浅谈变频串联谐振耐压试验装置的特点及应用

摘要 ：本文结合BXZ变频串联谐振耐压试验装置的原理及功能特点，结合实际使用情况介绍变频串联谐振耐压试验装置在高压试验中的应用。

Abstract: the principle and function characteristics of this combination of BXZ series resonance frequency withstand voltage test device, combined with practical application of the variable frequency series resonance test device in high voltage test use case.

关键词 :串联谐振、耐压试验 、电缆试验

Keywords: resonant, pressure test, test cable series

中图分类号：TM921.51文献标识码： A 文章编号：1 、变频串联谐振耐压试验装置的发展状况 随着科技进步、电力事业的快速发展，特别是近几年来“城乡两网改造”、高压交联电缆及GIS（组合电器）得以广泛应用且电缆的容量和长度不断攀升，以往的直流耐压试验不能正确反映上述设备的实际绝缘性能，而做为最佳试验手段的普通工频试验设备在大容量的情况下又显得极为笨重，不适合现场使用。因而针对这一现场试验要求，我公司购买了变频串联谐振耐压试验装置。它的智能化和小型化，大大减轻了试验人员的体力劳动而且提高了工作效率。

变频串联谐振耐压试验装置广泛应用于电力、冶金、石油、化工等行业，不仅可对各种规格的XLPE等电力电缆、GIS、断路器、套管进行交流耐压试验，通过一定的频率限制，还可检测大型发电机组、电力变压器、互感器等电气设备的耐压水平。2、串联谐振原理

谐振是由 R、L、C 元件组成的电路在一定条件下发生的一种特殊现象。首先，我们来分析R、L、C 串联电路发生谐振的条件和谐振时电路的特性。图1所示R、L、C 串联电路，在正弦电压U 作用下，其复阻抗为：

式中电抗X＝Xl—Xc 是角频率ω的函数，X 随ω变化的情况如图2 所示。当ω从零开始向∞变化时，X 从﹣∞向﹢∞变化，在ω＜ωo 时、X＜0，电路为容性；在ω＞ωo 时，X＞0，电路为感性；在ω＝ωo 时

图1 图2

此时电路阻抗Z(ωo)＝R 为纯电阻。电压和电流同相，我们将电路此时的工作状态称为谐振。由于这种谐振发生在R、L、C 串联电路中，所以又称为串联谐振。式1 就是串联电路发生谐振的条件。由此式可求得谐振角频率ωo 如下：

谐振频率为

由此可知，串联电路的谐振频率是由电路自身参数L、C 决定的．与外部条件无关，故又称电路的固有频率。当电源频率一定时，可以调节电路参数L 或C，使电路固有频率与电源频率一致而发生谐振；在电路参数一定时，可以改变电源频率使之与电路固有频率一致而发生谐振。

3、 变频串联谐振耐压试验装置的主要功能 变频串联谐振耐压试验装置采用16位精细调频、调压软件、10KHz载波频率、SPWM技术和进口原装IPM整体模块等配件，由变频调压电源、激励变压器、高压电抗器、高精度电容分压器和补偿电容器组成。变频调压电源，既可改变其输出的频率，又可改变其输出的电压。激励变压器，起电磁耦合及电压变换的作用，并按自身的变比来提升电压。电抗器，与被试品串联，构成LC串联谐振电路。分压器，用来测量被试品上的电压，同时作为采样信号反馈给变频调压电源。补偿电容器，用来补偿小电容试品，使谐振频率达到规定范围。

4、 变频串联谐振耐压试验装置的优点缺点。

4.1 体积小、重量轻、操作方便。绿屏幕显示试验数据、试验状态，并有实时操作步骤提示功能。能灵活整定试验电压、调频范围、加压时间。试验结果能计算出被试品电容。分辨率高：频率分辨率为0.1Ｈz。安全可靠性高。装置具有过电流、过电压、IPM及放电保护功能，可有效保护人身及设备安全。试验结果可打印。

4.2具有自动和手动选频功能，供试验人员选择。

4.3 电抗器底座距离地面稍近，在恶劣环境偶尔引起对地放电引起设备系统故障，需额外垫上绝缘地毯增加绝缘性。

4.4显示屏有时会出现系统故障，无法判别是接线错误，还是被试品耐压不合格引起，需要试验人员凭专业知识反复检查或者再试验，判断得出结论，增加了风险性。

5 、应用案例故障分析。

仪器使用过程中不能谐振或出现保护现象常用解决方法注意事项。

5.1整个测试接线有问题

5.2地线接触不良或部分回路地线没接（注阻值应在5Ω以内为好）

5.3试品回路中的频率不在30~300Hz之间，整个回路不能谐振（改变C或L）。

5.4主机工作电源线太细或接触不良（应大于6㎜2工作电源线）

5.5试品绝缘下降

6、结束语 交流耐压试验是现场检验交联电缆的敷设和附件安装质量最有效的手段。我们所用的变频谐振装置符合IEC 和国标的有关要求，通过电抗器串并联的方式可以满足110kV 和220kV 高压交联电缆现场交流耐压的要求。新设备的使用提高了高压试验的工作效率，大大减轻了试验人员的体力劳动，有效地保护了试验人员人身安全。

参考文献：

（1）汤铭辉. 高压电缆现场交流耐压试验简析[J]. 河南科技. 2013(06)

（2）王诚. 串联谐振交流耐压技术原理及应用[J]. 辽宁科技学院学报. 2012(04)