电缆串联谐振耐压设备

上海苏霍生产的电缆串联谐振也叫电缆耐压测试仪、电缆耐压设备主要适用范围 满足300mm2,10kV 电缆交流耐压试验，长度10km，电容≤3.7uF,试验频率30~300Hz,试验电压U≤22kV。 满足300mm2,35kV 电缆交流耐压试验，长度4km，电容≤0.76uF,试验频率30~300Hz,试验电压U≤52kV。 满足300mm2,110kV 电缆交流耐压试验，长度1km，电容≤0.139uF,试验频率30~300Hz,试验电压U≤128kV。 满足120MVA/110kV以下变压器交流耐压试验，电容≤0.02uF,试验频率45~65Hz,试验电压U≤160kV。 满足110kV开关，母线，GIS交流耐压试验，试验频率30~300Hz,试验电压U≤265kV。

我公司电缆串联谐振耐压设备主要功能及其技术特点：

1、装置具有过压、过流、零位启动、系统失谐（闪络）等保护功能，过压过流保护值可以根据用户需要整定，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。

2、整个装置单件重量很轻，便于现场使用。

3、装置具有三种工作模式：全自动模式、手动模式、自动调谐手动升压模式；方便用户根据现场情况灵活选择，提高试验速度。

4、能存储和异地打印数据，存入的数据编号是数字，方便用户识别和查找。

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DSP平台技术，可根据用户需要增减功能和升级，人机交换界面更为人性化。

7、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，在整个系统中，电源只需要提供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。

8、设备的重量和体积大大减少。串联谐振装置中，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大减少，一般为普通试验装置的1/10-1/30。

9、有效改善输出电压波形。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，有效防止了谐波峰值对试品的误击穿。

10、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，而用并联谐振或者试验变压器做耐压试验时，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。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。

11、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。

电缆串联谐振耐压设备主要技术参数

1. 额定容量：108kVA

2. 额定电压：27kV; 54kV；108kV

3. 额定电流：4A; 2A；1A

4. 测量精度：系统有效值1.5级

5. 工作频率：30-300Hz

6. 装置输出波形：正弦波

7. 品质因素：装置自身Q≥30(f=45Hz)

8. 波形畸变率：输出电压波形畸变率≤1%

9. 输入电源：单相220或三相380V电压，频率为50Hz

10. 工作时间：额定负载下允许连续60min；过压1.1倍1分钟

11. 温 升：额定负载下连续运行60min后温升≤65K

12. 保护功能：过压、过流、零位启动、系统失谐（闪络）等保护功能

13. 环境温度：－20℃-55℃

14. 相对湿度：≤90%RH

15. 海拔高度:≤3000米

装置容量验证

装置容量定为108kVA，分四节电抗器，电抗器单节为27kVA/27kV/1A/110H，

验证：1、10kV/300mm2电缆2km的交流耐压试验，电容≤0.751uF, 试验频率30-300Hz,试验电压22kV, 试验时间5min。

使用四节电抗器并联，L=110/4=27.5H

试验频率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√27.5×0.751×10-6)=35.02Hz

试验电流：I=2πfCU试 =2π×35.02×0.751×10-6×22×103=3.64A

3、35kV/300mm2电缆0.8km的交流耐压试验，电容量≤0.1556uF，试验频率30-300Hz，试验电压52kV，试验时间60min。

使用两节电抗器串联（互感系数1.15）两组并联，L=110×2×1.15/2=126.5H

试验频率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√126.5×0.1556×10-6)=35.87Hz

试验电流：I=2πfCU试 =2π×35.87×0.1556×10-6×52×103=1.82A

4、35kV/13500kVA主变的交流耐压试验，电容量≤0.02uF，试验频率45-65Hz，试验电压68kV,试验时间1min。

使用四节电抗器串联（互感系数1.25），L=110×4×1.25=550H

试验频率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√550×0.02×10-6)=47.99Hz

试验电流：I=2πfCU试 =2π×47.99×0.02×10-6×68×103=0.41A

串联谐振的产生

谐振是由R、L、C元件组成的电路在一定条件下发生的一种特殊现象。首先，我们来分析R、L、C串联电路发生谐振的条件和谐振时电路的特性。图1所示R、L、C串联电路，在正弦电压U作用下，其复阻抗：

　　式中电抗X＝XL—Xc是角频率ω的函数，X随ω变化的情况如图2所示。当ω从零开始向∞变化时，X从﹣∞向﹢∞变化，在ω＜ω0时、X＜0，电路为容性；在ω＞ω0时，X＞0，电路为感性；在ω＝ω0时

此时电路阻抗Z(ω0)＝R为纯电阻。电压和电流同相，我们将电路此时的工作状态称为谐振。由于这种谐振发生在R、L、C串联电路中，所以又称为串联谐振。式1就是串联电路发生谐振的条件。由此式可求得谐振角频率ω0如下：

谐振频率为

由此可知，电缆耐压设备电路的谐振频率是由电路自身参数L、C决定的．与外部条件无关，故又称电路的固有频率。当电源频率一定时，可以调节电路参数L或C，使电路固有频率与电源频率一致而发生谐振；在电路参数一定时，可以改变电源频率使之与电路固有频率一致而发生谐振。