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串联谐振电源的电磁兼容试验
2021-06-29

电力设备高电压试验中,各种大型变压器及发电机的交流耐压实验需要定期进行,常规的交联聚乙烯绝缘电缆直流耐压试验因为会对电缆绝缘造成误伤而不再推荐,改而开展交流耐压试验,受试设备容量巨大,常规的交流耐压试验设备的容量、体积、重量也很大,不利于在现场开展检测,串联谐振试验设备的出现改变了高电压试验的这种困境,串联谐振耐压试验技术具有很多优点:串联谐振电源只需要提供试验回路中消耗的有功,所需电源容量大大减小,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,试验设备的重量和体积大大减少,谐振电源的谐振式滤波电路改善输出电压的波形,防止了谐波峰值对试品的误击穿,当试品的绝缘弱点被击穿时,电路立即脱谐,回路电流迅速下降,防止大的短路电流烧伤故障点,试品发生击穿时,因失去谐振条件,高电压也立即消失,电弧即刻熄灭不会出现任何恢复过电压。


串联谐振


  在发电厂、变电站进行串联谐振技术进行高电压试验,工作场所比较复杂,试验使用的电源容易受到各种负荷如电动机、鼓风机的影响不稳定,环境中的电磁辐射,如运行中的空心电抗器、高压带电体上的电晕放电,以及雷电、操作波带来的冲击浪涌,工作场所的静电放电等,会对串联谐振电源产生骚扰,影响其稳定性,还会对试验操作人员造成不可预料的伤害,本文的试验研究关注串联谐振电源在复杂的工作场所和电磁环境中受到各种干扰时的抗干扰能力,及其工作的稳定性,

  对串联谐振电源装置的电磁兼容试验包括静电放电试验,电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度试验,电快速瞬变脉冲群抗扰度试验以及浪涌抗扰度试验。

在低相对湿度,使用低导电率地毯和乙烯基服装时,电气和电子设备容易来自操作者和临近物体的静电放电干扰,因此需要对串联谐振电源装置进行静电放电抗扰度试验,在电网、电力设施发生故障或负荷突然出现大的变化时,会产生电压暂降或短时中断的现象,当连接到电网的负荷连续变化时则会引起电压的变化,这些现象会对电气和电子设备造成影响,与低压供电网连接的电气和电子设备需进行电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验,电快速瞬变脉冲群是由电感性负载(如继电器、接触器等)在断开时,由于开关触点间隙的绝缘击穿或触点弹跳等原因,在断开处产生的暂态骚扰,当电感性负载多次重复开关,则脉冲群又会以相应的时间间隙多次重复出现,这种暂态骚扰能量较小,一般不会引起设备的损坏,但由于其频谱分布较宽,所以会对电子、电气设备的可靠工作产生影响,为检验电子、电气设备在遭受这类暂态骚扰影响时的性能,需进行电快速速变脉冲群试验,浪涌冲击来源主要有两种,1)雷电浪涌:雷电击中户外线路,有大量电流流入外部线路或接地电阻,因而产生的干扰电压,感应雷的磁场在线路上感应出的电压或电流,雷电击中了附近的地面,地电流通过公共接地系统时所引入的干扰,2)操作浪涌:主电源系统切换时(例如投切补偿电容组)产生的干扰,在靠近设备附近有一些较大型的开关在跳动时所形成的干扰,切换有谐振线路的晶闸管设备,设备接地网络或接地系统间产生的短路或飞弧故障,需要对串联谐振电源装置进行浪涌冲击抗扰度试验:

  1)接触式和空气中的静电放电对串联谐振电源装置均会产生干扰,影响设备正常工作,电源电压暂降到40%和70%时以及短时中断时,设备均不能正常工作,电源电压电压变化到70%时串联谐振电源装置部分功能失常,浪涌抗扰度试验使串联谐振电源装置不能正常工作,电快速瞬变脉冲群带来的干扰对串联谐振电源装置未产生任何影响;

  2)工作场所、环境中遭受的静电放电,工作电源电压的暂降、短时中断和电压变化以及雷电活动或系统电源切换时造成的浪涌冲击,都会对串联谐振电源装置造成严重干扰:设备在运行中突然关机会造成试验所产生的交流高电压瞬降,影响交流耐压试验效果的判断,升压控制功能失灵,会导致整个串联谐振试验回路产生的高电压瞬间升高,乃至超出被试设备的绝缘水平,误伤被试设备,工作电源的长期不稳定,造成串联谐振试验装置工作状态不稳,累积效应会导致装置加速老化,影响其使用寿命;

  3)采取屏蔽手段,有效屏蔽静电放电带来的电磁干扰,试验电源应与其他大功率负荷隔离,并采取稳压措施,保证工作电源质量,低压试验电源母线应装备电涌防护设备,有效防止浪涌冲击对串联谐振试验装置的影响和破坏。

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