大电容量的电气设备(如大型发电机组、电力变压器、电力电容器、GIS、电力电缆等)在一定频率范围内的绝缘耐受与工频耐压具有一定的等效性,这样就为利用调频试验装置的电感与被试品的电容串联产生谐振电压来进行交流耐压试验提供了可能,且由于试验装置的励磁电压低、重量轻,非常方便于在施工现场使用。现就调频串联谐振试验装置的原理、特点和在实际应用中的几点体会进行阐述。
调频串联谐振试验装置原理
发生串联谐振的基本原理是:在R-L-C电路中(如图1所示)
由电工知识得到:Uc=I/ωC,UL=I*ωL,UR=I*R,U=Uc+UL+UR,当LRC串联回路中的感抗与试品容抗相等时,电感中的磁场能量与试品电容中的电场能量相互补偿,试品所需的无功功率全部由电抗器供给,电源只提供回路的有功损耗。电源电压与谐振回路电流同相位,电感上的电压降与电容上的压降大小相等,相位相反。由图1 可知,当 ωL=1/ωc,回路的谐振频率 f=1/2π√LC,也就是说,电路发生串联谐振,电源提供很小的励磁电压,试品上就能得到很高的电压,电源频率为谐振频率。
发电机交流耐压试验要求采用工频电压,目前国标对工频电压的频率定义为45Hz~65Hz,但是在很多试验场合,要求对发电机进行的是50Hz±2Hz的交流试验,而发电机定子绕组的对地电容量又比较大,国内目前大多数试验单位采用的是谐振变压器对它进行试验,但是谐振变压器本身很重,动辄上吨,现场试验很不方便,可使用GPXZ-H系列发电机交频耐压谐振试验装置,保护功能强,输出波形好,稳定性好,多种工作模式,采用多电源模式,方便现场取电。