一、變頻串聯諧振試驗裝置的產品概述

MEXB-5619 變頻串聯諧振試驗裝置專為 10kV、35kV 電纜及以下電力主變壓器、母線開關等各類電氣主設備的交流耐壓試驗而設計制造。其電抗器采用多只分開設計的方式，這一設計使得該裝置具備廣泛的適用性。無論是面對高電壓、小電流設備的試驗條件，還是 10kV 電纜這類低電壓的交流耐壓試驗要求，都能出色完成任務。

該裝置主要由變頻電源、激勵變壓器、電抗器、電容分壓器這幾大核心部件組成。各部件協同工作，共同為電氣設備的耐壓試驗提供穩定、可靠的支持。

（一）串聯諧振在電力系統應用的優勢

在電力系統中，串聯諧振技術的應用具有諸多顯著優點：

大幅降低電源容量需求：串聯諧振電源借助諧振電抗器與被試品電容產生諧振，從而生成高電壓和大電流。在整個系統運行過程里，電源僅需提供系統中有功消耗的部分。因此，相較于傳統方式，該裝置進行試驗所需的電源功率大幅降低，僅為試驗容量的 1/Q 。

顯著減輕設備重量與體積：串聯諧振電源系統摒棄了笨重的大功率調壓裝置和普通大功率工頻試驗變壓器。同時，由于諧振激磁電源所需功率僅為試驗容量的 1/Q ，使得整套系統的重量和體積得到極大縮減，通常僅為普通試驗裝置的十分之一到三十分之一，便于設備的運輸與現場操作。

有效改善輸出電壓波形：該裝置的諧振電源采用諧振式濾波電路，能夠對輸出電壓的波形畸變進行有效改善，從而獲得近乎的正弦波形。這一特性可以有效避免諧波峰值對試品造成誤擊穿，保障試驗結果的準確性和試品的安全性。

防止短路電流燒傷故障點：當裝置處于串聯諧振狀態時，一旦試品的絕緣弱點被擊穿，電路會立即脫諧，回路電流會迅速下降至正常試驗電流的 1/Q 。而采用并聯諧振或者試驗變壓器方式進行耐壓試驗時，擊穿電流會瞬間上升幾十倍。相比之下，串聯諧振技術能夠精準定位絕緣弱點，同時避免大的短路電流對故障點造成燒傷。

杜絕恢復過電壓現象：當試品發生擊穿時，由于失去諧振條件，高電壓會即刻消失，電弧也隨之熄滅。并且，恢復電壓的建立過程十分漫長，使得操作人員能夠在其再次達到閃絡電壓前及時斷開電源。這種電壓恢復過程屬于能量積累的間歇振蕩過程，持續時間長，且不會出現任何恢復過電壓，進一步保障了試驗安全。

（二）本裝置的主要功能與技術特點

MEXB-5619 變頻串聯諧振試驗裝置具備以下實用功能和技術優勢：

多重保護功能：裝置配備了過壓、過流、零位啟動、系統失諧（閃絡）等完善的保護功能。其中，過壓過流保護值可根據用戶實際需求進行靈活整定。當試品發生閃絡時，閃絡保護會迅速動作，并自動記錄閃絡電壓值，為后續的試驗分析提供重要數據參考。

便于現場使用：整個裝置的單件重量較輕，最大不超過 40kg，這一設計極大地提高了設備在現場搬運和操作的便捷性，能夠更好地適應各種復雜的試驗環境。

多樣化工作模式：裝置設有三種工作模式，分別為全自動模式、手動模式、自動調諧手動升壓模式。用戶可根據具體的現場情況和試驗需求，靈活選擇合適的工作模式，有效提升試驗效率。

數據存儲功能：該裝置具備數據存儲能力，存入的數據以數字編號，方便用戶快速識別和查找，有助于對試驗數據進行管理和分析。

智能掃頻功能：裝置自動掃頻時，頻率起點可在規定范圍內任意設定，掃頻方向也可根據需求選擇向上或向下。同時，液晶大屏幕會實時顯示掃描曲線，使用戶能夠直觀地判斷是否找到諧振點，操作更加便捷、直觀。

先進平臺技術：采用 DSP 平臺技術，使得裝置能夠根據用戶的個性化需求方便地增減功能和進行升級。此外，該技術還優化了人機交換界面，使其更加人性化，提升了用戶的操作體驗。

