变频串联谐振装置对电缆耐压试验的操作接线介绍
变频串联谐振耐压试验装置通过调节变频电源的输出频率,使回路中的电抗器电感L和被测品电容C产生谐振,再通过调整励磁的输出电压使谐振电压达到期望的测试电压。当L、C、R串联回路中的感抗与试品容抗相等时,感抗中的磁场能量与试品电容中的电场能量可以相互影响补偿,试品所需的无功输出功率全部由电抗器供给,电源系统只提供回路的有功损耗。此时,电源工作电压与谐振回路通过电流同相位,电感上的电压降与电容上的电压降大小相等,相位相反。利用串联谐振原理,在回路中产生高电压,一般使用频率为30~300Hz,从而满足试验要求,其主要由变频源、励磁变、电抗器、分压器组成,现场主要是对电缆进行交流耐压试验,下面来讲解下使用变频串联谐振交流耐压装置对10kV电缆进行耐压试验的操作方法。
1、准备步骤
首先按10kV电缆的长度和截面积计算出其电容量,以10kV电压等级300平方1公里测试,其电容量为0.37uf,今天采用一套千旭电力135kVA/108kV变频串联谐振交流耐压试验装置进行对其耐压,仪器通过对电抗器进行两节并联进行测试(本身有四节电抗器,电缆长度增加了可继续并联),下面是变频串联谐振的试验接线:
变频电源通过三相电380V接入(如果是220V则容量会折扣),然后变频电源通过两根线接入励磁变压器,励磁变压器上有抽头的设置,选择合适的抽头电压,这里是10kV电缆耐压,抽头选择1.5kV即可,变频源和励磁变可靠接地,励磁变压器的抽头引出来的1.5KV的高压线(配套专用的高压线)接入电抗器下端,电抗器并联一节电抗器,然后通过并联的输出的高压线(悬空)接到分压器上,同时该高压并联到被试品电缆上,这里以A相电缆耐压为例,BC相及各相的铠装和屏蔽层可靠接地,电缆对端悬空,如下图:
被试品接线图
励磁变压器接线
电抗器接线图(该图为串联)
接线注意事项:接电源的时候要用万用表测一下是否为380V,如果电源电压过大容易烧变频源,升压结束后,虽说是交流的,该放电一定要放电,电抗器不要放在金属导体上,耐压过程中周围不要有导体。
接线完成后,查看对应的电缆耐压标准,以国标GB50150-2016为准,10kV电缆常规规格为8.7kV/10kV,这里8.7kV为电缆对地额定电压,10kV为线电压,交流耐压应以2U0,即为 8.7kV * 2 = 17.4kV,耐压试验15分钟。
所有事宜都准备完毕后,开始下一个步骤。
2、开始试验
仪器操作分为自动试验和手动试验,下面以两种方法进行操作演示
首先打开变频电源,点击参数设置,开机起始频率30赫兹,起始电压20伏,终止频率300赫兹,分压器变比1000。第一阶段电压我们现在测试的是10kV的电缆,根据国标规定设置到17.5kV。第一阶段试验时间,国标规定是交接15分钟,过压保护17.4kV * 110% ≈ 20KV,我们设为20kV,其他设置不用设置,按默认即可。
变频源参数设置界面图
2.1 自动试验
参数配置好后完成后点击返回,点击自动试验,进入自动测试界面,确保测试连接完好后点击开始。这个时候频率自动上升,可以看到右面的头部已经出现弧形,等到左边显示的这个频率稳定下来,表示正在精确查找谐振点。等到频率数值不动,就说明谐振点找到了,显示谐振点是179.3Hz,找到谐振点后电压自动上升至目标电压,然后左边测量频率也稳定下来,等到电压达到设定值,这边的耐压时间就开始计时,等到了15分钟计时结束后就会自动降压停机。试验完成后,点击保存数据以及打印数据。
自动试验界面图
2.2 手动试验
同理参数配置好后,进入手动试验界面后,直接点击开始试验。现在开始手动找谐振点,左边有升频和减频,右边是步长大小的设置,先按升频,把步长大小调大些,观察右边电压波动,等到150hz的时候发现电压快到顶点,然后再调整步长进行精确调频,当频率为179.4Hz,发现此时的电压是谐振点电压,然后我们开始升压,点击升压,以5V的电压步长进行电压粗调,接近目标电压的时候把步长调小一点再进行微调试验,电压目标电压之后,我们停止升压,然后点击开始计时耐压计时也是15分钟等待即可,等到计时结束后,再手动点击降压停机,完成耐压试验。
手动试验界面图
不论是自动试验还是手动试验完成后,首先点击的就是降压停机,打印数据。等带电压逐步恢复至0位,切断电源然后使用放电装置对电缆等进行放电,这里要注意个人安全,都结束后完成试验。
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