該系列電纜耐壓設(shè)備主要針對(duì)220kV及以下變電站 次電氣設(shè)備交流耐壓試驗(yàn)設(shè)計(jì)制造?？砂匆?guī)程要求滿足變壓器、GIS系統(tǒng)、SF6開(kāi)關(guān)、電纜、套管等容性設(shè)備交流耐壓試驗(yàn)。既可滿足高電壓、小電流的設(shè)備試驗(yàn)條件要求，又可滿足低電壓、大電流的設(shè)備試驗(yàn)條件要求，具有較寬的適用范圍，是地、市、縣級(jí)高壓試驗(yàn)部門及電力承裝、修試工程單位理想的耐壓設(shè)備。

電纜交流耐壓設(shè)備--試驗(yàn)主要由變頻控制電源、激勵(lì)變壓器、電抗器、電容分壓器組成。其中變頻控制電源采用進(jìn)口的SPWM數(shù)字式波形發(fā)生芯片，頻率分辨率為16位，在 20～300Hz時(shí)頻率細(xì)度可達(dá)0.1Hz，同時(shí)采用了正交非同步固定式載波調(diào)制方式，確保在整個(gè)頻率區(qū)間內(nèi)輸出波形良好；功率部分采用了*的IPM模塊，確保儀器穩(wěn)定和安全。

電纜交流耐壓設(shè)備--試驗(yàn)產(chǎn)品特點(diǎn)：● 同電壓等級(jí)、同容量的電抗器其體積較小、重量較輕；在額定負(fù)載時(shí)溫升??；采用干式環(huán)氧澆注，機(jī)械強(qiáng)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(hù)功能強(qiáng)；輸出波形好；穩(wěn)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(xiàn)場(chǎng)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(shí)現(xiàn) 機(jī)多用，性價(jià)比高。

電纜耐壓設(shè)備的產(chǎn)生

諧振是由R、L、C元件組成的電路在一定條件下發(fā)生的一種特殊現(xiàn)象。首先，我們來(lái)分析R、L、C串聯(lián)電路發(fā)生諧振的條件和諧振時(shí)電路的特性。圖1所示R、L、C串聯(lián)電路，在正弦電壓U作用下，其復(fù)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(shù)，X隨ω變化的情況如圖2所示。當(dāng)ω從零開(kāi)始向∞變化時(shí)，X從﹣∞向﹢∞變化，在ω＜ω0時(shí)、X＜0，電路為容性；在ω＞ω0時(shí)，X＞0，電路為感性；在ω＝ω0時(shí)

圖1 圖2

此時(shí)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(shí)的工作狀態(tài)稱為諧振。由于這種諧振發(fā)生在R、L、C串聯(lián)電路中，所以又稱為串聯(lián)諧振。式1就是串聯(lián)電路發(fā)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(lián)電路的諧振頻率是由電路自身參數(shù)L、C決定的．與外部條件無(wú)關(guān)，故又稱電路的固有頻率。當(dāng)電源頻率一定時(shí)，可以調(diào)節(jié)電路參數(shù)L或C，使電路固有頻率與電源頻率一致而發(fā)生諧振；在電路參數(shù)一定時(shí)，可以改變電源頻率使之與電路固有頻率一致而發(fā)生諧振。

圖1 圖2

此時(shí)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(shí)的工作狀態(tài)稱為諧振。由于這種諧振發(fā)生在R、L、C串聯(lián)電路中，所以又稱為串聯(lián)諧振。式1就是串聯(lián)電路發(fā)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(lián)電路的諧振頻率是由電路自身參數(shù)L、C決定的．與外部條件無(wú)關(guān)，故又稱電路的固有頻率。當(dāng)電源頻率一定時(shí)，可以調(diào)節(jié)電路參數(shù)L或C，使電路固有頻率與電源頻率一致而發(fā)生諧振；在電路參數(shù)一定時(shí)，可以改變電源頻率使之與電路固有頻率一致而發(fā)生諧振。

