110kV电缆，S=400mm2，长度0.5km变频串联谐振耐压试验装置

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，调节变频电源输出的电压频率，实现串并联谐振，在被试品上获得高电压，是当前高电压试验的一种新方法，深受专家

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1、串并联谐振基本原理：
1．1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，调节变频电源输出的电压频率，实现串并联谐振，在被试品上获得高电压，是当前高电压试验的一种新方法，深受专家好评，在国内外已经得到广泛的使用。
2、串并联谐振试验装置特点：
2．1串并联谐振试验装置具有输出容量大，输出电压高、可任意组合电抗器针对不同试品的交流耐压试验。
2．2串并联谐振试验装置具有体积小、重量轻、特别方便野外试验。
2．3串并联谐振试验装置具有保护功能好、有过压保护、过流保护、时间保护、闪络保护、过热保护、模块保护等功能。
2．4串并联谐振试验装置具有操作极具简单，并具有手动和自动两档。
2．5串并联谐振试验装置采用大屏幕、使试验数据一目了然，并可打印试验结果。
2．6串并联谐振试验装置具有试品击穿后无过电压之虞，对试品的损坏相当小。
2．7串并联谐振试验装置试验所需电源容量小，仅是工频变压器试验所需电源容量的几分之一，解决现场电源难找的问题。
3、设备适用范围
3．1满足400mm²/110KV电缆，长度0.5公里的交流耐压试验。
3．2满足500mm²/35KV电缆，长度1.5公里的交流耐压试验。
3．3满足500mm²/10KV电缆，长度3公里的交流耐压试验。
4、设备制造引用和执行标准
DL/T849.6—2004      《高压谐振试验装置》
GB 6450—1986        《干式电力变压器》
DL/T848.2—2004      《试验变压器》
GB/10229—1988       《电抗器》
GB/T11920—1989      《控制装置通用技术条件》
GB/T16927.1—1997    《高电压试验技术》
IEC358—1990         《耦合电容器和电容分压器》
GB311.1              《高压输变电设备的绝缘配合》
DL/T846—2004        《高电压测试设备通用技术条件》
Q/CSG10007—2004    《电力设备预防性试验规程》
GB7328—87          《变压器和电抗器的声级测量》
DL474。4—1992      《交流耐压试验》
5、使用环境条件
5．1 周围空气温度：
最高温度：+45℃       最低温度：-10℃；
最大日温差：35k       日照强度：0.1w/cm²
5．2 海拔高度：≤2000m ；
5．3 相对湿度：≤90 %
5．4 安装放置地点平坦，电抗器安装倾斜度不小于5⁰；
5．5 周围应无严重影响设备绝缘的气体蒸气，化学性沉积灰尘，污垢及其它爆炸性介质。

6、设备具体配置

6．1 试验要求：

6．1．1．400mm2/110KV电缆，长度0.5公里的交流耐压试验，试验时间60min，最高试验电压128kv，试验频率30～300Hz。最大等效电容量为0.078uF。

6．1．2．500mm2/35KV电缆，长度1.5公里的交流耐压试验，试验时间60min，最高试验电压52kv，试验频率30～300Hz。最大等效电容量为0.348uF。

6．1．3．500mm2/10KV电缆，长度3公里的交流耐压试验，试验时间5min，最高试验电压22kv，试验频率30～300Hz。最大等效电容量为1.314uF。

6．2 电抗器的设计：

6．2．1. 400mm2/110KV电缆，长度0.5公里的交流耐压试验，试验时间60min，最高试验电压128kv，试验频率30～300Hz。最大等效电容量为0.078uF。当频率为35Hz时。

试验电流I=ωCXU试=2×3.14×35×0.078×128×10-3=2.2A

对应电抗器电感量L=1/ω2C = 265H

6．2．2. 500mm2/35KV电缆，长度1.5公里的交流耐压试验，试验时间60min，最高试验电压52kv，试验频率30～300Hz。最大等效电容量为0.348uF。当频率为35Hz时。

试验电流I=ωCXU试=2×3.14×35×0.348×52×10-3=3.98A

对应电抗器电感量L=1/ω2C =59.5H

6．2．3. 500mm2/10KV电缆，长度3公里的交流耐压试验，试验时间5min，最高试验电压22kv，试验频率30～300Hz。最大等效电容量为1.314uF。当频率为35Hz时。

试验电流I=ωCXU试=2×3.14×35×1.314×22×10-3=6.35A

对应电抗器电感量L=1/ω2C = 15.75H

6．3 电抗器的配置：

6．3．1．因400mm2/110KV电缆的交流耐压试验电压128kv，而10KV电缆的交流耐压试验电压22kV。为方便使用，将电抗器分六节，每节电抗器电压为45KV，每节电流为1.5A，每节电感量为90H。

验证：

1)400mm2/110KV电缆，长度0.5公里的交流耐压试验，试验时间60min，最高试验电压128kv，试验频率30～300Hz。最大等效电容量为0.078uF。使用六台电抗器三串二并其电抗器额定电感量为135H，额定电压为135kv，额定电流为3A。