二、變頻串聯諧振試驗裝置的技術參數

額定電壓

27.5kV：適用于滿足 10kV 以下電纜交流耐壓試驗需求。

55kV：可滿足 35kV 電纜以及 10kV 變電站系統交流耐壓試驗要求。

輸出電壓波形畸變率：小于 1.0％。

允許連續工作時間：在額定條件下，可一次性連續工作 30 分鐘 。

裝置自身品質因數：Q>50 。

不同負載下品質因數

火力發電機試驗時滿負荷下品質因數：Q>10（與負載相關）。

電纜試驗時滿負荷下品質因數：Q>30（與負載相關）。

主變壓器試驗滿負荷時品質因數：Q>30（與負載相關）。

GIS、開關等試驗滿負荷時品質因數：Q>50（與負載相關）。

輸入電源：單相 380V。

頻率調節范圍：20Hz～300Hz。

系統測量精度：1.5％。

保護功能：裝置具備過壓、過流、零位啟動等保護功能，為試驗安全提供保障。

設備主要配置及參數說明

變頻電源控制箱

數量：1 臺。

額定功率：12kVA。

輸入電壓：單相 220V 或 380V±10%  ，頻率 45～65Hz 。

輸出電壓：0～400V 可調。

輸出電壓頻率：30～300Hz ，0.1Hz 步進可調 ，頻率不穩定度≤0.02%。

輸出電流：0～30A。

高壓諧振電抗器

數量：共 4 臺。

規格：27.5kV/1.82A。

額定工作電壓：27.5kV。

額定工作電流：1.82A。

額定電感量：  70H。

連續工作時間：60min。

溫升：小于 60 度。

工作頻率：30~300Hz 。

激勵變

數量：1 臺。

額定容量：12kVA。

輸入電壓：400V。

輸出電壓：1.5kV/3kV（1.5kV 用于 10kV 以下電纜交流耐壓試驗；3kV 用于 35kV 電纜、10kV 變電站系統交流耐壓試驗）。

電容分壓器

數量：1 臺。

類型：60kV 純電容式。

自身電容量：3000pF。

工作頻率：30～300Hz。

不確定度：1.5%。

額定電壓：60kV/3000pF。

三、變頻串聯諧振試驗裝置的設備應用

（一）10kV 電纜試驗應用

對于 70mm2 、長度不大于 1.0km 的 10kV 電纜，試驗電壓設定為 21.75kV，試驗頻率范圍為 30Hz～300Hz ：

當電纜長度為 1km、截面積為 70mm2 時，對應的電容量范圍為 0.2167μF，最高耐壓試驗值為 21.75kV。

經計算，諧振頻率為 1/6.28×√17.5×0.2167×10-6=35.6Hz。在 35.6Hz 下，最大被試電容量時的試驗電流為 35.6×6.28×0.2167×10-6×21.75×103=5.5A。

針對該試驗需求，應選擇以下設備組合：12kVA 變頻電源； 27.5kV/1.82A 電抗器四臺并聯； 12kVA（1.5kV/8A）激勵變； 60kV 分壓器。

（二）35kV 電纜試驗應用

對于 300mm2 、長度不大于 1.65km 的 35kV 電纜，試驗電壓為 52kV，試驗頻率為 30Hz～300Hz ：

當電纜長度為 1.65km、截面積為 300mm2 時，對應的電容量范圍為 0.321μF，最高耐壓試驗值為 52kV。

計算可得，諧振頻率為 1/6.28×√70×0.321×10-6=35Hz。在 35Hz 下，最大被試電容量時的試驗電流為 35×6.28×0.321×10-6×52×103=3.8A。

滿足該試驗要求的設備配置為：12kVA 變頻電源； 27.5kV/1.82A 電抗器二臺串聯二組并聯； 12kVA（3kV/4A）激勵變； 60kV 分壓器。

四、變頻串聯諧振試驗裝置的常見故障排除

（一）通用注意事項

本試驗設備屬于專業高壓試驗設備，必須由具備高壓試驗專業知識和技能的人員操作使用。在使用前，操作人員應認真、仔細地閱讀設備使用說明書，并通過反復操作訓練，熟練掌握設備的操作方法和流程。

每次進行試驗操作時，操作人員不得少于 2 人。操作過程中，必須嚴格遵守本單位制定的有關高壓試驗的安全作業規程，確保人員和設備安全。

為了保證試驗過程的安全與試驗結果的準確性，操作人員除了要熟悉本產品說明書的各項內容外，還必須嚴格按照國家相關標準和規程進行試驗操作。

在連接設備各聯接線時，務必確保接線正確，避免因接線錯誤導致試驗裝置損壞。

本裝置在使用過程中會輸出高電壓或超高電壓，因此必須可靠接地，以防止發生觸電等安全事故。