串聯(lián)諧振方案
串聯(lián)諧振成套設備介紹
發(fā)布日期：2020-08-02 點擊：3380次
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品可能與使用說明書有少許的差別。如果有改動的話，我們會用附頁
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串聯(lián)諧振成套設備介紹
警告！
由于輸入輸出端子、測試柱等均有可能帶電壓，您在插拔測試線、電源插座
時，會產(chǎn)生電火花，小心電擊，避免觸電危險，注意人身安全！
2
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本公司生產(chǎn)的產(chǎn)品，在發(fā)貨之日起三個月內(nèi)，如產(chǎn)品出現(xiàn)缺陷，
實行包換。一年（包括一年）內(nèi)如產(chǎn)品出現(xiàn)缺陷，實行免費維修。一
年以上如產(chǎn)品出現(xiàn)缺陷，實行有償終身維修。
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請閱讀下列安全注意事項，以免人身傷害，并防止本產(chǎn)品或與其
相連接的任何其它產(chǎn)品受到損壞。為了避免可能發(fā)生的危險，本產(chǎn)品
只可在規(guī)定的范圍內(nèi)使用。
只有合格的技術人員才可執(zhí)行維修
—防止火災或人身傷害！
使用適當?shù)碾娫淳€：只可使用本產(chǎn)品專用、并且符合本產(chǎn)品規(guī)格
的電源線。
正確地連接和斷開：當測試導線與帶電端子連接時，請勿隨意連
接或斷開測試導線。
產(chǎn)品接地：本產(chǎn)品除通過電源線接地導線接地外，產(chǎn)品外殼的接
地柱必須接地。為了防止電擊，接地導體必須與地面相連。在與本產(chǎn)
品輸入或輸出終端連接前，應確保本產(chǎn)品已正確接地。
注意所有終端的額定值：為了防止火災或電擊危險，請注意本產(chǎn)
品的所有額定值和標記。在對本產(chǎn)品進行連接之前，請閱讀本產(chǎn)品使
用說明書，以便進一步了解有關額定值的信息。
請勿在無儀器蓋板時操作：如蓋板或面板已卸下，請勿操作本產(chǎn)
品。
3
在有可疑的故障時，請勿操作：如懷疑本產(chǎn)品有損壞，請本公司
維修人員進行檢查，切勿繼續(xù)操作。
請勿在潮濕環(huán)境下操作
請勿在易暴環(huán)境中操作
保持產(chǎn)品表面清潔和干燥
4
目 錄
第一章 產(chǎn)品概述........................................................................ 5
第二章 串聯(lián)諧振原理................................................................7
第三章 變頻串聯(lián)諧振試驗裝置應用......................................11
第四章 變頻電源詳細使用介紹..............................................15
第五章 上位機軟件操作方法..................................................30
第六章 常見故障排除..............................................................33
第七章 相關資料...................................................................... 36
附錄：技術方案........................................................................ 41
5
第一章 產(chǎn)品概述
該裝置主要針對交聯(lián)電纜、水力發(fā)電機、主變、母線、GIS 等的
交流耐壓試驗，具有較寬的適用范圍，是地、市、縣級高壓試驗部門
及電力安裝、修試工程單位理想的耐壓設備。
該裝置主要由變頻控制電源、激勵變壓器、電抗器、電容分壓器、
補償電容器（選配）組成。
串聯(lián)諧振在電力系統(tǒng)中應用的優(yōu)點：
1、所需電源容量大大減小。串聯(lián)諧振電源是利用諧振電抗器和
被試品電容諧振產(chǎn)生高電壓和大電流的，在整個系統(tǒng)中，電源只需要
提供系統(tǒng)中有功消耗的部分，因此，試驗所需的電源功率只有試驗容
量的 1/Q。
2、設備的重量和體積大大減少。串聯(lián)諧振電源中，不但省去了
笨重的大功率調(diào)壓裝置和普通的大功率工頻試驗變壓器，而且，諧振
勵磁電源只需試驗容量的 1/Q，使得系統(tǒng)重量和體積大大減少，一般
為普通試驗裝置的 1/10-1/30。
3、改善輸出電壓的波形。諧振電源是諧振式濾波電路，能改善
