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串联谐振做耐压试验的优点
2021-11-17

使用串联谐振做耐压试验的优点


一、什么是串联谐振耐压设备


串联谐振耐压设备是由变频电源、励磁变压器、电抗器和电容分压器组成的,分为调频式和调感式装置。串联谐振是一种线路性质。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。本文章将深度介绍串联谐振耐压设备做耐压试验的优点。


串联谐振耐压设备主要用于10kV、35kV、110kV的交联橡塑电力电缆,66kV、110kV、220kV 组合电器(GIS)的变频交流耐压试验,水力和火力发电机或电力变压器等的工频交流耐压试验。其基本原理是采用可调节(30--300Hz)串联谐振试验设备与被试品电容谐振产生交流试验电压,其优点如下:


串联谐振耐压设备

二、串联谐振耐压设备优点


(1)安全性更强


若被试品击穿闪络时,因失去谐振条件,谐振条件破坏,谐振中止,高压消失,电流下降,高电压也立即消失,电弧立刻熄灭,不会出现任何恢复过电压,装置的保护回路动作,切断输出。则不致造成被试品击穿电点扩大。


(2)试验设备容量小


串联谐振耐压设备的重量轻,体积小,便于使用和运输。对试验的电源容量要求低,试验容量大,价格稍稍比同容量的试验变压器柜。容量在50KVA以内,建议用试验变压器。对于小型的变压器,电机等设备,试验时要求电源是工频的,用试验变压器比较方便。串联谐振电源中,不但省去了笨重的大功率调压装置和普通的大功率工频试验变压器。串联谐振耐压设备系统重量和体积较小,一般为普通试验装置的1/5~1/10。


(3)为普通试验变压器的1/Q


串联谐振耐压设备利用谐振电抗器和被试品电容产生谐振,此时试品上的电压是励磁变高压端输出电压的Q倍。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。初期多采用调感式串联谐振设备(50Hz),但存在自动化程度差、噪音大等缺点。因此现在大多采用变频谐振,可以得到更高的品质因数(Q 值),并具有自动调谐、多重保护、以及降低噪音、灵活的组合方式、单件重量轻等优点。


在我们了解过串联谐振耐压设备与被试品电容谐振产生交流试验电压,由于电缆的电容量较大,采用传统的工频试验变压器很笨重、庞大、且大电流的工作电源现场不易取得,因此一般都采用串联谐振交流耐压试验设备。其输入电源的容量能显著降低,所需电源容量大大减小。系列串联谐振耐压设备是利用是谐振电抗器和被试品电容产生谐振,从而得到所需高电压和大电流的,在整个系统中,电源只需要提供系统中有功消耗的部分,因此,试验所需的电源功率只有试验容量的1/Q倍(Q为品质因素)。


(5)输出波形不易畸变


由于回路有高阻抗抑制,谐波容易衰减,谐振电源是谐振式滤波电路,能改善输出电压的波形畸变,获得很好的正弦波,有效地防止了谐波峰值引起的对被试品的误击穿,改善输出电压波形。


(6) 防止大的短路电流烧伤故障点


串联谐振耐压设备在谐振状态,当被试品的绝缘弱点被击穿时,电路立即脱谐(电容量变化,不满足谐振条件),回路电流迅速下降为正常试验电流的1/Q。而采用并联谐振或者传统试验变压器的方式进行交流耐压试验时,击穿电流立即上升几十倍,两者相比,短路电流与击穿电流相差数百倍。所以,串联谐振能有效地找到绝缘弱点,又不存在大的短路电流烧伤故障点的忧患。


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