串聯諧振試驗裝置是用于對電力設備進行交流耐壓試驗的專用設備。其工作原理是利用電感與被試品電容在工頻下發(fā)生諧振,從而在試品上產生高壓,而裝置的輸入容量需求相對降低。一套完整的裝置通常由以下關鍵組件構成,各組件協同實現安全、高效的試驗。 1.變頻電源
變頻電源是裝置的控制與動力核心。其功能是將輸入的工頻交流電,通過整流與逆變電路,轉換為頻率、電壓可平滑調節(jié)的單相交流輸出。通過改變輸出頻率,可精確調節(jié)回路諧振狀態(tài)。它通常包含控制單元,用于設定試驗電壓、電流、頻率、加壓時間等參數,并實現自動調諧、自動升壓、手動控制、數據監(jiān)測與保護邏輯。變頻電源的輸出容量需滿足試驗需求。
2.勵磁變壓器
勵磁變壓器的主要功能是實現電壓變換與電氣隔離。它將變頻電源輸出的較低電壓升高,為后續(xù)的諧振回路提供足夠的激勵電壓。同時,它在電氣上隔離了電源側與高壓諧振回路側,增強了裝置的安全性與抗干擾能力。其額定容量需與變頻電源匹配,并耐受試驗過程中的電壓與電流。
3.諧振電抗器
諧振電抗器是產生可調電感的關鍵部件。通常由多節(jié)電感線圈構成,通過不同的串并聯組合方式,其總電感量可在一定范圍內分級調節(jié),以適應不同電容量的被試品。在試驗中,它與被試品的等效電容共同構成串聯諧振試驗裝置回路。其設計要求能承受試驗電壓下的高電壓和額定諧振電流,并具有足夠的熱穩(wěn)定性。電抗器的品質因數對裝置的整體效率有影響。
4.分壓器
分壓器是測量與反饋部件。它并接于被試品兩端,是一個高精度的電容分壓器或阻容分壓器。其功能是采集被試品上產生的高壓信號,并將其按已知比例衰減為低壓測量信號,傳送回控制系統(tǒng)的測量單元。此信號用于實時、精確地顯示被試品所承受的試驗電壓值,并作為閉環(huán)控制系統(tǒng)中維持電壓穩(wěn)定的反饋信號。其精度與穩(wěn)定性直接影響試驗電壓值的準確性。
5.補償電容器
補償電容器是可選組件,其功能是調節(jié)諧振回路的等效總電容。當被試品電容較小時,諧振所需電感量可能超出電抗器可調范圍。此時并聯接入補償電容器,可增加回路總電容,從而降低所需的諧振電感量,使系統(tǒng)能在可調電感范圍內實現諧振,擴大裝置可適用的被試品電容范圍。
6.保護與輔助組件
裝置包含必要的保護與輔助組件。其中,過電壓、過電流保護裝置監(jiān)測回路參數,在異常時迅速切斷電源。輸入、輸出隔離斷路器提供主回路電氣隔離。連接電纜與接頭需滿足高壓絕緣與載流要求??煽康慕拥叵到y(tǒng)保障操作安全。部分裝置還包含局部放電測量接口。
串聯諧振試驗裝置通過變頻電源控制,經勵磁變壓器升壓激勵,由可調電抗器與被試品電容諧振產生高電壓,并由分壓器精確測量。各組件各司其職,協同工作,實現在降低電源容量的前提下,對容性電力設備進行工頻耐壓試驗。