輸出電壓的波形畸變，獲得很好的正弦波形，有效的防止了諧波峰值
對試品的誤擊穿。
4、防止大的短路電流燒傷故障點。在串聯(lián)諧振狀態(tài)，當試品的
絕緣弱點被擊穿時，電路立即脫諧，回路電流迅速下降為正常試驗電
流的 1/Q。而并聯(lián)諧振或者試驗變壓器方式做耐壓試驗時，擊穿電流
立即上升幾十倍，兩者相比，短路電流與擊穿電流相差數(shù)百倍。所以，
6
串聯(lián)諧振能有效的找到絕緣弱點，又不存在大的短路電流燒傷故障點
的隱患。
5、不會出現(xiàn)任何恢復過電壓。試品發(fā)生擊穿時，因失去諧振條
件，高電壓也立即消失，電弧即刻熄滅，且恢復電壓的再建立過程很
長，很容易在再次達到閃絡電壓前斷開電源，這種電壓的恢復過程是
一種能量積累的間歇振蕩過程，其過程長，而且，不會出現(xiàn)任何恢復
過電壓。
變頻串聯(lián)諧振試驗裝置主要功能及其技術特點：
1、裝置具有過壓、過流、零位啟動、系統(tǒng)失諧（閃絡）等保護
功能，過壓過流保護值可以根據(jù)用戶需要整定，試品閃絡時閃絡保護
動作，以保護式品。
2、整個裝置單件重量很輕，便于現(xiàn)場使用。
3、裝置具有三種工作模式，方便用戶根據(jù)現(xiàn)場情況靈活選擇，
提高試驗速度。
工作模式為：全自動模式、手動模式、自動調(diào)諧手動升壓模式。
4、能存儲和異地打印數(shù)據(jù)，存入的數(shù)據(jù)編號是數(shù)字，方便的幫
助用戶識別和查找。
5、裝置自動掃頻時頻率起點可以在規(guī)定范圍內(nèi)任意設定，同時
液晶大屏幕顯示掃描曲線，方便使用者直觀了解是否找到諧振點。
6、采用了 DSP 平臺技術，可以方便的根據(jù)用戶需要增減功能和
升級，也使得人機交換界面更為人性化。
7
第二章 串聯(lián)諧振原理
本篇將和大家討論串聯(lián)諧振的原理，并分析串聯(lián)諧振現(xiàn)象的一些
特征，探索串聯(lián)諧振現(xiàn)象的一些基本規(guī)律，以便在應用中能更自如的
使用串聯(lián)諧振和分析在試驗過程中發(fā)生的一些現(xiàn)象。
一、串聯(lián)諧振的產(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，我們來分析 R、L、C 串聯(lián)電路發(fā)生諧振的條件和諧振時
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
復阻抗：
Z = R + j ωL ?
1
ωC = R + j XL ? 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ω從零開始向∞變化時，X 從﹣∞向﹢∞變化，在ω＜ω0
時、X＜0，電路為容性；在ω＞ω0時，X＞0，電路為感性；在ω＝
ω0時
圖 1 圖 2
Χ(ω0) = ω0L ?
1
ω0C = 0
（式 1）
8
此時電路阻抗 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 =
1
LC
諧振頻率為
f0 =
1
2π LC
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．與外部條件無關，故又稱電路的固有頻率。當電源頻率一定時，
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，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、串聯(lián)諧振的品質(zhì)因數(shù)
串聯(lián)電路諧振時，其電抗 X(ω0)＝0，所以電路的復阻抗
Z ω0 = R
呈現(xiàn)為一個純電阻，而且阻抗為最小值。諧振時，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 =
1
ω0C =
1
LC
? L =
L
C
ρ的單位為歐姆，它是一個由電路參數(shù) L、C 決定的量，與頻率
無關。
工程上常用特性阻抗與電阻的比值來表征諧振電路的性能，
9
并稱此比值為串聯(lián)電路的品質(zhì)因數(shù)，用 Q 表示，即
Q =
ρ
R = ω0L
R =
1
ω0CR =
1
R
L
C
品質(zhì)因數(shù)又稱共振系數(shù)，有時簡稱為 Q 值。它是由電路參數(shù) R、
L、C 共同決定的一個無量綱的量。
三、串聯(lián)諧振時的電壓關系
諧振時各元件的電壓分別為
URO
= RI
O
= US
ULO
= jω0LIO
= jω0L
U
s R = jQUs
UCO
= j
1
ω0C
o
=? j
1
ω0C
US
R =? jQUS
即諧振時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，電感電壓和電容電壓的數(shù)值
都將遠大于外施電壓的值，所以串聯(lián)諧振又稱電壓諧振。
常見的試品如變壓器、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，試驗時先通過
