电流、找频起始频率、找频结束频率、输出起始功率，全部设定完成后，触按返还键进入预置试验电压和预置试验时间设置菜单。

  可以分3段时间设置试验电压和试验时间, 实际试验时,若设定为自动试验, 装置将按设定的3段电压及时间,按顺序分别加压, 全部完成后自动退出.

  如果第二段电压设为0, 或时间设为0, 那么执行完*段试验电压加压后退出试验, 只加压*段设定的电压.

  试验方案设置的设定：在试验电压项中，按确定单钮，移动左右光标到需要改变的数位，按上下单钮以改变当前数位的数值大小，触按返回钮完成当前数位的数值设定，依次选择下一项数值的设定，直至分别完成试验时间、起始频率、起始功率的设置，方可完成本次试验的试验方案设置的设定。

  出厂默认值：试验电压 20kV、加压时间 2min、激励强度 2%、输出电流20A、频率范围30-300Hz。

  串联谐振频率计算：在实验前可对谐振频率进行计算。只需输入具体参与试验的电感、电容值并按确定键试验频率即直接生成。

  自动试验模式的操作：选中自动试验模式后，触按菜单钮进入正在自动寻找谐振点菜单项，装置在设定的频率范围内自动寻找谐振点（如果被试品电容C和电抗器电感L的实际谐振频率不在设定的频率范围内，将找不到谐振点，此时根据自身的需求调整频率范围或调整被试品回路的LC参数）。当找到谐振点时，会有声音提示。

  找到谐振点后，装置自动进入正在自动升压菜单项，当升到试验电压设定的电压时，装置停止加压。

  当装置升到试验电压设定的电压时，设备停止加压，自动进入正在加压试验菜单项，并自动记录试验的加压时间，当加压时间到达设定时间时，设备逐步降压退出试验，完成本次试验，进入试验结束菜单项。并可选择保存试验数据或打印试验数据。

  试验时间的一行显示末端,会显示[一段]或[二段]或[三段]字样,表示当前正在进行的加压试验是预置的一段,二段或三段.

  手动试验模式的操作：选中手动试验模式后触按确定钮，进入正在试验菜单项；手动按调频钮，对应的光标随即改变到输出频率项，能够最终靠上下左右键改变频率大小使其试验电压逐步升高，当升到zui高电压时，继续向上或向下调整频率按钮，直至试验电压开始下降；这时反调频率，试验电压又逐步回升，上下回调频率，从频率的高位到低位逐位调整zui高电压值时的频率就是当前的谐振频率。

  找到谐振点后，手动按电压钮，光标到了输出功率，随之按上下键增加输出功率，试验电压也逐步升高，当升到试验电压设定电压值时，装置停止加压，并有屏幕显示提示和声音提示；自动进入正在加压试验菜单项，并自动记录试验的加压时间，当到达加压时间设定时间时，设备逐步降压退出试验，完成本次试验，进入试验结束菜单项。

  注意：在调节频率调整钮的过程中，触按左右钮，能改变频率调节的速度实现粗细调的切换。在调节电压调整钮的过程中，向下触按左右钮，能改变电压的升降的速度实现粗细调的切换。触按调频、调压钮，实现调频与调压间的切换。

  7、进入试验记录查询菜单项，查询以往和当前试验数据。选择上下键翻看前一组数据后一组数据；选择左右键可选择打印或删除当前页的内容。

  125/456为试验数据库指针，分子是试验数据的在数据库的顺序数，分母是当前的数据总数，zui多可储存999组试验数据。

  8、装置和试验状态菜单提示：设备的使用和升压和耐压试验过程中，假如慢慢的出现影响试验设备、被试验设备和操作人的安全情况，设备可能出现自动保护转台，并在屏幕有相应的提示。

