技術(shù)天地
串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)分析
發(fā)布日期：2020-05-15 點(diǎn)擊：1162次
隨著電力系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)的革新與發(fā)展，交聯(lián)聚乙烯電力電纜(XLPE)在很多領(lǐng)域逐漸取代油浸紙絕緣電纜得到廣泛應(yīng)用，為檢驗(yàn)投運(yùn)前電纜的敷設(shè)和安裝質(zhì)量和投運(yùn)后電纜的絕緣強(qiáng)度，都應(yīng)對電纜進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。計(jì)控廠電力試驗(yàn)車間負(fù)責(zé)本鋼各級廠礦變電所、配電站的各種高壓設(shè)備的絕緣檢測和保護(hù)試驗(yàn)。多年來一直采用直流耐壓手段對交聯(lián)電纜進(jìn)行絕緣強(qiáng)度的考核，直流耐壓對于 XLPE 電纜可產(chǎn)生絕緣破壞的積累效應(yīng)，從而加速電纜絕緣的老化、劣化，增加電纜接地、短路的故障率，威脅系統(tǒng)運(yùn)行安全。實(shí)踐證明，只有對電纜進(jìn)行交流耐壓，才能有效減少對絕緣的破壞程度，提高電纜運(yùn)行壽命。近年來，經(jīng)過短暫應(yīng)用的超低頻 0． 1HZ 耐壓試驗(yàn)就其等效性還有待進(jìn)一步研究，并且由于試驗(yàn)設(shè)備容量所限只能用于 10KV 及以下電纜的耐壓試驗(yàn)。 早期檢測電纜絕緣強(qiáng)度和絕緣狀況的技術(shù)手段通常采用直流耐壓手段，該項(xiàng)技術(shù)雖然具有試驗(yàn)容量低、試驗(yàn)效果直觀等優(yōu)點(diǎn)，但其試驗(yàn)機(jī)理不是模擬高壓電氣設(shè)備運(yùn)行狀況，并且對電纜造成潛在的運(yùn)行危害，對于交聯(lián)聚乙烯電力電纜(XLPE)采用直流耐壓技術(shù)所存在的弊端主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
(1)由于直流電壓施加于電纜絕緣上時所形成的電場分布與交流電場不同，所以直流耐壓試驗(yàn)不能真實(shí)反映被試電纜在運(yùn)行狀態(tài)下的過電壓能力。
(2)研究表明，基于 XLPE 電纜結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，其具有存積單極性殘余電荷的能力，在直流電場作用后，存積的殘余電荷若不能有效的釋放掉，投運(yùn)后疊加在直流殘余電荷上的交流電壓峰值可能致使電纜發(fā)生擊穿。
(3)在對 XLPE 電纜進(jìn)行直流耐壓試驗(yàn)時，由于空間電荷效應(yīng)的作用，施加于被試電纜絕緣上的電場強(qiáng)度可比電纜絕緣工作電場強(qiáng)度高十幾倍，即便通過了直流耐壓試驗(yàn)，被試電纜的絕緣也將受到嚴(yán)重的損傷。
(4)XLPE 電纜致命的一個弱點(diǎn)使絕緣內(nèi)易產(chǎn)生水樹枝，一旦產(chǎn)生水樹枝，在直流電壓下會迅速轉(zhuǎn)變?yōu)殡姌渲?，并形成放電，加速了絕緣劣化，以致于運(yùn)行后在工頻電壓作用下形成擊穿。
串聯(lián)諧振基本原理
變頻串聯(lián)諧振的等效性經(jīng)國內(nèi)外研究已經(jīng)得到了普遍的認(rèn)可，并得到了廣泛的推廣應(yīng)用。變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)方法是通過合理配置試驗(yàn)回路中的電容器、電抗器，并改變試驗(yàn)系統(tǒng)的試驗(yàn)頻率(范圍30 － 300HZ)，人為造成試驗(yàn)回路諧振，使試品上的電流大部分為容性電流與感性電流相減后電流，試品消耗的功率僅接近電源有功功率，從而有效降低
試驗(yàn)電源容量，試驗(yàn)設(shè)備重量大大減輕。
串聯(lián)諧振電源在電力系統(tǒng)應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)
變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置具有如下優(yōu)點(diǎn)(特點(diǎn)):
