概述便攜式電纜耐壓試驗(yàn)裝置儀器的原理及主要特點(diǎn)

一 儀器原理概述

 目前在和國內(nèi)已有越來越多的XLPE交聯(lián)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(lián)電纜投運(yùn)前的試驗(yàn)手段上由于被試容量大和試驗(yàn)設(shè)備的原因，仍沿襲使用直流耐壓的試驗(yàn)方法。近年來、國內(nèi)的很多研究機(jī)構(gòu)的研究成果表明直流試驗(yàn)對XLPE交聯(lián)聚乙烯電纜有不同程度的損害。有的研究觀點(diǎn)認(rèn)為XLPE結(jié)構(gòu)具有存儲(chǔ)積累單極性殘余電荷的能力，當(dāng)在直流試驗(yàn)后，如不能有效的釋放掉直流殘余電荷，投運(yùn)后在直流殘余電荷加上交流電壓峰值將可能致使電纜發(fā)生擊穿。國內(nèi)一些研究機(jī)構(gòu)認(rèn)為，交聯(lián)聚乙烯電纜的直流耐壓試驗(yàn)中，由于空間電荷效應(yīng)，絕緣中的實(shí)際電場強(qiáng)度可比電纜絕緣的工作電場強(qiáng)度高達(dá)11倍。交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜即使通過了直流試驗(yàn)不發(fā)生擊穿，也會(huì)引起絕緣的嚴(yán)重?fù)p傷。其次，由于施加的直流電壓場強(qiáng)分布與運(yùn)行的交流電壓場強(qiáng)分布不同。直流試驗(yàn)也不能真實(shí)模擬運(yùn)行狀態(tài)下電纜承受的過電壓，并有效的發(fā)現(xiàn)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(lián)電纜進(jìn)行耐壓試驗(yàn)就越來越受到人們的重視。

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

 本公司的 BPXZ－HT系列變頻諧振試驗(yàn)裝置主要用于10kV、35kV的交聯(lián)橡塑電力電纜，66kV、110kV組合電器（GIS）的變頻交流耐壓試驗(yàn)，還可通過相應(yīng)的設(shè)計(jì)擴(kuò)展成發(fā)電機(jī)或電力變壓器等的工頻交流耐壓試驗(yàn)。其基本原理是采用可調(diào)節(jié)頻率（30～300Hz）串聯(lián)諧振試驗(yàn)設(shè)備與被試品電容諧振產(chǎn)生交流試驗(yàn)電壓。由于電纜的電容量較大，采用傳統(tǒng)的工頻試驗(yàn)變壓器很笨重、龐大、且大電流的工作電源現(xiàn)場不易取得，因此一般都采用串聯(lián)諧振交流耐壓試驗(yàn)設(shè)備。其輸入電源的容量能顯著降低，重量減輕，便于使用和運(yùn)輸。初期多采用調(diào)感式串聯(lián)諧振設(shè)備（50Hz），但存在自動(dòng)化程度差、噪音大等缺點(diǎn)。因此現(xiàn)在大多采用變頻諧振，可以得到更高的品質(zhì)因數(shù)（Q值），并具有自動(dòng)調(diào)諧、多重保護(hù)、以及降低噪音、靈活的組合方式、單件重量輕等優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)備控制箱能產(chǎn)生30～300Hz（zui小分辨率0.1Hz）的交流電壓，具有全自動(dòng)（自動(dòng)調(diào)諧、自動(dòng)升壓）、全手動(dòng)（手動(dòng)調(diào)諧、手動(dòng)升壓）以及半自動(dòng)（自動(dòng)調(diào)諧、手動(dòng)升壓及手動(dòng)調(diào)諧、自動(dòng)升壓）的多種功能，方便客戶針對現(xiàn)場實(shí)際情況選擇使用，具有地線未接、過流、過壓、失諧（閃絡(luò)）、參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤等多重保護(hù)并自帶報(bào)警功能或外接報(bào)警燈。本設(shè)備具有打印、存儲(chǔ)等功能，使用本公司*的通用平臺(tái)技術(shù)，大的液晶顯示，友好的人機(jī)操作界面。具備國內(nèi)的智能式掃頻方式，直接快速。

二  主要特點(diǎn)說明

2.1.1.調(diào)頻及功率元件使用的德國進(jìn)口的IPM元器件；

2.1.2.充分利用公司現(xiàn)有資源，*獨(dú)立自主開發(fā)和設(shè)計(jì)及生產(chǎn)該設(shè)備的所有組成部分：變頻電源、勵(lì)磁變壓器、高壓電抗器、電容補(bǔ)償器和高精度電容分壓器；