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到試驗值。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)生較高的試驗電壓。
在實際現(xiàn)場應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 試為高壓諧振試驗電壓，Q 為系統(tǒng)串聯(lián)諧振的品質(zhì)因數(shù)，
U 激為激勵變壓器輸出電壓。
10
例如：假設系統(tǒng)串聯(lián)諧振的品質(zhì)因數(shù) Q 為 30，激勵變壓器選擇
16kV 的抽頭，激勵變壓器額定輸入電壓為 400V，如果激勵變壓器輸
入電壓為 100V 時，高壓電壓計算步驟如下：
①計算激勵變壓器變比
激勵變壓器變比 N=激勵變壓器所選抽頭電壓/輸入額定電壓
即：N=16kV/400V=16000/400=40
②計算激勵變壓器輸出電壓
激勵變壓器輸出電壓=激勵變壓器輸入電壓*激勵變壓器變比
即：U 激=100V*40=4kV
③計算高壓諧振試驗電壓
高壓諧振試驗電壓=激勵變壓器輸出電壓*系統(tǒng)品質(zhì)因數(shù)
即：U 試=4kV*30=120kV
故系統(tǒng)最終的高壓諧振試驗電壓為 120kV。
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第三章 變頻串聯(lián)諧振試驗裝置應用
（一）變頻串聯(lián)諧振交流耐壓裝置接線示意圖
變頻串聯(lián)諧振試驗接線圖
變頻串聯(lián)諧振試驗接線圖（兩臺激勵變壓器）
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（二）交聯(lián)乙烯電纜的交流耐壓
電纜耐壓試驗接線圖
電纜耐壓試驗接線圖（兩臺激勵變壓器）
①變頻電源 ②激勵變壓器 ③電抗器 ④電抗器
⑤分壓器 ⑥試品電纜
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（三）變壓器等的交流耐壓試驗
變壓器耐壓試驗接線圖
變壓器耐壓試驗接線圖（兩臺激勵變壓器）
①變頻電源 ②激勵變壓器 ③電抗器 ④電抗器
⑤分壓器 ⑥補償電容(選配) ⑦試品變壓器
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（四）發(fā)電機等的交流耐壓試驗
發(fā)電機耐壓試驗接線圖
-- 發(fā)電機耐壓試驗接線圖（兩臺激勵變壓器）
①變頻電源 ②激勵變壓器 ③電抗器 ④電抗器
⑤分壓器 ⑥補償電容(選配) ⑦試品發(fā)電機
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第四章 變頻電源詳細使用介紹
4.1設備基本說明
4.1.1電源
? 將380V直接與變頻電源的“輸入”連接。
4.1.2操作面板說明
圖 1
? 電源開關：負責變頻電源部分的電源供給。
? 高壓指示：變頻電源啟動指示。
? 復位：負載失諧、變頻源過熱以及其它保護動作后的故障復
位。
? 急停：發(fā)生緊急情況的應急中斷按鍵。
? 分壓器信號：用于接入分壓器低壓臂，最大電壓 100V，輸入
阻抗 10M。
16
? 接地：用于系統(tǒng)安全接地。
? USB 接口:用于接入 U 盤查詢資料。
? 液晶顯示器：用于系統(tǒng)各參數(shù)、波形、菜單等的顯示。
? 輸入：電源接入,三相 380V±10%；當電源為 380V 時，接 A,B,C
三相,可做額定負載試驗。
? 輸出：變頻電源輸出至激勵變壓器輸入。
4.1.3接通電源
變頻電源操作箱在通電后合上“電源開關”，液晶屏點亮顯示。
注意：儀器兩側(cè)開孔處的風扇在運行則表示儀器內(nèi)部功率器件正
常工作，否則表示儀器內(nèi)部過熱或上次試驗時沒有復位。此時應該切
斷電源，將儀器置于通風處靜置1小時左右，待內(nèi)部適當降低溫度后
再啟動電源。
當風扇經(jīng)常性的不啟動時，建議立即與廠家聯(lián)系。
當設備出現(xiàn)不可恢復性故障時，請不要自行拆卸儀器。
4.2觸摸屏顯示器
變頻電源的控制屏幕為全觸摸屏，只需要在屏幕上要操作的位置
輕輕點擊，即可以進行操作。
4.2.1開機后，顯示界面如圖2所示。
17
圖2
4.2.2點擊“參數(shù)配置”后，顯示界面如圖3所示。
圖 3
? 起始頻率：選擇自動調(diào)諧時的啟動頻率，下限頻率為 20Hz，
上限頻率為 250Hz。為了保證掃描準確度“起始頻率”必須比“終止
頻率”小 50Hz。
? 終止頻率：選擇自動調(diào)諧時的結(jié)束頻率，下限頻率為 70Hz，
18
上限頻率為 300Hz。為了保證掃描準確度“終止頻率”必須比“起始
頻率”大 50Hz。
1.設置“起始頻率”不可高于“終止頻率”-50Hz。
2.當?shù)谝淮卧囼灂r建議采用 20Hz～300Hz 進行掃描。