  不能谐振：如果谐振点不在谐振频率设置的范围内；系统连线不正确等现象，装置将找不到谐振点，这时装置和试验状态菜单中的不能谐振项被反白并闪烁。

  输出保护：如果装置的电源输出电流大于输出保护设定的电流值，装置自动保护，这时装置和试验状态菜单中的输出保护项被反白并闪烁。

  试验中止：如果在试验升压或加压过程出现闪络现象，装置自动保护，这时装置和试验状态菜单中的输出保护项被反白并闪烁。

  9、试验帮助内容有五大项分别为：1.版本信息2.接线.参考资料.如普遍的问题FAQ分五幅画面显示、各种被试品电力电缆、变压器、发电机电容参数的查询：

  接线、设备出厂参数设置是生产厂商的出厂设置参术和校验参数，不适当的设置和修改会影响设备性能和高压试验的安全性，未经厂家授权密码，无法修改。

  警告：正常试验状态下，按返回键即可中止试验。中止或结束试验后，应分离刀闸断电。在升压或加压过程中，非紧急状况，不要按下急停键。

  b．过压保护电压值，并可任意整定，当成套装置的输出电压值达到保护整定时，可自动切除成套装置；

  c．过流保护：当调频电源的输出电流达到保护整定值时，可自动切除成套装置；

  d．击穿保护：当高压侧发生对地闪络时，可自动切除成套装置，装置带有隔离装置，可确保设备和人身不受损害；

  a．频率的调节，上升和下降频率调节分粗调和细调两种，并可自动寻找试验谐振点，保证谐振频率在整个试验过程中不发生漂移；

  c.多台电抗器串联时上节的低压侧与下节高压侧连接。谐振电抗器采用多台串联或并联的连接方式。

  8．额定容量下连续运行为规定上班时间下，电抗器对空气的温升不大于60K；

  9．性能及特点：电抗器设计干式、环氧浇铸，电抗器能自由方便叠装。环氧树脂绝缘筒外壳，有充足的电气、机械强度，必要的散热能力及油热胀冷缩的裕度。外壳上下盖板,颜色为橘红色。

  2、如若长期不使用，正常天气至少2个月应通电一次时间不少于半小时，雨季及潮湿期应每隔一个月通电一次，通电时间半小时，以驱除设备内的潮气防止电子元器件的锈蚀，影响正常使用。

  4、更换打印纸，机器采用热敏打印纸并且是前换纸式当需要换纸时只要按POST键钮打印纸舱门就会打开可以将新打印纸装入；

  随着社会的进步，科学的发展，人类对能源的需求愈来愈大，由于电力在我们正常的生活当中是必不可少的一分重要的资源，从而促进电力工业的迅猛发展，随着网路电压的提高和新的生产的基本工艺、技术，对预防性试验放在了议事日程上。为增加输出发配电设备的常规使用的寿命，现对一些设备提出局部放电试验的要求。

  为了适应不一样电压等级，不同容量，在不同的使用环境和条件下工作。我公司设计了四种型号六十多种规格的工频无局放试验变压器及其成套装置。

  从结构型式上分，可分为：单相铁壳式，单相铁壳串级式，单相绝缘筒外壳式和单相绝缘筒外串级四种。单相铁壳式一般适用于电压、容量较低且便于携带或电压容量较大固定式，但对局部放电量要求较低的气场合，电压不太高，且比较固定使用的场合；单相绝缘筒式串级式，一般适用于对局部放电要求比较高，电压高、容量大，或电压低容量小，便于携带的场合，以上四种型号用户根据不一样的要求自行选择。

  2．周围空气温度-10℃—+40℃，空气相对湿度不大于85%（+20%），从一个环境换到另一个环境，温差小于15℃。

  8．电源电压的波形为实际正弦波，波形畸变率小于1%，频率为50Hz，电源侧应不遭受来自外部的大气过电压。

  3．试验变压器在标称电压额定电流下，从环境度开始，可运行30min，在三分之二标称电压三分之二额定电流下，可连续运行。

  C．按照项5设备组成图选择正真适合导线，正确接好每一根线，高压尾和测量绕组端子严格接地。

  10．在使用本套设备前，必须认真阅读说明书，尤其是第六、七二项中所规定的必须严格遵守。

  1．本套设备应放置在干燥、清洁的场所，不用时应做好防雨、雪、水、尘的防护工作，户外应做好防雷工作。

  2．对长期放置不用的设备应按时进行检查所有紧固件、绝缘套管及绝缘筒表面的清理工作。

  3．运输时设备应包装好且用钢丝绳紧固好，此时应注意变压器的装车方式、方向，防止运输时，起步与刹车引起内部构件串动、松动、变形（方向根据提供的总装配图来定），绕组元件的轴向方向垂直于运输工具的行走方向。（如下图所示）

  运行时间：1.1倍标称电压运行1分钟，标称电压和额定电流下可连续运行30分钟

  1.4采用同步交流电机驱动调压器调压，并设有上下保护和零压分闸保护功能。

  该装置主要是针对10kV、35kV、110kV、220kV、变电站及线路等所有电气主设备的交流耐压试验设计制造。电抗器采用多只分开设计，既可满足高电压、小电流的设备试验条件要求，又能满足低电压的交流耐压试验要求，具有较宽的适合使用的范围，是地、市、县级高压试验部门及电力安装、修试工程单位理想的耐压设备。

