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串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置原理及適用范圍

串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置主要用于電力設(shè)備(如電纜、變壓器、GIS等)的高壓耐壓試驗(yàn),利用諧振原理在試品上產(chǎn)生高電壓,同時(shí)降低電源容量需求。

串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置主要由以下部分組成:

變頻電源:提供可調(diào)頻率(通常30-300Hz)的交流電源,用于激勵(lì)諧振電路。

勵(lì)磁變壓器(可選):提升變頻電源輸出電壓,匹配諧振回路輸入。

電抗器(電感L):可調(diào)或固定電感,與試品電容形成諧振。

電容分壓器(高壓測(cè)量系統(tǒng)):測(cè)量試品兩端的高電壓,反饋至控制單元。

試品(等效電容C):被測(cè)設(shè)備(如電纜、GIS、變壓器等)的等效電容。

控制系統(tǒng):自動(dòng)調(diào)諧、升壓、保護(hù)及數(shù)據(jù)記錄功能。

串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置

串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置工作原理

諧振條件:調(diào)節(jié)變頻電源頻率f,使f=1/2π√LC ,此時(shí)電路阻抗最小(Z=R),電流最大。

電壓放大效應(yīng):電抗器(L)和試品(C)兩端電壓遠(yuǎn)高于輸入電壓UL=UC=Q×Uin,其中Q為品質(zhì)因數(shù)(通常10-100)。

電源僅需提供較小的有功功率(主要補(bǔ)償回路損耗)。

試驗(yàn)過(guò)程:

調(diào)節(jié)變頻電源頻率,使電路諧振。

緩慢升高電壓至試驗(yàn)值,并保持規(guī)定時(shí)間。

通過(guò)分壓器監(jiān)測(cè)電壓,確保穩(wěn)定性和安全性。

串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置適用范圍

適用于高電壓、大容量設(shè)備的交流耐壓試驗(yàn),如:

電力電纜(XLPE電纜、高壓交聯(lián)電纜)

GIS(氣體絕緣開(kāi)關(guān)設(shè)備)

變壓器、發(fā)電機(jī)

高壓套管、避雷器

其他容性試品

串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置優(yōu)勢(shì):

相比傳統(tǒng)工頻耐壓試驗(yàn),所需電源容量小(僅需補(bǔ)償損耗)。

輸出電壓波形好(接近正弦波),對(duì)試品損傷小。

可避免大電流沖擊,適用于長(zhǎng)電纜等大電容試品。

使用方法

試驗(yàn)前準(zhǔn)備

檢查設(shè)備完好性,確保接地可靠。

計(jì)算試品電容C,選擇合適的電抗器組合(使諧振頻率在30-300Hz范圍內(nèi))。

連接電路:變頻電源 → 勵(lì)磁變壓器(可選)→ 電抗器 → 試品 → 分壓器 → 地。

試驗(yàn)步驟

自動(dòng)調(diào)諧:?jiǎn)?dòng)變頻電源,自動(dòng)掃描頻率,找到諧振點(diǎn)(電流最大或相位差為零)。

升壓試驗(yàn):緩慢升高電壓至目標(biāo)值(如1.5-2倍額定電壓),保持規(guī)定時(shí)間(通常5-60分鐘)。

監(jiān)測(cè)與記錄:觀察電壓、電流波形,確保無(wú)異常放電或擊穿。

降壓停機(jī):試驗(yàn)完成后,逐步降壓至零,斷開(kāi)電源并放電。

注意事項(xiàng)

安全事項(xiàng)

接地可靠:所有設(shè)備必須良好接地,防止高壓反擊。

安全距離:試驗(yàn)區(qū)域設(shè)置圍欄,防止人員誤入高壓區(qū)。

放電操作:試驗(yàn)后必須對(duì)試品充分放電,避免殘余電荷危險(xiǎn)。

設(shè)備操作

避免過(guò)電壓:諧振時(shí)電抗器和試品兩端電壓極高,確保設(shè)備耐壓等級(jí)足夠。

防止失諧:試品變化(如電纜擊穿)可能導(dǎo)致諧振頻率偏移,需實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

控制升壓速度:緩慢升壓,避免電壓突變損壞試品或裝置。

環(huán)境要求

濕度控制:高濕度可能影響絕緣,應(yīng)在干燥環(huán)境下試驗(yàn)。

電磁干擾:遠(yuǎn)離強(qiáng)電磁場(chǎng),避免影響測(cè)量精度。

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