3.當已經(jīng)知道大概頻率范圍時，可以選定在適當?shù)念l率段掃描，
以減少試驗時間。
? 起始電壓：調(diào)諧時輸出電壓的初始值。輸入范圍為 5-100V。
1.對 Q 值較低的試品如發(fā)電機、電動機、架空母線，初始值設定
為 20～30V；
2.對 Q 值較高的試品如電力電纜、變壓器、GIS 等，初始值設定
為 15～20V。
? 第一階段試驗電壓：設置試驗電壓的第一階段值。
? 第一階段試驗時間：設置第一階段試驗電壓的耐壓時間。
? 第二階段試驗電壓：設置試驗電壓的第二階段值。
? 第二階段試驗時間：設置第二階段試驗電壓的耐壓時間。
? 第三階段試驗電壓：設置試驗電壓的第三階段值。
? 第三階段試驗時間：設置第三階段試驗電壓的耐壓時間。
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時，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，我們強烈建議在設置試驗電壓時，將“試驗電壓”
的數(shù)值設定為比要施加的試驗電壓低 2％Ue。
如果沒有階段性耐壓試驗時，只需設置一個階段試驗電壓值和相
19
應的試驗時間，其它階段試驗電壓和試驗時間設為 0。
? 分壓器變比：電容分壓器的分壓變比，一般為 1500:1，“分
壓器變比”設置為 1500。（也可能為 3000:1,出廠已設置好客戶無需
更改）
? 過壓保護：設置試驗電壓的極限值。電壓超過時自動終止試
驗，一般比試驗電壓高 10%，最高可設置為額定電壓的 1.2 倍。當試
驗電壓發(fā)生變化時，過壓保護會自動進行更新。
? 過流保護：設置低壓輸出電流的最高值。在不知道實際試驗
電流的情況下，一般將其設置成裝置額定電流。
? 閃絡保護：實際閃絡保護電壓值,設置最大值為階段試驗電壓
的最大值；默認值為階段試驗電壓最大值的 0.4 倍。當階段試驗電壓
發(fā)生改變時，閃絡保護電壓會自動更新。 客戶可以根據(jù)現(xiàn)場試驗情
況進行修改。
? 幫助：提供設置“試驗參數(shù)”時的注意事項。
點擊“幫助”后，顯示界面如圖 4 所示。
20
圖 4
? 自動試驗：當“參數(shù)配置”設置完時，點擊“自動試驗”，
進入“自動試驗”界面，顯示界面如圖 5 所示。
圖 5
點擊“開始試驗”，系統(tǒng)自動尋找諧振點，右下角提示“調(diào)諧
中…”，如有異常情況，請點擊 “緊急停機”；白色代表電壓曲線，
顯示界面如圖 6 所示。
21
圖6
找到諧振點后，系統(tǒng)自動升壓，右下角提示“升壓中…”，如有
異常情況，請點擊 “緊急停機”；顯示界面如圖7所示。
圖7
當U有效值電壓升到試驗的耐壓值時，系統(tǒng)自動耐壓計時，右下角提
示“第一階段試驗中…”或者“第二階段試驗中…”，如有異常情況，
請點擊 “緊急停機”； 顯示界面如圖8所示。
22
圖 8
當計時到設置的耐壓時間時，系統(tǒng)自動降壓，右下角提示“降壓
中”，如有異常情況，請點擊 “緊急停機”； 顯示界面如圖9所示。
圖 9
當U有效值電壓降至0時，右下角提示“停機狀態(tài)”， 顯示界面如圖
10所示。
23
圖10
此時可以點擊“保存”按鈕，顯示界面如圖 11 所示?？梢栽趯?/span>
應試驗階段輸入所要保存的試驗編號。然后點擊“確認”進行保存，
或者點擊“取消”，放棄保存。
圖11
此時點擊確定，可以對數(shù)據(jù)進行保存并進入到保存數(shù)據(jù)預覽界面
24
如圖 12 所示。（打印功能為選配）
圖12
? 手動試驗：當“試驗參數(shù)”設置完時，點擊“手動試驗”，
進入“手動試驗”界面，顯示界面如圖 13 所示。
圖13
點擊“開始試驗”，如需要自動找諧振點，點擊“調(diào)諧”，系統(tǒng)
自動尋找諧振點，白線代表電壓曲線，顯示界面如圖14所示。
25
圖14
如無需自動找諧振點，先點擊“升電壓”，將“U低壓”升到30V，
再點擊“升頻率”來找諧振點，找到諧振點后，點擊“升電壓”， 顯
示界面如圖15所示。
圖15
當U有效值電壓升到設置的耐壓值時，點擊“開始計時”，系統(tǒng)開始
26
計時。顯示界面如圖16所示。
圖 16
當“耐壓時間”計時停止后，點擊“降壓停機”，系統(tǒng)自動降壓，
顯示界面如圖17所示。
圖 17
如果需要保存數(shù)據(jù)，可以在耐壓時間計時停止后，再“降壓停機”，
當U有效值電壓降壓至0時，試驗完成。點擊“保存”，來進行數(shù)據(jù)保存
27
如圖18所示。
圖18
此時點擊“確定”，對數(shù)據(jù)進行保存并進入預覽界面如圖19所示，
點擊“取消”退出不進行保存。（打印功能為選配）
圖 19
如在試驗過程中遇到緊急情況時，點擊“緊急停機”。在手動升
壓和手動調(diào)頻時，可根據(jù)試驗情況選擇電壓調(diào)節(jié)步長和頻率調(diào)節(jié)步
28
長。
? 數(shù)據(jù)查詢：降壓后返回主界面點擊“數(shù)據(jù)查詢”； 顯示界面
如圖20所示。
圖 20
選擇需要查看的“記錄編號”，并點擊“打開文件”按鈕打開該