试验频率：f=1/2π√LC = 49.1Hz

试验电流I=ωCXU试=2×3.14×49.1×0.078×128×10-3=3A

※使用6台电抗器三串二并，满足400mm2/110KV电缆，长度0.5公里的交流耐压试验。

2) 500mm2/35KV电缆，长度1.5公里的交流耐压试验，试验时间60min，最高试验电压52kv，试验频率30～300Hz。最大等效电容量为0.348uF。使用六台电抗器二串三并其电抗器额定电感量为60H，额定电压为90kv，额定电流为4.5A。

试验频率：f=1/2π√LC = 34.8Hz

试验电流I=ωCXU试=2×3.14×34.8×0.348×52×10-3=3.96A

※使用6台电抗器二串三并，满足500mm2/35KV电缆，长度1.5公里的交流耐压试验。

3) 500mm2/10KV电缆，长度3公里的交流耐压试验，试验时间5min，最高试验电压22kv，试验频率30～300Hz。最大等效电容量为1.314uF。使用六台电抗器并联其电抗器额定电感量为15H，额定电压为45kv，额定电流为9A。

试验频率：f=1/2π√LC =35.8Hz

试验电流I=ωCXU试=2×3.14×35.8×1.314×22×10-3=6.5A

※使用6台电抗器并联，满足500mm2/10KV电缆，长度3公里的交流耐压试验。

6．4励磁变压器的配置

6．4．1．做400mm2/110KV电缆的交流耐压试验电压128kV。因品质因数Q值在额定负载下不小于30，所以，励磁变压器容量15kVA。

6．4．2．配置的励磁变压器规格为15kVA/2.5kV/5kV/10kV。

6．5 调频电源的配置：

6．5．1．调频电源的容量等于或大于励磁变压器的容量取15kVA。

6．5．2．配置的调频电源的规格为15kVA。

6．6 电容分压器的配置
4．6．1．因400mm²/110KV电缆的交流耐压试验电压128kV，所以，电容分压器电压为130kV、电容量为1000PF。
4．6．2．配置1台的电容分压器规格为130kv/0.001uF。

7、装置各部件说明
7．1 系统参数：
7．1．1．仪器输入电压：220V±10%   50Hz；
功率输入电压： 380V ±10%   50Hz；
7．1．2．额定输出电压调节范围：0 ~130kV；
7．1．3．最大试验容量：405kVA；
7．1．4．谐振电压波形：正弦波、畸变率：≤0.5%；
7．1．5．输出电压不稳定度：≤0.5%；
7．1．6．输出频率范围：25～320Hz；
7．1．7．频率调节分辨率：0.01Hz；
7．1．8．品质因数Q值：额定负载下不小于25；
7．1．9．绝缘水平：1.2倍额定电压耐压1min；
7．1．10．额定电流下连续运行时间：断续运行时间60 min；
7．1．11．电压测量精度：1级；
7．1．12．噪   声：≤45dB；
7．1．13．该装置配备以下保护功能：
设备有手动试验、自动调谐及自动试验；
过电压保护、过电流保护、放电保护、断电保护、零启动保护。
试验数据大屏幕显示、中文菜单、可打印输出、打印机为嵌入式。
7．2 调频电源：
7．2．1．额定输出容量：15kVA；
7．2．2．仪器电源：220V±10% 50Hz；
功率电源：380V ±10% 50Hz；
7．2．3．额定输入电流：39.5A；
7．2．4．额定输出电压：0-400V可调、单相、输出电压不稳定度0.05%；
7．2．5．额定输出电流：37.5A；
7．2．6．频率调节范围：25～320Hz；
7．2．7．额定容量下连续运行60min最高温升≤60K；
7．2．8．显示以下参数：
a．经变频输出的频率、电压、电流；
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；
e．具有全电压输出保护，在调压过程中，一旦调压失控，调频电源立即闭锁；
7．2．9．可实现以下操作：
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；
b．带有设置电压、设置时间，电压自动上升到设置值而停止并自动计时；
c．带有各种保护功能的整定按钮，可在面板上对各种保护值进行整定；
d．带有手动试验功能和自动试验功能；
e．带有试验数据打印功能。
7．3 励磁变压器（1）
7．3．1．结构形式：单相干式；
7．3．2．输入电压：400V；
7．3．3．输出电压：2.5kV/5kV/10kV；
7．3．4．额定容量：15kVA；
7．3．5．额定输出电流：6A/3A/1.5A；
7．3．6．工作频率：30～300Hz；
7．3．7．温升额定容量下运行60min线圈对空气的温升不大于60K；
7．4 单台高压电抗器
7．4．1．结构形式：干式、环氧浇铸；
7．4．2．额定容量：67.5kVA；
7．4．3．额定电流：1.5A；
7．4．4．额电电压：45kV；
7．4．5．额定电感量：90H；
7．4．6．工作频率：30～300Hz；
7．4．7．温升：额定电流下运行60min电抗器对空气的温升不大于60K；
7．5电容分压器
7．5．1．额定电压130kV；
7．5．2．高压本体1节，每节额定电压130kV/0.001uF；
7．5．3．低压臂电容采用高压本体相同的材料，温度系数小，介质低；