串联谐振耐压试验原理讲解

变频串联谐振的耐压试验原理解析

介绍了变频串联谐振耐压试验的原理。

首先，介绍以下组成部分：

变频串联谐振测试仪主要由变频控制器、励磁变压器、高压电抗器、高压分压器等组成。变频器控制器分为两类，控制台20kw及以上，便携箱20kw及以下，由控制器和滤波器组成。

变频控制器的主要功能是将380V或200V工频固定幅值和频率的正弦交流电转换成振幅和频率可调的正弦波。为整套设备提供动力。励磁变压器的作用是将变频电源的输出电压提高到适当的试验电压。高压电抗器L是谐振回路的重要组成部分。当电源频率为1/(2π*lcx)时，它与被摄体CX串联谐振。

变频串联谐振大容量电气设备(如大型发电机组、电力变压器、电力电容器、GIS、电力电缆等)的绝缘容限在一定频率范围内相当于工频电压容限。因此，可以利用变频试验装置的电感和被测产品的电容器产生的谐振电压进行交流耐压试验，而且由于试验装置的励磁电压低，重量轻，在施工现场使用非常方便。介绍了变频串联谐振试验装置的特点、原理及实际应用。
 

变频串联谐振耐压试验装置的特点
 

利用串联谐振原理产生高压回路，一般频率为30~300 Hz。直流高压发电机串联谐振如下图所示：
 

变频串联谐振试验装置

当被测设备的电源频率(F)、电感(L)和电容(C)满足以下条件时，电路处于串联谐振状态：F=1/2π√LC，回路电流为I=ULX/R，Ucx=i/ωcx输出电压与励磁电压之比是测试回路的品质因数：q=ucx/ulx=(ωL)/R，因为测试回路中的电阻R很小，所以测试回路的品质因数很大。通常，输出电压是励磁电压的50倍。因此，采用低容量试验变压器可以获得较高的测试电压。解决了一般交流耐压试验中试验变压器容量不能满足试验要求的问题。在这一点上，电容和电感的关系是ωL=1/ωc，因为对于一个样品来说，电容是固有的，而且用于测试的可调电感的价格非常昂贵。因此，解决这一问题的方法是改变电源频率环的谐振频率，在初始电压下调整电路的频率，并观察当UC的变化达到较大值时，谐振电压会随着频率的增加或降低而降低。此时频率为谐振频率，此时电压为谐振点电压，增大励磁电压可提高谐振电压，从而达到测试电压的目的。此外，由于测试回路处于谐振状态，电路本身具有良好的滤波功能，并且在设备两端大大降低了电源波形中的谐波分量，从而输出了良好的正弦波。当样品放电或击穿时，即电路的等效电容发生短路，破坏了共振条件，电压明显下降，恢复电压缓慢上升，样品中不发生瞬态过电压，电源提供的短路电流被限制电抗，从而限制被测设备的损坏程度。