條記錄；如圖 21 所示。（打印功能為選配）
圖 21
29
如果需要將試驗記錄全部導出，插入 U 盤，等待 U 盤識別后，點
擊“導出數(shù)據(jù)”即可以把當頁試驗記錄輸入到 U 盤。如果導出成功如
圖 22 所示。
圖 22
? 參數(shù)計算：計算電感，電容，頻率的參數(shù)，點擊“參數(shù)計算”，
顯示界面如圖 23 所示。
30
圖 23
第五章 上位機軟件操作方法
5.1上位機軟件使用方法
1.打開所配U盤中“上位機軟件”文件夾，可以看到軟件
“bpxz.exe”，打開該軟件。
2.配套上位機軟件運行界面如下圖所示。
31
3.點擊左上角“導入數(shù)據(jù)”圖標，彈出如下圖所示。
4.選擇轉(zhuǎn)存出來的那個文件，文件名為“數(shù)據(jù)記錄.csv”。點擊
“打開”后界面如下圖所示，左側(cè)為所記錄的試驗記錄，右側(cè)為所選
擇條目的具體內(nèi)容。
32
5.如需要生成試驗報告，點擊所需要的條目，點擊右上方的“生
成報表”按鈕。會彈出界面如下。
6.此報告為word格式，可以在空白處填寫相應的內(nèi)容，保存后進
行打印。
33
第六章 常見故障排除
6.1 通用注意事項
1.本試驗設備應由高壓試驗專業(yè)人員使用，使用前應仔細閱讀使
用說明書，并經(jīng)反復操作訓練。
2.操作人員應不少于 2 人。使用時應嚴格遵守本單位有關高壓試
驗的安全作業(yè)規(guī)程。
3.為了保證試驗的安全正確，除必須熟悉本產(chǎn)品說明書外，還必
須嚴格按國家有關標準和規(guī)程進行試驗操作。
4.各連接線不能接錯，否則可導致試驗裝置損壞。
5.本裝置使用時，輸出的是高電壓或超高電壓，必須可靠接地，
注意操作安全。
6.2 常見故障原因及排除
1.風扇不能啟動
1）急停、故障保護、失諧保護后，沒有按“故障復位”；
2）內(nèi)部溫度過高，功率元件熱保護；
排除方法：關斷儀器電源，將儀器靜置 30 分鐘左右，重新開啟
電源，按儀器面板上的“復位”鍵，再啟動儀器。
如果依然不能啟動風扇，請和廠家聯(lián)系，不可拆卸儀器！
2.自動調(diào)諧不能完成，找不到諧振點
34
現(xiàn)象：
調(diào)諧曲線完全是一條直線，調(diào)諧完成后儀器提示沒有諧振點。
原因：
回路接地不好，試驗回路接線錯誤，裝置某一儀器開路。
排除方法：
1）檢查接地裝置可靠，接地連接線是否有斷開點；
2）檢查勵磁變壓器的高低壓線圈的通斷；（低壓繞組阻值;高壓
繞組阻值每個輸出端對高壓尾）
3）檢查每一只電抗器的通斷；(每個繞組阻值)
4）檢查分壓器的信號線的通斷；（1 孔對芯，2 孔對外殼分別導
通；1 孔對 2 孔斷開）
5）檢查分壓器的高低壓電容臂的通斷；（高、低壓電容量）
6）裝置自身升壓時沒有諧振點，還需要檢查補償電容器（選配）
的通斷；
如果所有部件正常，依然沒有諧振點，請和廠家聯(lián)系，不可拆卸
儀器！
3.不能升壓到試驗電壓
現(xiàn)象：
1）調(diào)諧曲線是一條直線，有較低的尖峰；
2）試驗時低壓電壓較高，高壓卻較低，甚至在沒有升到試驗電
壓時，低壓電壓已經(jīng)到達額定電壓，回路自動降壓；
原因：
35
1）電抗器與試品電容量不匹配，沒有準確找到諧振點；
2）試品損耗較高，系統(tǒng) Q 值太低；
3）勵磁變壓器高壓輸出電壓較低；
4）高壓連接線過長或沒有采用高壓防電暈錫箔管；
排除方法：
1）將補償電容器（選配）并接入試驗回路，加大回路電容量；
2）盡可能將多只電抗器串聯(lián)，提高回路電感量；
3）提高勵磁變壓器的輸出電壓；
4）干燥處理被試品，提高被試品的絕緣強度，減少回路的有功
損耗；
5） 一般在設備較高電壓輸出時，采用高壓防電暈錫箔管，或?qū)?/span>
普通高壓輸出線改為較短的連線，一般不超過 5 米。
如果全部處理完后，依然不能解決問題，請和廠家聯(lián)系，不可拆
卸儀器！
36
第七章 相關資料
7.1 電力電纜交流耐壓試驗
采用頻率范圍為 20Hz-300Hz 的交流電壓對電纜線路進行耐壓試
驗，試驗電壓及耐受時間按表 1 要求。
表 1 橡塑電纜線路交流耐壓試驗電壓和時間
額定電壓 U0/U(kV) 試驗電壓 時間(min)
18/30 及以下 2.5U0(z 或 2U0) 5(或 60)
21/35-64/110 2U0 60
127/220 1.7U0(或 1.4U0) 60
190/330 1.7U0(或 1.3U0) 60
290/550 1.7U0(或 1.1U0) 60
注：表 1 摘自《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》GB 50150-2006 P41
除以上國標之外，國內(nèi)很多地方或企業(yè)也相應的出臺了地方性試
驗標準或企標，中低壓電纜試驗電壓為 1.6-2.0 倍的相電壓，高壓電
纜試驗電壓一般都在 1.4-1.7 倍的相電壓，具體根據(jù)各個地方標準略
有不同。例如表 2 為國網(wǎng)公司企標：
表 2 交聯(lián)聚乙烯電纜線路交流耐壓試驗電壓和時間
