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串聯諧振交流耐壓試驗系統

發布時間:2021-06-22 07:04:35人氣:

串聯諧振耐壓試驗系統原理示意圖
串聯諧振耐壓試驗系統原理示意圖
對電纜、電容器等電容量較大的被試品,可采用串聯諧振回路來獲得試驗交流高電壓。串聯諧振耐壓試驗系統的工作原理如圖所示,其中L為試驗回路的等效電感,包括外加補償電感和電源設備的漏感,R為試驗回路的等值損耗電阻,C為被試品等效電容,u為電源設備的輸出電壓。如果電源電壓u的角頻率。與諧振回路中的L和C滿足ωL=1/ωC,則諧振回路發生諧振,感性電壓分量與容性電壓分量互相抵消,電源輸出電壓全部降落在電阻上,回路電流達到最大,功率因數cosφ=1,回路輸入電壓u與電流i同相位,此時電源設備輸出的功率僅為消耗在電阻上的有功功率,而被試品上的無功電壓和無功功率將達到電源設備輸出電壓和功率的Q倍,其中Q為試驗回路的品質因數。如果諧振回路的Q值足夠大,則被試品上的無功電壓和無功功率可達到很大,這樣就可以使用僅具有提供電阻上消耗的純有功功率容量的電源設備對被試品進行交流耐壓試驗,從而極大的減少了電源設備的容量。

串聯諧振耐壓試驗系統除了可以減小電源設備容量外它有還其它一些優點。例如當被試品在試驗過程中被擊穿后和通常的交流耐壓試驗相比,擊穿點的故障電流由于補償大電感的限制作用將大為減少,因而可以避免試品被燒壞。由于回路處于工頻附近諧振狀態,電源波形中的諧波成分主要降落在補償大電感上,故被試品兩端的波形較好。另外,通過實驗室模擬試驗,認為變頻串聯諧振耐壓試驗相對于工頻交流試驗的等效性優于其他方法。

根據試驗回路調節諧振的方法不同,串聯諧振試驗系統可分為調感式和調頻式兩種,調感式串聯諧振試驗系統的缺點是電感的調節結構比較復雜,不容易提高系統的品質因數。調頻式串聯諧振試驗系統的特點是結構輕便,品質因數高,提高了電源設備的效率,被認為是目前最切實可行而又經濟有效的高壓試驗方法,下表是國外部分已實用的用于電纜高壓現場試驗的調頻式串聯諧振試驗系統。
國外部分用于高壓電纜現場試驗的ACRF系統
國外部分用于高壓電纜現場試驗的ACRF系統
調頻式串聯諧振耐壓試驗系統的核心是自動調頻電源,設計輸出電壓波形好,頻率穩定,標稱重量(Kg/KVA)小,自動化程度高,使用靈巧方便,對輸入電源要求低的自動調頻調壓電源對于多在施工現場使用的調頻式串聯諧振耐壓試驗系統的整體性能具有重要意義。

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