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工频串联谐振耐压试验原理
2021-07-12

工频串联谐振耐压试验装置主要由变频控制器、励磁变压器、高压电抗器、高压分压器组成。变频控制器分两大类,20KW及以上为控制台式,20KW及以下为手提箱式;它由控制器和过滤器组成。


变频控制器的主要作用是将380V或200V的工频、幅频固定的正弦交流电转换成幅频可调的正弦波。并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合适的试验电压。高压电抗器L是谐振电路的重要组成部分。当电源频率等于1/(2π√LCX)时,会与被测产品CX串联谐振。


工频串联谐振耐压试验装置。大容量用电设备(如大型发电机组、电力变压器、电力电容器、GIS、电力电缆等)在一定频率范围内具有一定的绝缘耐受性和工频耐受电压。有效性,这样就可以利用变频测试装置的电感与被测产品的电容串联产生谐振电压进行交流耐压测试,而且由于测试装置的激励电压低,重量轻,在施工现场非常方便。用。介绍了变频串联谐振试验装置的特点、原理和实际应用中的一些经验。


串联谐振


一、工频串联谐振耐压试验装置特点


利用串联谐振原理在回路中产生高压,一般频率为30~300Hz。串联谐振的直流高压发生器如下图所示:


当被测设备的电源频率(f)、电感(L)和电容(C)满足下式时,环路为串联谐振。此时:f=1/2π√LC,回路中的电流为I=Ulx/R,测试设备电压为Ucx=I/ωCx。输出电压与激励电压的比值是测试电路的品质因数:Q=Ucx/Ulx=(ωL)/R。由于测试电路中的电阻R很小,测试电路的品质因数非常高。大的。一般正常情况下可以达到50以上,输出电压是励磁电压的50倍,所以用较小容量的试验变压器可以获得较高的试验电压。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。这时候电容和电感的关系是ωL=1/ωc,因为对于某个样品来说,电容是固有的,而且测试用的可调电感的价格也很贵,所以解决问题的办法介绍改变工频电路的谐振频率,在初始电压下调整电路的频率,观察当Uc的变化达到最大值时,随着频率的升高或降低,谐振电压会降低。此时的频率为谐振频率,此时的电压为谐振点电压,增加励磁电压可以提高谐振电压,从而达到测试电压的目的。另外,由于测试电路处于谐振状态,电路本身具有很好的滤波效果,电源波形中的谐波成分在器件两端大大降低,从而输出良好的正弦波形。当测试样品放电或击穿时,即电路中间值电容短路,谐振条件被破坏,电压下降明显,恢复电压上升缓慢,样品无瞬态过电压发生,电源提供的短路电流受电抗的影响。限制和减少,从而限制对被测设备的损坏程度。


2、工频串联谐振耐压试验装置原理


串联谐振发生的基本原理是:在R-L-C电路中


工频串联谐振耐压试验装置原理


从电工知识中得到:Uc=I/ωC,UL=I*ωL,UR=I*R,U=Uc+UL+UR,当LRC串联电路中的感抗等于样品的容抗时,样品电容器中的磁场能量和电场能量相互补偿,样品所需的无功功率全部由电抗器提供,电源仅提供回路的有功损耗。电源电压与谐振回路电流同相,电感上的压降等于电容上的压降,但相位相反。从图1可以看出,当ωL=1/ωc时,环路的谐振频率f=1/2π√LC,即电路中发生串联谐振,电源提供很小的激励电压。电压和电源频率是谐振频率。

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