額定電壓
U0/U(kV)
試驗電壓
新投運線路或不超過 3 年的非新 時間(min)
投運線路
非新投運線路
18/30 以下 2.5 U0(2U0) 2U0 5(60)
21/35-64/110 2U0 1.6U0 60
37
127/220
190/330 1.7U0 1.36U0 290/550
注：表 2 摘自國網(wǎng)公司《電力電纜線路試驗規(guī)程》Q/GDW 11316-2014 P5
7.2 變壓器交流耐壓試驗
7.2.1 交接試驗標準
表 3 電力變壓器交流試驗電壓參考表
系統(tǒng)標稱電壓
kV
設備最高電壓
kV
交流耐受電壓 kV
油浸式電力變壓器 干式電力變壓器
<1 ≤1.1 —— 2
3 3.6 14 8
6 7.2 20 16
10 12 28 28
15 17.5 36 30
20 24 44 40
35 40.5 68 56
66 72.5 112 ——
110 126 160 ——
表 4 額定電壓 110(66)kV 及以上的電力變壓器中性點交流耐壓試驗電壓值(kV)
系統(tǒng)標稱電壓 設備最高電壓
中性點接地方
式
出廠交流耐受
電壓
交接交流耐受
電壓
66 —— —— —— ——
110 126 不直接接地 95 76
220 252
直接接地 85 68
不直接接地 200 160
330 363
直接接地 85 68
不直接接地 230 184
500 550
直接接地 85 68
經(jīng)小電阻接地 140 112
38
750 800 直接接地 150 120
注：表 3、表 4 摘自《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》GB 50150-2016 P78
7.2.2 預防試驗標準
表 5 電力變壓器交流試驗電壓值
額定
電壓
kV
最高工
作電壓
kV
線端交流試驗電壓值 kV 中性點交流試驗電壓值 kV
全部更換繞組
部分更換繞
組或交接時
全部更換繞組
部分更換繞
組或交接時
<1 ≤1 3 2.5 3 2.5
3 3.5 18 15 18 15
6 6.9 25 21 25 21
10 11.5 35 30 35 30
15 17.5 45 38 45 38
20 23.0 55 47 55 47
35 40.5 85 72 85 72
66 72.5 140 120 140 120
110 126.0 200 170（195） 95 80
220 252.0
360 306 85 72
395 336 （200） （170）
330 363.0
460 391 85 72
510 434 230 195
500 550.0
630 536 85 72
680 578 140 120
注：表 5 摘自《電力設備預防性試驗過程》DL/T 596-1996 P38
39
7.3 發(fā)電機交流耐壓試驗
7.3.1 交接試驗標準
表 6 定子繞組交流耐壓試驗電壓
容量(kW) 額定電壓(V) 試驗電壓(V)
10000 以下 36 以上 (1000+2Un)*0.8，最低為 1200
10000 及以上 24000 以下 (1000+2Un)*0.8
10000 及以上 24000 及以上 與廠家協(xié)商
注：表 6 摘自《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》GB 50150-2016 P10
7.3.2 預防性試驗標準
表 7 定子繞組交流耐壓試驗
定子繞組
交流耐壓
試驗
1)大修前
2)更換繞
組后
1)全部更換定子繞組并修好后的
試驗電壓如下：
1)應在停機后清除
污穢前熱狀態(tài)下進
行。處于備用狀態(tài)時，
可在冷狀態(tài)下進行。
氫冷發(fā)電機試驗條件
同本表序號 3 的說明
1)
2)水內(nèi)冷電機一般
應在通水的情況下進
行試驗，進口機組按
廠家規(guī)定，水質(zhì)要求
同本表序號 3 說明 5)
3)有條件時，可采
用超低頻(0.1Hz)耐
壓，試驗電壓峰值為
工頻試驗電壓峰值的
1.2 倍
4)全部或局部更換
定子繞組的工藝過程
中的試驗電壓請參考
相關資料
容 量
kW 或 kVA
額定電壓
Un V
試驗電壓
V
小于
10000
36 以上
2 Un +1000 但
最低為
1500
10000 及
以上
6000 以下 2.5Un 6000～
18000
2 Un +3000
18000 以
上
按專門協(xié)
議
2)大修前或局部更換定子繞組并
修好后試驗電壓為：
運行 20 年及以下者 1.5Un 運行 20 年以上與架
空線路直接連接者
1.5Un 運行 20 年以上不與
架空線路直接連接者
(1.3～
1.5) Un 注：表 7 摘自《電力設備預防性試驗過程》DL/T 596-1996 P10
40
7.4 諧振裝置容量選擇
試驗電流： I=2πfCU×10
-3 (A)
頻率的選擇(Hz)
1、發(fā)電機——50Hz，取 50Hz
2、變壓器——45～65Hz，取 50Hz
3、GIS、開關、母線——30～300Hz，取 45Hz
