概述便攜式電纜耐壓試驗裝置儀器的原理及主要特點

一 儀器原理概述

 目前在和國內已有越來越多的XLPE交聯聚乙烯絕緣的電力電纜替代原有的充油油紙絕緣的電力電纜。但在交聯電纜投運前的試驗手段上由于被試容量大和試驗設備的原因，仍沿襲使用直流耐壓的試驗方法。近年來、國內的很多研究機構的研究成果表明直流試驗對XLPE交聯聚乙烯電纜有不同程度的損害。有的研究觀點認為XLPE結構具有存儲積累單極性殘余電荷的能力，當在直流試驗后，如不能有效的釋放掉直流殘余電荷，投運后在直流殘余電荷加上交流電壓峰值將可能致使電纜發生擊穿。國內一些研究機構認為，交聯聚乙烯電纜的直流耐壓試驗中，由于空間電荷效應，絕緣中的實際電場強度可比電纜絕緣的工作電場強度高達11倍。交聯聚乙烯絕緣電纜即使通過了直流試驗不發生擊穿，也會引起絕緣的嚴重損傷。其次，由于施加的直流電壓場強分布與運行的交流電壓場強分布不同。直流試驗也不能真實模擬運行狀態下電纜承受的過電壓，并有效的發現電纜及電纜接頭本身和施工工藝上的缺陷。因此，使用非直流的方法對交聯電纜進行耐壓試驗就越來越受到人們的重視。

 同時，各種大型變壓器的交流耐壓試驗，火力及水力發電機的交流耐壓實驗也定期進行。這些設備的試驗要求的試驗設備容量大，通常情況下采用諧振的辦法進行試驗，但必須是在工頻條件下或等效工頻條件下進行。等效工頻條件一般采用45-65Hz的頻率范圍，但很多試驗單位要求50Hz試驗電源對這類設備進行交流耐壓試驗。

 本公司的 BPXZ－HT系列變頻諧振試驗裝置主要用于10kV、35kV的交聯橡塑電力電纜，66kV、110kV組合電器（GIS）的變頻交流耐壓試驗，還可通過相應的設計擴展成發電機或電力變壓器等的工頻交流耐壓試驗。其基本原理是采用可調節頻率（30～300Hz）串聯諧振試驗設備與被試品電容諧振產生交流試驗電壓。由于電纜的電容量較大，采用傳統的工頻試驗變壓器很笨重、龐大、且大電流的工作電源現場不易取得，因此一般都采用串聯諧振交流耐壓試驗設備。其輸入電源的容量能顯著降低，重量減輕，便于使用和運輸。初期多采用調感式串聯諧振設備（50Hz），但存在自動化程度差、噪音大等缺點。因此現在大多采用變頻諧振，可以得到更高的品質因數（Q值），并具有自動調諧、多重保護、以及降低噪音、靈活的組合方式、單件重量輕等優點。本設備控制箱能產生30～300Hz（zui小分辨率0.1Hz）的交流電壓，具有全自動（自動調諧、自動升壓）、全手動（手動調諧、手動升壓）以及半自動（自動調諧、手動升壓及手動調諧、自動升壓）的多種功能，方便客戶針對現場實際情況選擇使用，具有地線未接、過流、過壓、失諧（閃絡）、參數設置錯誤等多重保護并自帶報警功能或外接報警燈。本設備具有打印、存儲等功能，使用本公司*的通用平臺技術，大的液晶顯示，友好的人機操作界面。具備國內的智能式掃頻方式，直接快速。

二  主要特點說明

2.1.1.調頻及功率元件使用的德國進口的IPM元器件；

2.1.2.充分利用公司現有資源，*獨立自主開發和設計及生產該設備的所有組成部分：變頻電源、勵磁變壓器、高壓電抗器、電容補償器和高精度電容分壓器；

2.1.3.具備全自動（自動調諧、自動升壓）、全手動（手動調諧、手動升壓）以及半自動（自動調諧、手動升壓及手動調諧、自動升壓）的多種功能，可任意切換使用；上電后面板上的背光LCD顯示器開始工作；

2.1.4.具備試驗電壓、加壓時間、電流整定、電壓整定、起始頻率及掃頻方向、電感量等參數的設置，可以直接在試驗中計算得到被試品的電容量；

2.1.5.具備放電保護功能，在試品發生閃絡時，或其他原因造成的諧振回路突然失諧，變頻控制電源立即自動快速切斷輸出，并顯示保護類型和閃落電壓值；

2.1.6. 測量顯示輸出電壓、輸出頻率及加壓時間、電容量等相關信息，并可顯示輸出的變頻電源波形及其1、3、5、7次諧波量；

2.1.7.大液晶全中文界面平臺技術，人性化的人機界面，操作簡單，測量迅速；

2.2.0. ★技術特點要點歸納：

2.2.1. *數字、功率技術：

 功率器件采用國外推出的集驅動、保護和功率變換為一體的智能功率模塊（IPM），極大的提高了整機的可靠性，減少了體積和重量。*芯片組合：采用雙DSP系統+16位波形發生器；SPWM波形由的16位波形發生器產生，穩態工作時不占用DSP資源，增加了系統的可靠性；數據的采集和控制由一個的DSP系統完成，大大提高了儀器的可靠性和反應速度，顯示部分由另一個DSP系統構建的平臺完成，具有外擴的大容量FLASH存儲器，可以存儲大量數據，友好的人機對話界面和大量的幫助信息且不占用底層DSP的資源。

2.2.2. 完備的保護功能：

★過電壓保護：保護值可設置，動作時間小于1毫秒；

★雙重過電流過熱保護：大功率器件自身保護和軟件保護相結合，動作時間小于10微秒；

★閃絡保護：動作時間小于1毫秒，并可記錄下閃絡電壓值；

★零位保護：零電壓啟動。

2.2.3. *的四種工作模式：

★手動試驗：手動尋找諧振點并手動升壓到所需電壓，按鍵后自動計時；

★自動試驗：根據設置自動尋找諧振點后自動升到設定電壓后自動計時；

★自動調諧手動升壓：根據設置自動尋找諧振點后，需手動升電壓到所需的電壓值，按“自動計時”鍵后自動計時；

★手動調諧自動升壓：手動尋找諧振點，根據設置自動升壓后自動計時。

2.2.4.友好的人機接口：

★的DSP顯示平臺，大容量的數據存儲器，大屏幕LCD顯示；

★豐富的幫助應用信息，幫助你現場接線、查各地規程以及解決現場遇到的小問題；

★旋紐式調壓調頻功能，符合常規操作，操作簡單、靈活；

★可*保存32次測試數據并能打印，存儲數據的編號可以是數字，還可以是字母；

★具有輸出波形顯示和諧波分析功能；

★掃頻起點可以在規定范圍內任意設定，掃頻方向可以向上向下任意選擇，方便用戶操作；

★對于那些需要在50Hz條件進行試驗的試品（比如發電機），我們采用了調頻調感技術，我們的電抗器電感值在范圍內可以分別連續可調，幫助菜單可以方便的為你計算出調節電抗器所需的氣隙值。

2.2.5.*的結構設計：

★控制箱（BPXZ-HT系列）進口的接插件，安全可靠、美觀精致；

★電抗器采用*的環氧澆注工藝，防潮防顛震；

★整體色彩和外型由專業的設計公司專門設計，美觀大方。