變頻串聯(lián)諧振裝置的耐壓試驗原理

變頻串聯(lián)諧振裝置大電容量的電氣工程設備(如大型發(fā)電機組、電力變壓器、電力電容器、GIS、電力電纜等)在一定工作頻率范圍內的絕緣耐受與工頻耐壓具有一定的等效性，我們就為利用變頻試驗檢測裝置的電感與被試品的電容串聯(lián)產生影響諧振電壓來進行信息交流耐壓試驗設計提供了可能，且由于通過試驗裝置的勵磁電壓低、重量輕，非常方便于在施工人員現(xiàn)場管理使用。現(xiàn)就變頻串聯(lián)諧振試驗裝置原理和特點的體會進行全面闡述。

　　一、 變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置原理

　　串聯(lián)諧振產生的基本原理是: 在 r-l-c 電路中

　　串聯(lián)諧振設備的原理

　　由電工理論知識可以得到：Uc=I/ωC,UL=I*ωL，UR=I*R，U=Uc+UL+UR，當LRC串聯(lián)一個回路中的感抗與試品容抗相等時，電感中的磁場進行能量與試品電容中的電場產生能量之間相互影響補償，中試研究控股試品所需的無功輸出功率控制全部由電抗器產品供給，電源系統(tǒng)只提供回路的有功損耗。電源工作電壓與諧振回路通過電流同相位，電感上的電壓降與電容上的壓降大小是否相等，相位變化相反。，當 ωL=1/ωc，回路的諧振出現(xiàn)頻率f=1/2π√LC，也就是說，電路結構發(fā)生問題串聯(lián)諧振，電源管理提供一些很小的勵磁電壓，試品上就能不斷得到具有很高的電壓,電源使用頻率為諧振網絡頻率。

　　二、電壓力測試裝置的串聯(lián)諧振頻率特性

　　利用進行串聯(lián)一個諧振工作原理在回路中產生高電壓,一般使用頻率為30~300Hz。串聯(lián)諧振中的直流高壓發(fā)生器設計原理：

　　當滿足設備的工頻(f)，電感(L)和電容(C)時，電路處于串聯(lián)諧振狀態(tài)：f=1/2π√LC，電路中電流.測試設備電壓為Ucx=I/ωCx輸出電壓與勵磁電壓之比為測試電路的質量因數(shù)：Q=Ucx/Ulx=(ωL)/R，由于測試電路中電阻R小，因此測試電路質量因數(shù)很大。 通常高達50或以上，導頻保持的輸出電壓是勵磁電壓的50倍，因此，使用較低容量的測試變壓器可以獲得較高的測試電壓。 這樣，在一般交流耐壓試驗中，試驗變壓器容量不能滿足試驗要求。電容與電感的關系ωL=1/ωc，。 2因為對于樣品來說，電容是固有的，測試用的可調電感也是非常昂貴的，所以解決問題的方法是改變工頻回路的諧振頻率，在初始電壓下，當UC變化到最大值時，當導頻保持增加或減少頻率時，諧振電壓減小，頻率是諧振，電壓是諧振點電壓，勵磁電壓增加諧振電壓，以達到測試電壓的目的。 此外，由于測試電路是諧振的，回路本身具有良好的濾波效果，設備兩端的功率波形中的諧波分量大大減少，從而輸出了良好的正弦波形。 當樣品放電或擊穿時，即電路的中位電容短路，諧振條件被破壞，電壓下降，恢復電壓緩慢上升，樣品上沒有瞬態(tài)過電壓，電源提供的短路電流受到電抗的限制，從而限制了被測設備的損壞程度。