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串联谐振交流耐压试验
2021-08-01

在具有电阻R、电感L和电容C元件的交流电路中,电路两端的电压与其中电流位相一般是不同的。如果调节电路元件(L或C)的参数或电源频率,可以使它们位相相同,整个电路呈现为纯电阻性。电路达到这种状态称之为谐振。在谐振状态下,电路的总阻抗达到极值或近似达到极值。


研究谐振的目的就是要认识这种客观现象,并在科学和应用技术上充分利用谐振的特征,同时又要预防它所产生的危害。在具有电感和电容的电路中,总电压和总电流的相位一般是不同的,若调节电路的L,C或电源频率f,使总电压和总电流达到同相位,这时电路中就产生了谐振现象。处于谐振状态的电路,称为谐振电路。谐振电路在电子技术中有着广泛的应用,例如电视机高频头的调谐电路、收音机的中频放大器等。但在某些电路中由于谐振的发生,也会造成不利的影响,甚至损坏电气设备,应设法加以避免。


变频串联谐振试验装置


变频串联谐振试验装置适用于大容量,高电压的电容性试品的交接和预防试验。主要针对6kV-500kV电力变压器、GIS、开关、母线、互感器等变电站容性设备,6kV-220kV高压交联电缆,出口电压20kV及以下电压等级的电动机/发电机等交流耐压试验,及其35kV-500kV电压等级CVT升压校验试验。


1、6kV-500kV高压交联电缆的交流耐压试验


2、发电机的交流耐压试验


3、GIS和SF6开关的交流耐压试验


4、6kV-500kV变压器的工频耐压试验


5、其它电力高压设备如母线,互感器的交流耐压试验。


串联谐振试验装置:就是做耐压试验的设备,它是中试控股为了满足大容量的被试品要求,而研发的设备。它是一套组合设备。


采用了调节电源的频率的方式使得电抗器与被试电容器实现谐振,在被试品上获得高电压大电流,是当前高电压试验的一种新的方法和潮流,在国内外已经得到广泛的应用。


由调频调压电源、励磁变压器、电抗器、电容分压器组成。


对比


串联谐振 VS 工频耐压试验装置:满足大容量被试品耐压试验,体积、重量却比工频耐压小很多,易于搬运


串联谐振 VS 超低频高压发生器:中试控股超低频主要针对10kV/35kV这两种规格的电缆,串谐可适用电缆、主变、发电机、CVT、开关等


串联谐振 VS 直流高压发生器:直流高压发生器施加的“直流耐压”;串联谐振施加的“交流耐压”


适用于:电力变压器、电力电缆、发电机、电动机、GIS、开关、绝缘子、PT、CT、绝缘工器具、母线、CVT效验等


常用的谐振电路有串联谐振和并联谐振。


串联谐振电路


在RLC串联电路中曾经讨论过,当XL=XC时,电路的电压和电流的相位相同,电路呈纯电阻性,这种现象叫做串联谐振,


谐振条件和谐振频率


根据串联谐振的定义,当电路发生谐振XL=XC时,因此产生串联谐振的条件为XL=XC


谐振时电源的频率称为谐振频率,以f0表示。


串联电路谐振时的频率仅由电路本身的参数L和C确定。因此,f0又称为电路的固有频率。改变电源频率f或元件L,C,都可使电路谐振。


谐振电路工作原理


主要是指电感、电容并联谐振组成的LC振荡器。因为LC回路有选频特性。理由:回路的等效阻抗Z=(-J/ωC)//(R+JωL),可知,阻抗Z与信号频率有关。不同频率的信号电流(同等大小的电流)在通过回路时,产生的电压是不同的。只有一个频率的信号电流产生的电压最大,就是当信号角频率ω=ω0=1/√LC时。此时回路阻抗最大,叫做并联谐振。


串联谐振的特点


1.电流与电压同相位,电路呈纯电阻性。


2.串联谐振时电路阻抗最小,在电压一定时,电路中电流最大。当发生串联谐振时,其电抗为:X=XL-XC=0


3.串联谐振时电感两端的电压,电容两端的电压比总电压大许多倍。因为串联谐振时UL=UC,两者相位相反,相互抵消,这时U=RI。


电压谐振也有其不利的一面。例如,在电力工程中,由于本身工作电压就很高,一旦谐振发生,则在电感线圈和电容上将产生非常高的电压,造成电容和电感线圈的绝缘击穿、设备损坏等事故。因此,在电力工程上应尽量避免电压谐振。


4.电源与负载之间不发生能量互换,能量互换只发生在电感元件与电容元件之间,电源供给的能量全部被电阻所消耗。

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