串联谐振现场试验技术

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1、变频串联谐振技术资料原理部分一、概述1.1绝缘耐压试验分为直流耐压试验和交流耐压试验两种，交流耐压又分为工频（近工频）高电压试验、冲击高电压试验等。1.2绝缘相关及高压试验技术的一个通用原则是：试品上所施加的试验电压场强必须模拟高压电器的运行工况。高压试验得出的通过与不通过的结论要能代表高压电器中的薄弱点是否对今后的运行带来危害。这就意味着试验中的故障机理应与电器运行中的机理有相同的物理过程。为了加速这一物理过程，试验电压要高于运行电压。根据上述原理，实践中高压电器的交直流耐压试验、雷电冲击、操作冲击试验是最典型的应用。1.3耐压试验的物理模型一切绝缘体，在电场作用

2、下等效模型如右图的多个电路串并联组成，对于不同的材料的绝缘设备，其电容及电阻大小是不同的。一切耐压都是建立在此模型的基础上的。不同的耐压方法它所产生的电压都将加在此模型上；对于直流耐压试验，加在绝缘体上的电压是按照电阻分布的，对于交流耐压试验则是按照电容分布的，选择那种耐压方法是根据绝缘材料的特性和应用场合等多种因素决定地。例如：油纸绝缘电缆采用直流电源试验取得了很成功的试验成果，但直流试验却不适合于交联电缆的试验。实践证明，直流耐压对GIS、GIT、GIB也没有效果。所以现场试验最佳的电源是工频电源，如试验室的电源45-65Hz。根据CIGREWG21.9的建议导

3、则，现场的电缆、GIS试验采用更大频率范围的30-300Hz。现场局放测量可以将产品出厂试验的数据用于现场试验中。二、产生高电压电源的设备2.1直流电源2.1.1工频高压整流为获得直流高电压，通常采用工频高电压经高压硅堆整流而变换成直流高压的方法，如图2.1-1，图中高压变压器输出高压经过高压负半波整流后得到高压，该类设备一般用于电压较低的场合。图2.1-1图2.1-22.1.2串级直流高压发生器利用倍压整流电路作为基本单元，多级串联起来，即可组成一台串级直流高压发生器，如图2.1-2，图中输入电源一般为中频电源，经变压器隔离升压，经过倍压回路产生直流高电压。该设备

4、有重量轻、可移动性好、容量低等优点。2.2交流电源2.2.1传统的试验变压器，可带补偿电抗器，工频。第9页变频串联谐振技术资料图2.2-1图2.2-22.2.2可调电感式谐振系统，工频。2.2.3调频式谐振系统，固定电抗器，通过变频电源将一可调频率电压加到试品上，改变频率以大到谐振。2.2.4超低频交流电源、振荡电源、冲击电源等，略一、定义3.1串联谐振（电压谐振）由电感（感性试品）与电容（容性试品）以及中压电源串联组成。改变回路参数或电源频率，回路即可调谐至谐振，同时将有一个幅值远大于电源电压，且波形接近于正弦波的电压加在试品上。谐振条件和试验电压的稳定性取决于电

5、源频率和试验回路特性的稳定性。当试品放电时，电源输出的电流较小，从而限制了对试品绝缘的损坏。3.2并联谐振（电流谐振）由电感（感性试品）与电容（容性试品）以及中压电源并联组成。改变回路参数或电源频率，回路即可调谐至谐振，同时将有一个幅值远大于电源电流，且波形接近于正弦波的电压加在试品上。谐振条件和试验电压的稳定性取决于电源频率和试验回路特性的稳定性。当试品放电时，电源输出的电流较小，从而限制了对试品绝缘的损坏。3.3谐振电抗器用于同试品电容进行谐振，以获得高电压或大电流的电抗器。3.4电容分压器采用电容元件，由高压臂和低压臂组成的转换装置。输入电压加到整个装置上，而

6、输出电压则取自低压臂。通常低压臂输出电压恒定为100VAC。3.5励磁变压器用于给谐振电抗器、试品提供能量的变压器。3.6变频电源可连续调整输出频率和电压的电源转换设备。3.7峰值表能够测量交直流电压的各种参数的仪表。峰值表常与分压器组合，测量高电压的3.8高压电流流过谐振电抗器、试品的电流，等于谐振回路电流。3.9励磁电压励磁变压器的输入电压。3.10励磁电流励磁变压器的输入电流。3.11电压比（占空比）在变频电源的逆变电路中，逆变电路为开关电路，电压的调节是以开关开通的时间来控制的。电压比指的是开关开通时间与关断时间之比。在串联谐振回路，电压比是相对量，相对控制

7、变频电源输出电压或容量。第9页变频串联谐振技术资料3.12品质因素（Q值）试品所获得的容量与励磁变压器输出容量之比。在串联谐振回路，可用试品的电压值与励磁变压器的输出电压之比或串联谐振回路的无功与有功之比代替。品质因素主要取决于谐振电抗器的品质因素，约等于谐振电抗器的感抗与直流电阻之比。3.13试验电压值试验电压值指其峰值除以√23.14容许偏差在整个试验过程中试验电压的测量值应保持在规定电压值的±1％以内；当试验持续时间超过60s时，在整个试验过程中试验电压测量值可保持在规定电压值的±3％以内。3.15局部放电是指设备绝缘系统中部分被击穿的电气放电，这种放电可