4、電力電纜——30～300Hz，取 35Hz
電壓的選擇(kV)
按照規(guī)程要求，確定最高試驗電壓。
電容量的選擇(μF)
根據(jù)被試品最大電容量確定
裝置最大容量：P=UI×1.25 (kVA)
41
附錄：技術方案
SFXZ-324kVA/54kV
變頻串聯(lián)諧振試驗裝置
一、被試品對象及試驗要求
1、35kV/150mm2電纜 3km 的交流耐壓試驗，電容量≤0.4689uF，
試驗頻率 30-300Hz，試驗電壓 52kV，試驗時間 60min。
二、工作環(huán)境
1. 環(huán)境溫度：－10
0C–50
0C;
2. 相對濕度：≤90%RH;
3. 海拔高度: ≤1000 米；
三、裝置主要技術參數(shù)及功能
1. 額定容量：324kVA；
2. 輸入電源：三相 380V 電壓，頻率為 50Hz；
3. 額定電壓：54kV；
4. 額定電流： 6A；
5. 工作頻率：30-300Hz；
6. 裝置輸出波形：正弦波
7. 波形畸變率：輸出電壓波形畸變率≤1%；
8. 工作時間：額定負載下允許連續(xù) 60min；過壓 1.1 倍 1 分鐘；
9. 溫 升：額定負載下連續(xù)運行 60min 后溫升≤65K；
42
10. 品質(zhì)因素：裝置自身 Q≥30(f=45Hz)；
11. 保護功能： 對被試品具有過流、過壓及試品閃絡保護(詳見
變頻電源部分)；
12. 測量精度：系統(tǒng)有效值 1.5 級；
四、設備遵循標準
GB10229-88 《電抗器》
GB1094 《電力變壓器》
GB50150-2006 《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試
驗標準》
DL/T 596-1996 《電力設備預防性試驗規(guī)程》
GB1094.1-GB1094.6-96 《外殼防護等級》
GB2900 《電工名詞術語》
GB/T16927.1~2-1997 《高電壓試驗技術》
五、五\裝置容量確定
設計六節(jié)電抗器，則單節(jié)電抗器為 54kVA/27kV/2A/68H，裝置總?cè)萘?/span>
為 324kVA。
驗證：1、35kV/150mm2電纜 3km 的交流耐壓試驗，電容量≤0.4689uF，
試驗頻率 30-300Hz，試驗電壓 52kV，試驗時間 60min。
使 用 電 抗 器 兩 節(jié) 串 聯(lián) （ 系 數(shù) 1.05 ） 三 組 并 聯(lián) ， 則
L=68×2×1.05/3=47.6H ，則：
試驗頻率：
43
f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√47.6×0.4689×10
-6)=33.69Hz
試驗電流：
I=2πfCU 試 =2π×33.69×0.4689×10
-6×52×10
3=5.16A
裝 置 容 量 定 為 324kVA/54kV ， 分 六 節(jié) 電 抗 器 ， 電 抗 器 單 節(jié) 為
54kVA/27kV/2A/68H，使用電抗器串并聯(lián)能滿足上述被試品的試驗要
求。
試驗時設備使用關系列表
設備組合
被試品對象
電抗器
54kVA/27kV 六節(jié)
激勵變壓器
輸出端選擇
35kV/150mm2電纜 3km
使用電抗器兩節(jié)串聯(lián)
三組并聯(lián)
3kV
六、系統(tǒng)配置及其參數(shù)
1. 激勵變壓器 SFJLB-9kVA/3kV/0.4kV 2 臺
a) 額定容量：9kVA；
b) 輸入電壓：0-400V，單相；
c) 輸出電壓：3kV
d) 結(jié) 構：干式；
e) 重 量：約 50kg；
備注：兩臺激勵變可做如下實驗：1、10kV/300mm
2電纜 6km 的
交流耐壓試驗。2、35kV/300mm
2電纜 2.5km 的交流耐壓試驗。
3、35kV/150mm2 電纜 3km 的交流耐壓試驗。一臺激勵變可做
44
如下實驗：35kV 開關等電氣設備的交流耐壓試驗
2. 變頻電源 SFBP-18kW/380V 1 臺
a) 額定輸出容量：18kW
b) 工作電源： 380±10%V（三相），工頻
c) 輸出電壓：0 –400V，單相，
d) 額定輸入電流：45A
e) 額定輸出電流：45A
f) 電壓分辨率： 0.01kV
g) 電壓測量精度：1.5%
h) 頻率調(diào)節(jié)范圍：30 – 300Hz
i) 頻率調(diào)節(jié)分辨率：≤0.1Hz
j) 頻率穩(wěn)定度： 0.1%
k) 運 行 時 間：額定容量下連續(xù) 60min
l) 額定容量下連續(xù)運行 60min 元器件最高溫度≤65K;
m) 噪 聲 水 平：≤50dB
n) 可實現(xiàn)以下功能
1）變頻電源的放置為縱向和橫向，特別適合現(xiàn)場操作及觀察；
2）內(nèi)外部具備特殊減震橡膠支撐腳和保護鋁箱，可有效減緩
運輸中的顛簸震動和吊裝時的沖擊。保證了變頻電源的長
期穩(wěn)定性和可靠性；