  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，在总系统中，电源只需要出示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幅度减少。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幅度减少，一般为普通试验装置的1/10-1/30。

  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，短路电流与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络电压前断开电源，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、装置具有过压、过流、零位启动、系统失谐（闪络）等保护功能，过压过流保护值能够准确的通过用户需要整定，试品闪络时闪络保护动作并能记下闪络电压值，以供试验分析。

  4、能存储和异地打印数据，存入的数据编号是数字，方便的帮助用户识别和查找。

  5、装置自动扫频时频率起点可以在规定范围内任意设定，扫频方向可以向上、向下选择，同时液晶大屏幕显示扫描曲线，方便使用者直观了解是否找到谐振点。

  6、采用了DSP平台技术，可以方便的按照每个用户需要增减功能和升级，也使得人机交换界面更为人性化。

  6．输入电源：三相380V或单相220V，当电源为380V时，可做额定负载试验；当电源为220V时，只可做1/2负载试验。

  DL/T849.6-2004 《电力设备专用测试仪器通用技术条件第6部分：高压谐振试验装置》

  DL/T846-2004 《高电压测试设备通用技术条件》GB4793-1984 《电子测量仪器安全要求》

  1.1.2输入电压：三相 380V±5% 或单相220V±5% 45～65Hz，当电源为380V时，可做额定负载试验；当电源为220V时，只可做1/2负载试验。

  1.2.1放置方式:变频电源的放置为纵向和横向,很适合现场操作及观察。

  1.2.2防震保护:内外部具备特殊减震橡胶支撑脚和保护铝箱,可有效减缓运输中的颠簸震动和吊装时的冲击。保证了变频电源的长期稳定性和可靠性。

  可显示谐振电压(即试验前设置的目标电压)、试验频率、测量频率、低压电压、低压电流、耐压时间、过压保护、过流保护、闪络保护、阶段升压及阶段计时、操作模式切换、电容，电感，频率互换计算、参数查询等, 还可显示频率曲线、电压曲线等可直观地判断当次试验谐振频率准确及稳定性。

  1.2.4参数设置：大屏幕触摸液晶彩屏和外接鼠标直接完成各种参数的设置。可对起始频率、终止频率、起始电压、阶段升压和计时、测量分压器变比、激励变变比、过压保护、过流保护、闪络保护、试验模式、电容电感频率互换计算、参数设置提示以及帮助等参数进行设置或选择。

  1.2.5试验模式：触摸屏和外接鼠标操作，有全自动、半自动、手动三种运作时的状态。具备升压、调谐（含手动、自动）、分段加压和计时、运作时的状态、模式切换、故障提示、电容电感频率互换计算功能等。

  1.2.6 保护功能及其信息提示：具备高压过压保护、低压过流、过流保护，以及失谐保护、零位、闪络保护、紧急停机、欠压保护等多重保护功能。

  a、试验结果：手动或自动试验完毕后，在试验结果界面中可显示出试验时的详细规格参数，当试验发生中断时，可提示中断状态。可将参数保存在存储器中，该存储器为非易失存储器，可保存50次试验记录。

  b、数据查询：可将已保存的试验结果多个方面数据显示到屏幕上。同时具有USB接口，可将数据输出打印或利用设备所携带打 印机打印。

  1.2.8自动稳压功能：系统根据设定的试验电压或手动升压结果，自动跟踪并维持稳定的试验电压，电压稳定度可达1.5%。

  1.2.9 调频范围及频率分辨率均可设定：调频范围可设为20～300Hz、45～100Hz、50Hz、按需设置，可加快调谐过程；频率分辨率根据自身的需求，可预设为0.1Hz、0.05Hz、0.02Hz、或0.01Hz，在调谐效率与调谐度之间取得优化平衡。频率调节分为粗调和细调，并可自动寻找试验谐振点，保证谐振频率在整个试验过程中不发生漂移。

  2.2.1电抗器的设计采用铁芯式结构，漆包导线绕组，干式或油浸式自冷。电抗器能自由方便叠装及吊装。环氧树脂绝缘筒外壳，有充足的电气、机械强度、必要的散热能力及油热胀冷缩的裕度。电抗器外壳自带底座，与另一节电抗器上端采用。外壳喷涂橘红色绝缘漆。

