泛克斯特 MEXB-5619 变频串联谐振试验装置​​

一、产品概述

MEXB-5619 变频串联谐振试验装置专为 10kV、35kV 电缆及以下电力主变压器、母线开关等各类电气主设备的交流耐压试验而设计制造。其电抗器采用多只分开设计的方式，这一独特设计使得该装置具备广泛的适用性。无论是面对高电压、小电流设备的试验条件，还是 10kV 电缆这类低电压的交流耐压试验要求，都能出色完成任务。

该装置主要由变频电源、激励变压器、电抗器、电容分压器这几大核心部件组成。各部件协同工作，共同为电气设备的耐压试验提供稳定、可靠的支持。
（一）串联谐振在电力系统应用的优势
在电力系统中，串联谐振技术的应用具有诸多显著优点：
大幅降低电源容量需求：串联谐振电源借助谐振电抗器与被试品电容产生谐振，从而生成高电压和大电流。在整个系统运行过程里，电源仅需提供系统中有功消耗的部分。因此，相较于传统方式，该装置进行试验所需的电源功率大幅降低，仅为试验容量的 1/Q 。
显著减轻设备重量与体积：串联谐振电源系统摒弃了笨重的大功率调压装置和普通大功率工频试验变压器。同时，由于谐振激磁电源所需功率仅为试验容量的 1/Q ，使得整套系统的重量和体积得到极大缩减，通常仅为普通试验装置的十分之一到三十分之一，便于设备的运输与现场操作。
有效改善输出电压波形：该装置的谐振电源采用谐振式滤波电路，能够对输出电压的波形畸变进行有效改善，从而获得近乎完美的正弦波形。这一特性可以有效避免谐波峰值对试品造成误击穿，保障试验结果的准确性和试品的安全性。
防止短路电流烧伤故障点：当装置处于串联谐振状态时，一旦试品的绝缘弱点被击穿，电路会立即脱谐，回路电流会迅速下降至正常试验电流的 1/Q 。而采用并联谐振或者试验变压器方式进行耐压试验时，击穿电流会瞬间上升几十倍。相比之下，串联谐振技术能够精准定位绝缘弱点，同时避免大的短路电流对故障点造成烧伤。
杜绝恢复过电压现象：当试品发生击穿时，由于失去谐振条件，高电压会即刻消失，电弧也随之熄灭。并且，恢复电压的建立过程十分漫长，使得操作人员能够在其再次达到闪络电压前及时断开电源。这种电压恢复过程属于能量积累的间歇振荡过程，持续时间长，且不会出现任何恢复过电压，进一步保障了试验安全。
（二）本装置的主要功能与技术特点
MEXB-5619 变频串联谐振试验装置具备以下实用功能和技术优势：
多重保护功能：装置配备了过压、过流、零位启动、系统失谐（闪络）等完善的保护功能。其中，过压过流保护值可根据用户实际需求进行灵活整定。当试品发生闪络时，闪络保护会迅速动作，并自动记录闪络电压值，为后续的试验分析提供重要数据参考。
便于现场使用：整个装置的单件重量较轻，最大不超过 40kg，这一设计极大地提高了设备在现场搬运和操作的便捷性，能够更好地适应各种复杂的试验环境。
多样化工作模式：装置设有三种工作模式，分别为全自动模式、手动模式、自动调谐手动升压模式。用户可根据具体的现场情况和试验需求，灵活选择合适的工作模式，有效提升试验效率。
数据存储功能：该装置具备数据存储能力，存入的数据以数字编号，方便用户快速识别和查找，有助于对试验数据进行管理和分析。
智能扫频功能：装置自动扫频时，频率起点可在规定范围内任意设定，扫频方向也可根据需求选择向上或向下。同时，液晶大屏幕会实时显示扫描曲线，使用户能够直观地判断是否找到谐振点，操作更加便捷、直观。
先进平台技术：采用 DSP 平台技术，使得装置能够根据用户的个性化需求方便地增减功能和进行升级。此外，该技术还优化了人机交换界面，使其更加人性化，提升了用户的操作体验。
二、主要技术参数