(1)所需的試驗(yàn)電源的容量較小。依據(jù)串聯(lián)諧振原理，被試品上的試驗(yàn)電壓為電源電壓的 Q 倍(Q為品質(zhì)因數(shù)，一般大于 30)，即品質(zhì)因數(shù) Q 越高，所需試驗(yàn)電源的容量越小。
(2)成套設(shè)備靈活、輕便。由于試驗(yàn)裝置的諧振電抗器可以根據(jù)需要采用串并聯(lián)方式使用，單體設(shè)備可以做的輕便靈活，單體重量可以大大減輕，適合于流動現(xiàn)場的使用。
(3)輸出電壓的波形良好。由于諧振電抗器 L與被試品 Cx 構(gòu)成的高壓諧振回路是一個良好的濾波回路，因此，被試品 Cx 上獲得的電壓波形為良好的正弦波。
(4)對被試品的破壞作用小。當(dāng)被試品的絕緣薄弱部位被擊穿時，諧振回路將失去諧振條件，高壓回路和低壓回路的電流會快速減小，可防止大的短路電流對擊穿點(diǎn)的過分燒蝕，使被試品受到的損傷降到最低。
(5)防止恢復(fù)過電壓的產(chǎn)生，試品發(fā)生擊穿時，因處于諧振狀態(tài)，高電壓隨即消失，電弧瞬間熄滅，由于恢復(fù)電壓的再建立過程很長，從而防止任何恢復(fù)過電壓。
由于諧振電路具有良好的選擇性，在通信與電子技術(shù)中得到了廣泛的應(yīng)用。比如，串聯(lián)諧振時電感電壓或電容電壓大于激勵電壓的現(xiàn)象，在無線電通信技術(shù)領(lǐng)域獲得了有效的應(yīng)用，例如當(dāng)無線電廣播或電視接收機(jī)調(diào)諧在某個頻率或頻帶上時，就可使該頻率或頻帶內(nèi)的信號特別增強(qiáng)，而把其他頻率或頻帶內(nèi)的信號濾去，這種性能即稱為諧振電路的選擇性。所以研究串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置有重要的意義，下面就以華天電力BPXZ串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置為例來分析耐壓試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)。
串聯(lián)諧振耐壓實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)分析
1.1.1 電源
1. 380V的市電,詳細(xì)接法請務(wù)必按照。
2. 4.4.0勵磁變壓器接法的說明中連接!
1.1.2 操作面板說明
1. 電源開關(guān)：負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)部分的電源供給。
2. 電源指示：總電源上電指示，空氣開關(guān)合上時點(diǎn)亮。
3. 復(fù)位：負(fù)載失諧、變頻源過熱以及其它保護(hù)動作后的故障復(fù)位。
4. 停止：發(fā)生緊急情況的應(yīng)急中斷按鍵。
5. 信號：用于接入分壓器低壓臂，最大電壓 100V，輸入阻抗 10M。
6. 接地：用于系統(tǒng)安全接地。
7. 液晶顯示器：用于系統(tǒng)各參數(shù)、波形、菜單等的顯示。
8. 輸入：電源接入。10KW 以下通過中間變壓器接入，10KW 以上直接在 380V
電源電源的兩根火線上接入。
9. 輸出：調(diào)頻電源輸出至勵磁變壓器輸入。
10. 大容量控制臺的輸入輸出的接線柱在箱體背面的下部分。
1.1.3 接通電源：
操作箱在上電后啟動“電源開關(guān)”,“電源指示”燈亮，液晶點(diǎn)亮顯示。注意：儀器兩側(cè)開孔處的風(fēng)扇在運(yùn)行則表示表示儀器內(nèi)部功率器件正常工作。否則表示儀器內(nèi)部過熱或上次試驗(yàn)時沒有復(fù)位。此時應(yīng)該切斷電源，將儀器置于通風(fēng)處靜置1小時左右，待內(nèi)部適當(dāng)降低溫度后再啟動電源。當(dāng)風(fēng)扇經(jīng)常性的不啟動時，建議立即與廠家聯(lián)系。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)不可恢復(fù)性故障時，請不要自行拆卸儀器。
1.2.0 觸摸屏顯示器：調(diào)頻電源的控制屏幕為全觸摸屏，你只需要在屏幕上要操作的位置輕輕點(diǎn)擊，即可以進(jìn)行操作。
1.2.1 開機(jī)后，液晶的顯示界面如圖 2 所示。
1. 自動、手動：選擇試驗(yàn)?zāi)Ｊ剑?/span>
2. 設(shè)置：各種試驗(yàn)參數(shù)的設(shè)置；
3. 資料：查看和輸出試驗(yàn)記錄；
4. 時間：設(shè)置試驗(yàn)時間；
