變頻串聯(lián)諧振試驗裝置是一種廣泛應用于高壓電氣設備絕緣性能檢測的專用設備。其核心原理是利用電感與被試設備等效電容在工頻條件下形成串聯(lián)諧振,從而在被試設備上產生所需的工頻高壓試驗電壓,而裝置自身所需的輸入電源容量則明顯降低。該技術主要應用于對電容性試品進行交流耐壓試驗。
在電力電纜的現(xiàn)場交接試驗與預防性試驗中,該裝置的應用具有必要性。電力電纜對地電容較大,若采用傳統(tǒng)工頻試驗變壓器進行耐壓試驗,所需設備容量大、體積龐大,現(xiàn)場實施困難。試驗裝置通過調節(jié)電源頻率使回路諧振,利用諧振升壓特性,可用較小容量的電源和勵磁變壓器,配合可調電抗器,即可在電纜上產生滿足標準要求的工頻高壓。該方法有效地驗證了電纜主絕緣和附件的絕緣強度,且輸出波形為良好的正弦波,符合試驗要求。
對于氣體絕緣金屬封閉開關設備(GIS),由于其內部為稍不均勻電場,對交流耐壓試驗的考核效果較好。變頻串聯(lián)諧振試驗裝置是進行現(xiàn)場交流耐壓試驗的常用方法。裝置通過激勵變壓器與GIS的入口套管耦合,利用GIS母線腔體與外殼之間的固有電容作為諧振電容,外接可調電抗器與之諧振。該試驗能有效檢測GIS內部是否存在自由導電微粒、絕緣子表面污染、安裝錯誤導致的電場畸變等缺陷,是保障GIS投運安全的關鍵環(huán)節(jié)。
在發(fā)電機和大型電動機的定子繞組交流耐壓試驗中,也常采用該裝置。發(fā)電機的對地電容也較大,特別是水內冷機組,其通水條件下的電容更大。該裝置能夠根據繞組電容靈活調節(jié)電抗器配置與試驗頻率,在繞組上施加規(guī)定的高壓,考核主絕緣、端部絕緣的絕緣性能。與直流耐壓相比,交流耐壓的電場分布更符合運行實際,能更有效地發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷。
此外,該裝置也用于電力變壓器、電容式電壓互感器等設備的感應耐壓試驗或交流耐壓試驗。在變壓器感應耐壓試驗中,通過提高試驗頻率來降低勵磁電流,防止鐵心飽和,從而在繞組匝間、層間及相同施加高于額定電壓的試驗電壓。
變頻串聯(lián)諧振試驗裝置憑借其所需電源容量小、輸出電壓波形好、設備相對輕便、適于現(xiàn)場測試等技術特點,已成為電力電纜、GIS、發(fā)電機、變壓器等電容性高壓電氣設備進行交流耐壓試驗的一種重要且有效的方法。其應用對于檢測設備絕緣隱患、保障電力系統(tǒng)安全可靠運行具有積極作用。