额定电压
27.5kV：适用于满足 10kV 以下电缆交流耐压试验需求。
55kV：可满足 35kV 电缆以及 10kV 变电站系统交流耐压试验要求。
输出电压波形畸变率：小于 1.0％。
允许连续工作时间：在额定条件下，可一次性连续工作 30 分钟 。
装置自身品质因数：Q>50 。
不同负载下品质因数
火力发电机试验时满负荷下品质因数：Q>10（与负载相关）。
电缆试验时满负荷下品质因数：Q>30（与负载相关）。
主变压器试验满负荷时品质因数：Q>30（与负载相关）。
GIS、开关等试验满负荷时品质因数：Q>50（与负载相关）。
输入电源：单相 380V。
频率调节范围：20Hz～300Hz。
系统测量精度：1.5％。
保护功能：装置具备过压、过流、零位启动等保护功能，为试验安全提供保障。
设备主要配置及参数说明
变频电源控制箱
数量：1 台。
额定功率：12kVA。
输入电压：单相 220V 或 380V±10% ，频率 45～65Hz 。
输出电压：0～400V 可调。
输出电压频率：30～300Hz ，0.1Hz 步进可调 ，频率不稳定度≤0.02%。
输出电流：0～30A。
高压谐振电抗器
数量：共 4 台。
规格：27.5kV/1.82A。
额定工作电压：27.5kV。
额定工作电流：1.82A。
额定电感量： 70H。
连续工作时间：60min。
温升：小于 60 度。
工作频率：30~300Hz 。
激励变
数量：1 台。
额定容量：12kVA。
输入电压：400V。
输出电压：1.5kV/3kV（1.5kV 用于 10kV 以下电缆交流耐压试验；3kV 用于 35kV 电缆、10kV 变电站系统交流耐压试验）。
电容分压器
数量：1 台。
类型：60kV 纯电容式。
自身电容量：3000pF。
工作频率：30～300Hz。
不确定度：1.5%。
额定电压：60kV/3000pF。
三、设备应用

（一）10kV 电缆试验应用
对于 70mm² 、长度不大于 1.0km 的 10kV 电缆，试验电压设定为 21.75kV，试验频率范围为 30Hz～300Hz ：
当电缆长度为 1km、截面积为 70mm² 时，对应的电容量范围为 0.2167μF，最高耐压试验值为 21.75kV。
经计算，谐振频率为 1/6.28×√17.5×0.2167×10-6=35.6Hz。在 35.6Hz 下，最大被试电容量时的试验电流为 35.6×6.28×0.2167×10-6×21.75×103=5.5A。
针对该试验需求，应选择以下设备组合：12kVA 变频电源； 27.5kV/1.82A 电抗器四台并联； 12kVA（1.5kV/8A）激励变； 60kV 分压器。
（二）35kV 电缆试验应用
对于 300mm² 、长度不大于 1.65km 的 35kV 电缆，试验电压为 52kV，试验频率为 30Hz～300Hz ：
当电缆长度为 1.65km、截面积为 300mm² 时，对应的电容量范围为 0.321μF，最高耐压试验值为 52kV。
计算可得，谐振频率为 1/6.28×√70×0.321×10-6=35Hz。在 35Hz 下，最大被试电容量时的试验电流为 35×6.28×0.321×10-6×52×103=3.8A。
满足该试验要求的设备配置为：12kVA 变频电源； 27.5kV/1.82A 电抗器二台串联二组并联； 12kVA（3kV/4A）激励变； 60kV 分压器。
四、常见故障排除
（一）通用注意事项
本试验设备属于专业高压试验设备，必须由具备高压试验专业知识和技能的人员操作使用。在使用前，操作人员应认真、仔细地阅读设备使用说明书，并通过反复操作训练，熟练掌握设备的操作方法和流程。
每次进行试验操作时，操作人员不得少于 2 人。操作过程中，必须严格遵守本单位制定的有关高压试验的安全作业规程，确保人员和设备安全。
为了保证试验过程的安全与试验结果的准确性，操作人员除了要熟悉本产品说明书的各项内容外，还必须严格按照国家相关标准和规程进行试验操作。
在连接设备各联接线时，务必确保接线正确，避免因接线错误导致试验装置损坏。
本装置在使用过程中会输出高电压或超高电压，因此必须可靠接地，以防止发生触电等安全事故。