串联谐振试验装置原理

发布日期：2020-05-09　点击：1273次

串联谐振试验装置是利用调谐电感与负荷电容使之产生工频串联谐振，以获得工频试验电压的串联谐振试验装置。串联谐振由隔离变压器、调频调压电源、激励变压器、电抗器和电容分压器组成。被试品的电容与电抗器构成串联谐振连接方式；分压器并联在被试品上，用于测量被试品上的谐振电压，并作过压保护信号；调频功率输出经激励变压器耦合给串联谐振回路，提供串联谐振的激励功率。

串联谐振原理 ：

利用调谐电感与负荷电容使之产生工频串联谐振，以获得工频试验电压的设备。

由变频电源、励磁变压器、电抗器和电容分压器组成。被试品的电容与电抗器构成串联谐振连接方式；分压器并联在被试品上，用于测量被试品上的谐振电压，并作过压保护信号；调频功率输出经励磁变压器耦合给串联谐振回路，提供串联谐振的激励功率。

串联谐振试验装置是一代专门用于容性试品交流耐压试验的设备，广泛用于各种高压交联电缆,变压器,发电机,GIS开关,电动机的交流耐压试验，SF6开关变频调频串联谐振串谐工频交流耐压试验成套仪器设备。

常见的工频耐压设备大致可分为两类：其一是普通的升压变压器系统;其二是串联谐振试验系统。这两种试验系统各有长短，互为补充，用户可根据自身试品的试验要求进行选择。这类系统由调压器、升压变压器、分压器和控制台组成，其电路原理图如图1所示。

变压器是一种常见的电气设备，可用来把某一数值的交变电压变换为同频率的另一数值的交变电压。升压变压器就是用来把低数值的交变电压变换为同频率的另一较高数值交变电压的变压器。其在高频领域应用较广，如逆变电源等。

升压变压器系统工作原理是：由调压器输出一个可变电压供给升压变压器，由升压变压器将电压升至电缆试验所需要的电压值。

串联谐振，是由变频电源、励磁变压器、电抗器和电容分压器组成。被试品的电容与电抗器构成串联谐振连接方式;分压器并联在被试品上，用于测量被试品上的谐振电压，并作过压保护信号;调频功率输出经激励变压器耦合给串联谐振回路，提供串联谐振的激励功率。

串联谐振试验系统工作原理：已知在回路频率f=1/2π√LC时，回路产生谐振，此时试品上的电压是励磁变高压端输出电压的Q倍。Q为系统品质因素，即电压谐振倍数，一般为几十到一百以上。先通过调节变频电源的输出频率使回路发生串联谐振，再在回路谐振的条件下调节变频电源输出电压使试品电压达到试验值。由于回路的谐振，变频电源较小的输出电压就可在试品CX上产生较高的试验电压。串联谐振试验系统工作原理如下图所示：

由于电缆是一个电容性负载，升压变压器输出到电缆上的工频电压将会有容升效应，容升的大小与电缆电容量大小及升压变压器和电缆电容的谐振有关，通常容升可能会超过20%～30%。因此，需要在升压变压器的输出端并联一个分压器，以准确测量电缆上的试验电压，防止电缆上电压过高而损坏电缆的绝缘。这种试验系统的优点是线路简单，操作方便，并可对有绝缘缺陷的电缆进行加压燃烧，以发现故障点。缺点是系统体积大，输出功率与输入功率相同，耗电大，斌品击穿时升压变压器的高压输出直接对地放电，容易造成地电位升高，设备损坏，威胁人身安全。而且，由于电缆燃烧的程度较难把握，常常会出现几层电缆全被烧毁的情况，给电缆厂造成不必要的损失。

由于电力发展的需要，电缆厂生产的电缆，电压等级越来越高，截面积越来越大，长度越来越长，因此，出厂耐压试验设备的容量也随之越来越大。通常的升压变压器试验系统由于自身的缺陷，已无法满足电缆出厂耐压试验的要求。尤其是随着两网改造的深人，对架空绝缘导线和高压交联电缆的需求日益增大，因串联谐振耐压试验装置适用于电力电缆串联谐振、电力变压器串联谐振、发电机组(水力发电机或火力发 电机组)、电机串联谐振、开关柜串联谐振、GIS开关等大容量，高电压的电容性试品的交接和预防性试验。使更为先进、经济的串联谐振耐压试验系统逐渐被广大电缆厂所接受。