1.2.2 試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置：在每次試驗(yàn)前必須正確設(shè)置當(dāng)次試驗(yàn)是的各種參數(shù)！點(diǎn)擊“設(shè)置”后，液晶的顯示界面如圖 3。
試驗(yàn)頻率：選擇自動調(diào)諧時的頻率區(qū)間，自動調(diào)諧時在此區(qū)間內(nèi)掃頻。
1.下限頻率最高為 100HZ，上限頻率最低為 150HZ。
2.當(dāng)?shù)谝淮卧囼?yàn)時建議采用 30HZ～300HZ 進(jìn)行掃描。
3.當(dāng)已經(jīng)知道大概頻率范圍時，可以選定在適當(dāng)?shù)念l率段掃描，以減少試驗(yàn)時間。
輸出電壓：設(shè)置調(diào)諧時輸出電壓的初此值。
1. 對 Q 值較低的試品如發(fā)電機(jī)、電動機(jī)，初此值設(shè)定為 30～40V；
2. 對 Q 值較高的試品如電力電纜、變壓器、GIS 等，初此值設(shè)定為 10～15V。試驗(yàn)電壓：設(shè)置試驗(yàn)電壓的最高值。
我們的電壓跟蹤系統(tǒng)具備自動校核較大電壓波動的功能，但電網(wǎng)電壓的波動幅度較小，由此而引起的高壓電壓的波動也在儀器的捕捉范圍內(nèi)，因此，我們強(qiáng)烈建議你在設(shè)置試驗(yàn)電壓時，將“試驗(yàn)電壓”的數(shù)值設(shè)定為比要施加的試驗(yàn)電壓低 5％Ue。
報警電壓：設(shè)置試驗(yàn)電壓的極限值，電壓超過時自動終止試驗(yàn)。一般比試驗(yàn)電壓高 10%。
報警電流：設(shè)置輸出電流的最高值。在不知道實(shí)際試驗(yàn)電流的情況下，一般將其設(shè)置成裝置額定電流的 2/3。
運(yùn)行時間：設(shè)置試驗(yàn)電壓的加壓時間。00:01 指試驗(yàn)時間為 1 分鐘，其余的依此類推。
電壓比：用于設(shè)置分壓器的分壓比。一般在出廠時已經(jīng)設(shè)置完畢，現(xiàn)場試驗(yàn)時不能調(diào)整，以免計(jì)量的電壓不對。之所以在界面上保存此項(xiàng)，是用于在一定的時候效驗(yàn)分壓器。
確認(rèn)：移動需要設(shè)置的位置。當(dāng)設(shè)置完某一參數(shù)后，點(diǎn)擊“設(shè)置”自動保存該參數(shù)并進(jìn)入下以設(shè)置項(xiàng)。
1～0：數(shù)字鍵：選擇需要設(shè)置的數(shù)值。
020.00 位置：按數(shù)字時顯示需要值。
退格：改變設(shè)置位數(shù)。
返回：設(shè)置完成后返回到圖 2 界面。
點(diǎn)擊“返回”后，保存所有設(shè)置了的參數(shù)，進(jìn)入到試驗(yàn)界面。
注意：因?yàn)槟闶堑谝淮问褂梦覀兊脑O(shè)備，建議在進(jìn)行試驗(yàn)操作前仔細(xì)檢查你的當(dāng)次設(shè)置是否符合試驗(yàn)要求。具體做法就是在試驗(yàn)前你再次點(diǎn)擊“設(shè)置”，進(jìn)入圖 3 界面，依次檢查每一項(xiàng)參數(shù)，確認(rèn)與試驗(yàn)要求符合后再點(diǎn)擊“返回”進(jìn)入待試驗(yàn)的圖 2 界面。
1.3 勵磁變壓器：
1. A1、A2 等高壓端的電壓值是根據(jù)用戶試品對象特殊設(shè)計(jì)的，不能接錯。
2. 一般在對試驗(yàn)電壓低、電流大的試品試驗(yàn)時接較低電壓端，反之接較高電壓端。
3.用于發(fā)電機(jī)、電動機(jī)耐壓的諧振裝置的勵磁變壓器的輸出電壓較高，在使用時請盡可能將連接線與其他物體隔離。
4. 勵磁變壓器的接地端是保證隔離效果和安全的重要端口，必須可靠接地。
1.4 電容器分壓器：
1.我們提供的電容器分壓器是保證在不帶任何試品的情況下，可以自升壓的必備件，主要用于檢查裝置和效驗(yàn)分壓器。
2.電容分壓器的額定電容量通常與所有電抗器串聯(lián)時的電抗值匹配，所以在沒有特殊說明的情況下，對裝置自升壓時請將所有電抗器串聯(lián)連接。
湖北四方國瑞電力控股有限公司是國內(nèi)專業(yè)的電力承裝(修、試)資質(zhì)及電力承試設(shè)備，串聯(lián)諧振裝置研發(fā)生產(chǎn)企，專業(yè)針對不同電壓等級的試驗(yàn)需求，定制不同配置的電氣試驗(yàn)產(chǎn)品。四方國瑞電力24小時為您服務(wù)：027-61903638。