二、品質(zhì)因數(shù)

串聯(lián)電路諧振時(shí)，其電抗X(ω0)＝0，所以電路的復(fù)阻抗

Zω0=R

呈現(xiàn)為一個(gè)純電阻，而且阻抗為最小值。諧振時(shí)，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(shí)的感抗或容抗為串聯(lián)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(gè)由電路參數(shù)L、C決定的量，與頻率無(wú)關(guān)。

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

Q=ρR=ω0LR=1ω0CR=1RLC

品質(zhì)因數(shù)又稱共振系數(shù)，有時(shí)簡(jiǎn)稱為Q值。它是由電路參數(shù)R、L、C共同決定的一個(gè)無(wú)量綱的量。

三、電纜耐壓設(shè)備時(shí)的電壓關(guān)系

諧振時(shí)各元件的電壓分別為

URO=RIO=US

ULO=jω0LIO=jω0LUsR=jQUs

UCO=j1ω0CIo=-j1ω0CUSR=-jQUS

即諧振時(shí)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(shí)，電感電壓和電容電壓的數(shù)值都將遠(yuǎn)大于外施電壓的值，所以串聯(lián)諧振又稱電壓諧振。

常見(jiàn)的試品如變壓器、GIS系統(tǒng)、SF6斷路器、電流互感器、電力電纜、套管等均為容性，系統(tǒng)配備的電抗器為感性，試驗(yàn)時(shí)先通過(guò)調(diào)節(jié)變頻電源的輸出頻率使回路發(fā)生串聯(lián)諧振，再在回路諧振的條件下調(diào)節(jié)變頻電源輸出電壓使試品電壓達(dá)到試驗(yàn)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(chǎn)生較高的試驗(yàn)電壓。

在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)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(yàn)電壓，Q為系統(tǒng)串聯(lián)諧振的品質(zhì)因數(shù)， U激為激勵(lì)變壓器輸出電壓。

例如：假設(shè)系統(tǒng)串聯(lián)諧振的品質(zhì)因數(shù)Q為30，激勵(lì)變壓器選擇16kV的抽頭，激勵(lì)變壓器額定輸入電壓為400V，如果激勵(lì)變壓器輸入電壓為100V時(shí)，高壓電壓計(jì)算步驟如下：

①計(jì)算激勵(lì)變壓器變比

激勵(lì)變壓器變比N=激勵(lì)變壓器所選抽頭電壓/輸入額定電壓

即：N=16kV/400V=16000/400=40

②計(jì)算激勵(lì)變壓器輸出電壓

激勵(lì)變壓器輸出電壓=激勵(lì)變壓器輸入電壓*激勵(lì)變壓器變比

即：U激=100V*40=4kV

③計(jì)算高壓諧振試驗(yàn)電壓

高壓諧振試驗(yàn)電壓=激勵(lì)變壓器輸出電壓*系統(tǒng)品質(zhì)因數(shù)

技術(shù)參數(shù)：

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(diào)節(jié)范圍：0 ~108kv；

6．1．3．大試驗(yàn)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(wěn)定度：≤0.5%；

6．1．6．輸出頻率范圍：30～300Hz；

6．1．7．頻率調(diào)節(jié)分辨率：0.01Hz；

6．1．8．品質(zhì)因數(shù)Q值：額定負(fù)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(xù)運(yùn)行時(shí)間：斷續(xù)運(yùn)行時(shí)間60 min；

6．1．11．電壓測(cè)量精度：1級(jí)；

6．1．12．噪  聲：≤45dB；

6．1．13．該裝置配備以下保護(hù)功能：

         設(shè)備有手動(dòng)試驗(yàn)、自動(dòng)調(diào)諧及自動(dòng)試驗(yàn)；

過(guò)電壓保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)、放電保護(hù)、斷電保護(hù)、零啟動(dòng)保護(hù)。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)大屏幕顯示、中文菜單、可打印輸出、打印機(jī)為嵌入式。