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1、HVFRF-54/272型1035kV橡塑电缆交流耐压成套装置引言： 随着我国的电力事业的迅速发展,尤其是在城网改造中,用交联聚乙烯电缆(以下简称:“交联电缆”)代替架空线路已成为一种趋势,高电压的电力交联电缆使用的数量越来越多。为了检验和保证交联电缆的安装质量,在送电投运前,对交联电缆进行现场交流耐压试验十分必要。过去由于受试验设备的限制,在现场对交联电缆进行交流耐压试验比较困难,一般采用直流耐压试验来代替。存在两个缺点: 1)直流电压对交联聚乙烯绝缘,有积累效应,即“记忆性”。一旦电缆有了由于直流试验而引起的“记忆性”,它就需要很长时间来释放尽残留在电缆中直流电荷。而当该电缆投入运行时,直
2、流电荷便会叠加在交流电压峰值上,产生“和电压”,远超过电缆的额定电压,使绝缘加速老化,缩短使用寿命。 2)直流电压分布与实际运行的交流电压不同,直流电场分布受电阻率影响,而交流下电场分布与电阻率和介电系数都有关。因此直流耐压试验并不能象交流耐压一样可以准确地反映电缆的机械损伤等明显缺陷,直流试验合格的电缆,投入运行后,在正常工作电压作用下,也会发生绝缘故障。由此可见,对于交联电缆采用传统的直流耐压试验是不可取的,应予淘汰。近年来,国内外许多专家都建议现场对交联电缆进行交流耐压试验来代替直流电压试验。由于电力电缆对地电容量很大,在现场采用50Hz工频进行交流耐压试验条件难以具备,但采用调频电源进
3、行交流耐压试验,条件是基本具备的。根据GB11017-891及IEC840,现场绝缘耐压试验中使用的交流电压频率,可采用30300Hz。试验设备及试验遵循标准GB50150-2006 电气装置安装工程电气设备交接试验标准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HVFRF-54/272型调频串联谐振成套装置适用范围满足试品：500m 35kV（300mm2）交联电缆的交流耐压试验；1000m 10kV（300mm2）交联电缆的交流耐压试验。调频串联谐振系统工作原理HVFRF型系列自动调频串联谐振试验系统于2005年通过英国NQA公司ISO9001
4、国际质量体系认证。 该装置由变频控制箱、励磁变压器、补偿电抗器、补偿电容器和测量系统组成。利用电抗器和试品电容串联组成LC谐振回路，通过调节输出频率，找到谐振点，在被试品上获得较高的试验电压。它是用小容量低电压的电源获得高电压大容量的输出，是当前高压试验的一种新方法，已得到广泛的应用。 1、定义：由R、L、C组成的串联回路，在正弦信号的激励下， 当电压U的向量与电流I的向量同相时，回路发生谐振。2、发生谐振的条件： ImZ(j)=0 Z(jw)=r+j(L-1/ C) 即： L-1/ C03、回路发生谐振时的电源频率成为 电路的谐振频率f0 0=1/LCf0=0/2 1/2LC 串联谐振工作原
5、理图4、回路阻抗 Z(j0)=r+j(0L-1/ 0C) r 此时回路阻抗达到最小5、谐振回路电流：I=U/Z (j0 )=U/r 此时回路电流达到最大6、试品电压：Uc=IXc Uc即试验电压7、品质因数：8、电源电压被升高Q倍即： 9、电源输入功率 10、输入电源容量降低到试验所需容量的1/Q倍11、其他特点：放电时试品破坏小； 回路无过电压； 恢复时间短； 输出波形好；设备轻便，电源容量小，使用安全。 变频电源控制箱面板图 调频串联谐振成套装置各单元介绍一、 变频电源控制箱HVFRF-10型变频控制箱工作原理 变频控制箱是整套装置的核心部件，其主要作用是为整套装置提供电源，应用脉冲宽度调
6、制PWM方式，工作稳定，效率高；它是把频率和幅值不可调节的工频交流电压转换成频率和幅值连续可调的电压，以达到回路频率可变、电压可调的目的。输出电压的调节和变频器的逆变均采用先进、可靠的绝缘栅场效应IGBT开关管。SPWM脉冲与正弦波完全同步，波形稳定，频率稳定，温漂极小。 HVFRF-10型变频控制箱功能及特点1、变频电源主控器显示选用320240点阵LCD显示屏（带背光），分辨率高，字体清晰。在室内外强弱光线下均能一目了然。2、试验数据可屏存，并可任意调阅，有计算机接口，可外接打印机打印。选用进口机箱和不锈钢面板，按键与面板一体，外形美观。3、三种操作方式自动调谐自动升压； 手动调谐手动升压
7、 ； 自动调谐手动升压自动调谐使用最新快速跟踪法，寻找谐振频率点只需3040S左右，调谐完成后，锁定谐振频率。 手动调谐手动从25Hz300Hz找谐振点，即高压电压最高点 升压速度采用动态跟踪控制当高压接近已设定的试验电压时，自动调整升压速率，能有效防止电压过冲造成对试品的损伤。 机内设置试验时间定时器当试验电压升至设定值，自动启动计时，计时到设定值的前10S时声响提示，时间到即自动降压至“零”，并切断升压回路，同时提示区显示“试验结束”。 屏幕显示菜单中内置：“6kV、10kV、35kV电压等级电力电缆的试验电压”选择及“5min、10min、15min试验时间”选择，若选择不满足用户要求可