2.1.3.具備全自動(dòng)（自動(dòng)調(diào)諧、自動(dòng)升壓）、全手動(dòng)（手動(dòng)調(diào)諧、手動(dòng)升壓）以及半自動(dòng)（自動(dòng)調(diào)諧、手動(dòng)升壓及手動(dòng)調(diào)諧、自動(dòng)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(yàn)電壓、加壓時(shí)間、電流整定、電壓整定、起始頻率及掃頻方向、電感量等參數(shù)的設(shè)置，可以直接在試驗(yàn)中計(jì)算得到被試品的電容量；

2.1.5.具備放電保護(hù)功能，在試品發(fā)生閃絡(luò)時(shí)，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(dòng)快速切斷輸出，并顯示保護(hù)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(shí)間、電容量等相關(guān)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(tái)技術(shù)，人性化的人機(jī)界面，操作簡單，測量迅速；

2.2.0. ★技術(shù)特點(diǎn)要點(diǎn)歸納：

2.2.1. *數(shù)字、功率技術(shù)：

 功率器件采用國外推出的集驅(qū)動(dòng)、保護(hù)和功率變換為一體的智能功率模塊（IPM），極大的提高了整機(jī)的可靠性，減少了體積和重量。*芯片組合：采用雙DSP系統(tǒng)+16位波形發(fā)生器；SPWM波形由的16位波形發(fā)生器產(chǎn)生，穩(wěn)態(tài)工作時(shí)不占用DSP資源，增加了系統(tǒng)的可靠性；數(shù)據(jù)的采集和控制由一個(gè)的DSP系統(tǒng)完成，大大提高了儀器的可靠性和反應(yīng)速度，顯示部分由另一個(gè)DSP系統(tǒng)構(gòu)建的平臺(tái)完成，具有外擴(kuò)的大容量FLASH存儲(chǔ)器，可以存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)，友好的人機(jī)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(hù)功能：

★過電壓保護(hù)：保護(hù)值可設(shè)置，動(dòng)作時(shí)間小于1毫秒；

★雙重過電流過熱保護(hù)：大功率器件自身保護(hù)和軟件保護(hù)相結(jié)合，動(dòng)作時(shí)間小于10微秒；

★閃絡(luò)保護(hù)：動(dòng)作時(shí)間小于1毫秒，并可記錄下閃絡(luò)電壓值；

★零位保護(hù)：零電壓啟動(dòng)。

2.2.3. *的四種工作模式：

★手動(dòng)試驗(yàn)：手動(dòng)尋找諧振點(diǎn)并手動(dòng)升壓到所需電壓，按鍵后自動(dòng)計(jì)時(shí)；

★自動(dòng)試驗(yàn)：根據(jù)設(shè)置自動(dòng)尋找諧振點(diǎn)后自動(dòng)升到設(shè)定電壓后自動(dòng)計(jì)時(shí)；

★自動(dòng)調(diào)諧手動(dòng)升壓：根據(jù)設(shè)置自動(dòng)尋找諧振點(diǎn)后，需手動(dòng)升電壓到所需的電壓值，按“自動(dòng)計(jì)時(shí)”鍵后自動(dòng)計(jì)時(shí)；

★手動(dòng)調(diào)諧自動(dòng)升壓：手動(dòng)尋找諧振點(diǎn)，根據(jù)設(shè)置自動(dòng)升壓后自動(dòng)計(jì)時(shí)。

2.2.4.友好的人機(jī)接口：

★的DSP顯示平臺(tái)，大容量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，大屏幕LCD顯示；

★豐富的幫助應(yīng)用信息，幫助你現(xiàn)場接線、查各地規(guī)程以及解決現(xiàn)場遇到的小問題；

★旋紐式調(diào)壓調(diào)頻功能，符合常規(guī)操作，操作簡單、靈活；

★可*保存32次測試數(shù)據(jù)并能打印，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的編號(hào)可以是數(shù)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(diǎn)可以在規(guī)定范圍內(nèi)任意設(shè)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(jìn)行試驗(yàn)的試品（比如發(fā)電機(jī)），我們采用了調(diào)頻調(diào)感技術(shù)，我們的電抗器電感值在范圍內(nèi)可以分別連續(xù)可調(diào)，幫助菜單可以方便的為你計(jì)算出調(diào)節(jié)電抗器所需的氣隙值。

2.2.5.*的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：

★控制箱（BPXZ-HT系列）進(jìn)口的接插件，安全可靠、美觀精致；

★電抗器采用*的環(huán)氧澆注工藝，防潮防顛震；

★整體色彩和外型由專業(yè)的設(shè)計(jì)公司專門設(shè)計(jì)，美觀大方。