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變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置原理
變頻串聯(lián)諧振裝置大電容量的電氣工程設(shè)備(如大型發(fā)電機(jī)組、電力變壓器、電力電容器、GIS、電力電纜等)在一定工作頻率范圍內(nèi)的絕緣耐受與工頻耐壓具有一定的等效性，我們就為利用變頻試驗(yàn)檢測裝置的電感與被試品的電容串聯(lián)產(chǎn)生影響諧振電壓來進(jìn)行信息交流耐壓試驗(yàn)設(shè)計(jì)提供了可能，且由于通過試驗(yàn)裝置的勵(lì)磁電壓低、重量輕，非常方便于在施工人員現(xiàn)場管理使用。現(xiàn)就變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置原理和特點(diǎn)的體會(huì)進(jìn)行全面闡述。
一、變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置原理
串聯(lián)諧振產(chǎn)生的基本原理是:在r-l-c電路中
串聯(lián)諧振設(shè)備的原理
由電工理論知識(shí)可以得到：Uc=I/ωC,UL=I*ωL，UR=I*R，U=Uc+UL+UR，當(dāng)LRC串聯(lián)一個(gè)回路中的感抗與試品容抗相等時(shí)，電感中的磁場進(jìn)行能量與試品電容中的電場產(chǎn)生能量之間相互影響補(bǔ)償，中試研究控股試品所需的無功輸出功率控制全部由電抗器產(chǎn)品供給，電源系統(tǒng)只提供回路的有功損耗。電源工作電壓與諧振回路通過電流同相位，電感上的電壓降與電容上的壓降大小是否相等，相位變化相反。，當(dāng)ωL=1/ωc，回路的諧振出現(xiàn)頻率f=1/2π√LC，也就是說，電路結(jié)構(gòu)發(fā)生問題串聯(lián)諧振，電源管理提供一些很小的勵(lì)磁電壓，試品上就能不斷得到具有很高的電壓,電源使用頻率為諧振網(wǎng)絡(luò)頻率。
二、電壓力測試裝置的串聯(lián)諧振頻率特性
利用進(jìn)行串聯(lián)一個(gè)諧振工作原理在回路中產(chǎn)生高電壓,一般使用頻率為30~300Hz。串聯(lián)諧振中的直流高壓發(fā)生器設(shè)計(jì)原理：
當(dāng)滿足設(shè)備的工頻(f)，電感(L)和電容(C)時(shí)，電路處于串聯(lián)諧振狀態(tài)：f=1/2π√LC，電路中電流.測試設(shè)備電壓為Ucx=I/ωCx輸出電壓與勵(lì)磁電壓之比為測試電路的質(zhì)量因數(shù)：Q=Ucx/Ulx=(ωL)/R，由于測試電路中電阻R小，因此測試電路質(zhì)量因數(shù)很大。通常高達(dá)50或以上，導(dǎo)頻保持的輸出電壓是勵(lì)磁電壓的50倍，因此，使用較低容量的測試變壓器可以獲得較高的測試電壓。這樣，在一般交流耐壓試驗(yàn)中，試驗(yàn)變壓器容量不能滿足試驗(yàn)要求。電容與電感的關(guān)系ωL=1/ωc。
因?yàn)閷?duì)于樣品來說，電容是固有的，測試用的可調(diào)電感也是非常昂貴的，所以解決問題的方法是改變工頻回路的諧振頻率，在初始電壓下，當(dāng)UC變化到最大值時(shí)，當(dāng)導(dǎo)頻保持增加或減少頻率時(shí)，諧振電壓減小，頻率是諧振，電壓是諧振點(diǎn)電壓，勵(lì)磁電壓增加諧振電壓，以達(dá)到測試電壓的目的。
此外，由于測試電路是諧振的，回路本身具有良好的濾波效果，設(shè)備兩端的功率波形中的諧波分量大大減少，從而輸出了良好的正弦波形。當(dāng)樣品放電或擊穿時(shí)，即電路的中位電容短路，諧振條件被破壞，電壓下降，恢復(fù)電壓緩慢上升，樣品上沒有瞬態(tài)過電壓，電源提供的短路電流受到電抗的限制，從而限制了被測設(shè)備的損壞程度。