8、以在“自定义”区内自行输入需要的试验电压和试验时间1至99分钟 自动启动计时功能，自动降压并关闭高压回路。 本装置输出电压、初始合闸电压、试验电压波形等均符合GB/T16927-1997及GB1094-85的要求。具有体积小、重量轻、操作方便、高指标的特点，是一套非常理想的现场试验装置。4、完善的保护功能 设有零位、过流、过压、过热及高压闪络等多种保护，保护功能动作时屏幕上均为中文显示；装置在额定电压、电流工作下时发生高压闪络或击穿，不会损坏整套设备，装置可正常工作；若装置接线错误，高压自动闭锁，无法升压。 自动零位启动保护系统自动从零输出。 过压保护内置自动过压保护，可手动设置试验电压值，当
9、电压达到试验电压的1.1倍时自动切除整套装置。 过流保护内置自动电流保护，电流额定值1.1倍时自动切除整套装置。 高压闪烁保护具有放电或闪络保护功能，当在试验或升压中如有高压放电闪烁时，自动切除整套装置，且不会对试验设备和人身造成伤害，变频电源内部的电子元件不会损坏击穿。 综合保护当试验线联接有误或断线时保护。（如变频电源主控器、励磁变、电抗器、分压器等测量线）。 高压限制保护在设备输出电压已达到设定电压值时，升压系统自动锁定，避免误操作造成过压对试品的冲击。 过热保护功率器件温度80时保护 紧急制动保护点击显示屏上的紧急停机按钮可紧急切断输出。 其它 变频电源主控器配备有专用引线和插头与其他
10、设备进行连接，包括与电源的专用动力引线，与励磁变压器的低压引线，与分压器的专用测量引线，专用接地引线等。 变频电源主控器由调频控制器和滤波器等组成，结构为便携箱式外附铝合金包装箱，内部结构及其各元器件在经过正常的铁路、公路运输后相互位置不变，不损坏，紧固件不松动。变频电源主控器配有接地端子。接地线满足调频电源和操作人员安全的要求 HVFRF-10型变频控制箱主要技术参数 输入工作电源：220V10% 50Hz 额定容量：5kW 输出电压：0250V 输出频率：30300Hz 频率调节灵敏度：0.1Hz，不稳定度0.01Hz 系统测量精度：1.0级 电压调节：动态调节最小0.01% 允许运行时间
11、：最大输出电压和最大被试品电流下允许运行60min 噪音：小于50分贝 重量：21kg 外形尺寸：长420宽340高350（mm） 二、 励磁变压器：ZB5/0.6/0.9/1.8/2.7 励磁变压器为单相干式自冷，绝缘耐热等级H级，满足GB6450T干式电力变压器要求。高、低压绕组及铁芯间均设有静电屏蔽层，高低压绕组之间只有磁的联系，没有电的联系，既作为励磁变压器，又可作为隔离变压器；内置过压保护，防止击穿反击。励磁变压器有承受其总重量的搬运把手，提供高压绕组相互组合使用时的连接铜母线。变压器内部结构在经过正常的铁路、公路运输后相互位置不变，紧固件不松动。 主要技术参数 额定容量：5kVA
12、输入电压：250V 输出电压：0.6kV/0.9kV(10kV电缆试验用)1.8kV/2.7kV(35kV电缆试验用) 使用频率：30300Hz 绝缘水平：低压绕组对地2kV/1min；高压绕组工频1.1VH感应耐压/1min 阻抗电压：1 噪声水平：60dB 冷却方式：ONAN 额定容量下连续运行60min后温升：小于65 允许运行时间：额定输出电流下允许连续运行60min三、高压电抗器：HVDK27/27 （共2台）主要技术参数额定电压：27kV额定电流：1A额定容量：27kvar电感量：130H2；电感值非线性度1绝缘水平：24kV/1min工作频率范围：30300Hz品质因数：大于30
13、允许温升：在额定容量下试验60min，线圈温升65。允许运行时间：额定输出电流下允许运行时间60min单台重量：56kg 外形尺寸：280430mm高压电抗器可根据试品的参数进行不同的串并联组合。结构要求：电抗器采用干式结构。电抗器可单独或任意串联、并联使用，环氧树脂绝缘筒外壳，具有足够的电气、机械强度以及必要的散热能力。外壳上下盖板、上下法兰均采用不导磁材料制作，电抗器配备可靠的起吊专用设施。电抗器有承受其重量的专用起吊装置和运输时的固定设施。电抗器内部结构考虑在经过正常的铁路、公路运输后相互位置不变，紧固件不松动四、电容分压器：HV300/60 主要技术参数 额定电压：60kV 电容量：C1=300pF+5% 工作频率：30300Hz 绝缘水平：66kV/1min 结构：环氧筒外壳，C1和C2：选用温度系
