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利用串聯諧振進行工頻耐壓試驗有什么特點|四方國瑞電力
發布日期：2020-06-10 點擊：1263次
為了適應具有大靜電電容量試品的工頻耐壓試驗需要，一些部門裝置了交流高壓串聯諧振試驗設備。
具有大靜電電容量的試品通常是指電纜、六氟化硫管道、電容器以及容量≥300MW的大容量發電機。利用串聯諧振試驗設備進行工頻耐壓試驗的特點是：
(1)供電變壓器T和調壓器AT的設備容量小。這是因為上面曾分析過的，試品上的電壓Uc=QUs。Us為高壓供電電壓，既然高壓回路中流過的電流是一樣大的，所以供電變壓器和調壓器的容量，在理論上可比試驗所需容量小Q倍。
(2)串聯諧振裝置所輸出的電壓波形較好。這是因為僅對工頻（基波）產生諧振，而對其他由電源所帶來的高次諧波分量來說，回路總阻抗甚大．所以試品上諧波分量甚弱，試驗波形就較好。
(3)若在試品耐壓過程中，發生了閃絡，則因失去了諧振條件，高電壓立即消失，從而使電弧即刻熄滅。
(4)恢復電壓之建立過程較長，很容易在再次達到閃絡電壓之前控制電源跳閘，避免重復擊穿。
(5)恢復電壓并不出現任何過沖(over shoot)所引起的過電壓。
正因為上述(3)，(4)的特點，試品擊穿后所形成的燒傷點并不大，這有利于對試品之擊穿原因進行研究。由于以上的特點，這種裝置使用起來比較安全，既不會產生大的短路電流，也不會發生恢復過電壓。
下面我們將分析和說明上述的(4)，(5)兩個特點。
用交流高壓串聯諧振設備做試驗時，試品在初次閃絡熄孤后的恢復電壓：
U0-1＝cos(ωt)－[cos(βt)＋αsin(βt)／ β]exp(－at)
式中
β＝√1／(LC)-R2／(4L )2, α＝R／(2L)
因Q＝ωL／R=40~80，1／（2Q）約為10-2的數量級，
β＝√ω2－[ω2/(4Q2)] ＝ω√1－1/4(Q2)≈ω
α＝R／(2L) ＝ω√(2Q)
所以，上式可改寫為
U0-1＝cosωt－[cosωt＋sinωt／(2Q)]exp[－ωt／(2Q)]
因1/(2Q)甚小，上式可以進一步改寫為
U0-1≈{1-exp[－ωt／(2Q)]}cosωt
把上式中的ωt改為ωnT，其中，n為從t=0開始算起的周期數，T為正弦波的周期。設f為正弦波的頻率，則
ωnT=2πfn/f=2πn
這樣上式中的指數ωT/(2Q)＝πn/Q
如果第二次的閃絡（重燃）出現在比第一次的耐壓值略低的電壓下，此時假設e的指數項衰減到5%左右，則nπ/Q≈3，即n≈Q。
由于諧振裝置中Q值總是較大的，故n值也較大。所以在另一次閃絡出現之前要經歷幾十個周期的時間，在此足夠長的時間內，很容易將電源切斷。圖2：試品閃絡后的恢復電壓波形全貌
圖1及圖2畫出一臺實際的串聯諧振試驗裝置在試品閃絡后所出現的恢復電壓波形，該裝置的品質因數Q=40。由圖可見，試品閃絡后并不會出現負向過沖過電壓。恢復電壓重新達到再次擊穿值所需的時間間隔接近1s。
利用串聯諧振裝置進行耐壓試驗是由局限性的，譬如不能用它進行外絕緣的濕閃及污閃試驗。