3）參數(shù)顯示：觸摸或外接鼠標大屏幕液晶界面顯示系統(tǒng)
可顯示諧振電壓(即試驗前設置的目標電壓)、試驗頻率、
45
測量頻率、低壓電壓、低壓電流、耐壓時間、過壓保護、
過流保護、閃絡保護、階段升壓及階段計時、操作模式切
換、電容，電感，頻率互換計算、參數(shù)查詢等, 還可顯示
頻率曲線、電壓曲線等可直觀地判斷當次試驗諧振頻率準
確及穩(wěn)定性；
4）參數(shù)設置：大屏幕觸摸液晶彩屏和外接鼠標直接完成各種
參數(shù)的設置，可對起始頻率、終止頻率、起始電壓、階段
升壓和計時、測量分壓器變比、激勵變變比、過壓保護、
過流保護、閃絡保護、試驗模式、電容電感頻率互換計算、
參數(shù)設置提示以及幫助等參數(shù)進行設置或選擇；
5）試驗模式：觸摸屏和外接鼠標操作，有全自動、半自動、
手動三種運行狀態(tài)。具備升壓、調(diào)諧（含手動、自動）、
分段加壓和計時、運行狀態(tài)、模式切換、故障提示、電容
電感頻率互換計算功能等；
6）保護功能及其信息提示：具備高壓過壓保護、低壓過流、
過流保護，以及失諧保護、零位、閃絡保護、緊急停機、
欠壓保護等多重保護功能；
7） 數(shù)據(jù)存儲功能：試驗結(jié)果保存（手動保存）、打印、上傳、
回查等
① 試驗結(jié)果：手動或自動試驗完畢后，在試驗結(jié)果界面中可
顯示出試驗時的詳細參數(shù)，當試驗發(fā)生中斷時，可提示中
斷狀態(tài)?？蓪?shù)保存在存儲器中，該存儲器為非易失存
46
儲器，可保存 50 次試驗記錄；
② 數(shù)據(jù)查詢：可將已保存的試驗結(jié)果數(shù)據(jù)顯示到屏幕上，同
時具有 USB 接口，可將數(shù)據(jù)輸出打印或利用設備所攜帶打印機
打?。唬ù蛴C屬客戶自選，若客戶有此需求，須在合同中予
以特別寫明）
8）自動穩(wěn)壓功能：系統(tǒng)根據(jù)設定的試驗電壓或手動升壓結(jié)果，
自動跟蹤并維持穩(wěn)定的試驗電壓，電壓穩(wěn)定度可達 1.0%；
9）調(diào)頻范圍及頻率分辨率均可設定：調(diào)頻范圍可設為 30～
300Hz、45～100Hz、200-300Hz、按需設置，可加快調(diào)諧過程；
頻率分辨率根據(jù)需要，可預設為 0.1Hz、0.2Hz、0.5Hz、或
1.0Hz，在調(diào)諧效率與調(diào)諧精準度之間取得優(yōu)化平衡；
10）頻率調(diào)節(jié)分為粗調(diào)和細調(diào)，并可自動尋找試驗諧振點，保
證諧振頻率在整個試驗過程中不發(fā)生漂移；
P）重 量：約 22.4kg；
3. 高壓電抗器 SFDK-54kVA/27kV 6 節(jié)
1) 額定容量：54kVA;
2) 額定電壓：27kV；
3) 額定電流：2A；
4) 電 感 量：68H/單節(jié)；
5) 品質(zhì)因素：Q≥30 (f=45Hz)；
6) 結(jié) 構：干式；
7) 重 量：約 75kg；
47
4. 電容分壓器 SFFRC-60kV/2500pF 1 套
1) 額定電壓：60kV；
2) 高壓電容量：2500pF
3) 介質(zhì)損耗：tgσ≤0.5%；
4) 分 壓 比：1000：1
5) 測量精度：有效值 1.5 級;
6) 重 量：約 10kg；
七、供貨清單一覽表
（一）配置設備一覽表
序號 設 備 名 稱 型 號 及 規(guī) 格 單位 數(shù)量
備
注
1 激勵變壓器 SFJLB-9kVA/3kV/0.4kV 臺 2
2 變頻電源 SFBP-18kW/380V 臺 1
3 高壓電抗器 SFDK-54kVA/27kV 臺 6
4 電容分壓器 SFFRC-60kV/2500pF 套 1
5 內(nèi)部連接線 套 1
（二）相關資料一覽表
序號 資 料 名 稱 單位 數(shù)量 備 注
1 出廠試驗報告 份 1
2 成套裝置使用說明書 份 1
3 產(chǎn)品合格證和用戶意見卡 套 1
八、售后服務
1) 該套設備到貨后，根據(jù)供需雙方合同中該套設備調(diào)試相關事宜的
條款，如有調(diào)試需要，供方負責該套設備相關技術人員的現(xiàn)場技
術支持服務。指導并協(xié)助需方完成該套設備的第一次現(xiàn)場驗收試
48
驗以及需方相關操作人員的技術培訓。需方驗收合格后，應填寫
供方提供的設備《驗收/維修報告》（見附表）作為需方已完成驗
收的憑證。
2) 供方對該套設備實行保修，保修期為出廠之日起一年，保修期內(nèi)
負責該產(chǎn)品（設備主體，不含配線等易耗附件）的免費檢查、零
部件更換。
3) 超過保修期一年的產(chǎn)品供方提供終身維護。一年以上，一年以內(nèi)
供方免維修工時費只收取維修成本費用。一年以上則按正常程序
計費（維修工時費、材料費、及附加）。
4) 實行全天候技術響應服務，在接到需要關于該套產(chǎn)品使用過程中
出現(xiàn)問題的電話或傳真后 8 小時內(nèi)給予技術解決方案。
5) 如因人為操作不當或不可抗力等因素造成的設備損壞或無法使用
則不在此質(zhì)保范圍。