  2.2.2电抗器外壳自带底座，与另一节电抗器上端采用采用卡槽结合，方便现场使用。

  3.2.3高、低压绕组及铁芯间均设静电屏蔽层，既作为励磁变压器，又是隔离变压器。

  4.2.5高、低压臂的电容采用一致的介质结构，温度系数小，角位移小，在20~300H内分压比不变。

  （2）对短电缆试验时，为了达到谐振，一般将全部电抗器串联（全部电抗器串联时，与自身分压器的电容量可以谐振）；

  分压器信号：用于接入分压器低压臂，zui大电压100V，输入阻抗10M。

  输入：电源接入,三相 380V±5% 或单相220V±5% 45～65Hz，当电源为380V时，接A,B,C三相,可做额定负载试验；当电源为220V时，接A,C二相,只可做1/2负载试验。

  注意：仪器两侧开孔处的风扇在运行则表示表示仪器内部功率器件正常工作。否则表示仪器内部过热或上次试验时没有复位。此时应该断电，将仪器置于通风处静置1小时左右，待内部适当降低温度后再启动电源。

  变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，即能够直接进行操作。

  起始频率：选择自动调谐时的启动频率，下限频率zui高为20Hz，上限频率zui低为200Hz。

  终止频率：选择自动调谐时的结尾频率，下限频率zui高为100Hz，上限频率zui低为300Hz。

  3.当已经知道大概频率范围时，可以选定在适当的频率段扫描，以减少试验时间。

  1. 对Q值较低的试品如发电机、电动机、架空母线. 对Q值较高的试品如电力电缆、变压器、GIS等，初此值设定为30～50V。

  我们的电压跟踪系统具备自动校核较大电压波动的功能，但电网电压的波动幅度较小，由此而引起的高压电压的波动也在仪器的捕捉范围内，因此，我们强烈建议你在设置试验电压时，将“试验电压”的数值设定为比要施加的试验电压低2％Ue。

  如果没有阶段性耐压试验时，只需设置一个阶段试验电压值和相应的试验时间，其它阶段试验电压和试验时间设为0。

  分压器变比：电容分压器的变比值，如分压器变比为1000：1，“分压器变比”设置为1000；如分压器变比为2000：1“分压器变比”设置为2000。

  过压保护：设置试验电压的极限值，电压超过时自动终止试验，一般比试验电压高10%。

  自动试验：当“参数配置”设置完时，点击“自动试验”，进入“自动试验”界面，显示界面如图6所示。

  点击“开始试验”，系统自动寻找谐振点，右下角提示“正在调谐，如有不正常的情况，请点击“降压停机””；蓝代表电压曲线所示

  找到谐振点后，系统自动升压，右下角提示“正在调压，如有不正常的情况，请点击“降压停机””；显示界面如图8所示。

  当U谐振电压升到试验的耐压值时，系统自动耐压计时，右下角提示“正在计时，如有不正常的情况，请点击“降压停机””； 显示界面如图9所示。

  当时间到设置时的耐压时间时，系统自动降压，右下角提示“正在降压，如有不正常的情况，请点击“降压停机””； 显示界面如图10所示。

  当U谐振电压降压0时，右下角提示“试验完成，如想查询试验记录，请点击“资料查询””； 显示界面如图11所示。

  手动试验：当“试验参数”设置完时，点击“手动试验”，进入“手动试验”界面，显示界面如图12所示。

  点击“开始试验”，如想自动找谐振点，点击“调谐”，系统自动寻找谐振点，蓝线代表电压曲线所示。

  如不想自动找谐振点，先点击“升电压”，将“U低压”升到10V，再点击“升频率”来找谐振点，找到谐振点后，点击“升电压”， 显示界面如图14所示。

  当U谐振电压升到设置时的耐压值，点击“耐压计时”，系统开始计时。显示界面如图15所示。

  当“耐压时间”到时，点击“降压停机”，系统自动降压，显示界面如图16所示。

  当U谐振电压降压0时，试验完成，如想查询试验记录，请点击“资料查询”； 显示界面如图17所示。

  如在试验过程中遇到紧急状况时，点击“紧急停机”，“紧急停机”后，点击“故障复位”，在手动升压和手动调频时，可根据试验情况选择电压步进调节和频率步进调节。

  参数计算：计算电感，电容，频率的参数，点击“参数计算”，显示界面如图19所示。

  1.本试验设备应由高压试验专业技术人员使用，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，还必须严格按国家相关标准和规程做试验操作。

  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。

  排除方法：关断仪器电源，将仪器静置30分钟左右，重新开启电源，按仪器面板上的“复位”键，再启动仪器。

  1）检查接地装置可靠，接地连接线）检查励磁变压器的高低压线圈的通断；（低压绕组阻值;高压绕组阻值每个输出端对高压尾）

  5）检查分压器的高低压电容臂的通断；（1孔对芯，2孔对外壳分别导通；1孔对2孔断开）