高压电缆串联谐振概述

　　高压电缆串联谐振是一种在高压电缆试验和电力系统中应用的技术。
 

　　定义
 

　　在含有电阻、电感、电容元件串联的交流电路中，当电路电流与电源电压同相时，称电路发生了谐振，因元件相互串联，故称为串联谐振。在高压电缆试验中，就是通过调节变频控制器的输出频率，使回路电感L和试品(高压电缆)电容C串联谐振，此时串联谐振电压即为加到试品上的电压。
 

　　原理
 

　　采用可调节(30 - 300Hz)串联谐振试验设备与被试品电容谐振产生交流试验电压。串联谐振电源利用谐振电抗器和被试品电容谐振产生高电压和大电流，在整个系统中，电源只需要提供系统中有功消耗的部分。
 

　　适用范围
 

　　高压电缆串联谐振适用于10kV、35kV、110kV、220kV、500kV聚己烯电力电缆交流耐压试验，也适用于大型变压器、发电机组工频耐压试验、电力变压器感应耐压试验等，适用于大容量、高电压的电容性试品的交接和预防试验。
 

　　高压电缆串联谐振主要由变频电源、励磁变压器、高压电抗器和电容分压器组成：
 

　　1.变频电源：将220V/380V，50HZ的电源变为频率可调、电压连续可调，同时集操作、保护、控制、监测功能于一体。
 

　　2.励磁变压器：将变频电源输出的电压升压，同时隔离高压和低压。
 

　　3.高压电抗器：与容性试品发生串联谐振。
 

　　4.分压器：测量调节器上的高压电压值和低压。
 

　　产生条件
 

　　在电阻、电感及电容所组成的串联电路内，当容抗XC = 感抗XL相等时，即发生串联谐振，此时电路中的电压U与电流I的相位相同。实现这一条件的方法有：
 

　　1.改变电源频率：目前试验现场的串联谐振交流耐压装置大多是调频型式，将电源频率调至与电路的固有频率相同，电路就发生串联谐振。
 

　　2.改变电路电感量：调节电路电感量使电路谐振，通常需配置具有电感可调的电抗器，但调感电抗器设备笨重、机械结构复杂、运行噪声大，现场较少使用。
 

　　3.改变电路电容量：现场试验时，试品电容量为一定值，难以改变，所以通常不采用调节电容量使电路达到谐振。在调频式串联谐振耐压设备中，仅在因谐振频率不能满足试验要求时采用补偿电容器使谐振频率达到要求范围的辅助调节作用。
 

　　高压电缆串联谐振优点
 

　　1.所需电源容量大大减小：试验所需的电源功率只有试验容量的1/Q。
 

　　2.设备的重量和体积大大减少：省去了笨重的大功率调压装置和普通的大功率工频试验变压器，谐振激磁电源只需试验容量的1/Q，系统重量和体积一般为普通试验装置的1/10 - 1/30。
 

　　3.改善输出电压的波形：谐振电源是谐振式滤波电路，能改善输出电压的波形畸变，获得很好的正弦波形，有效防止了谐波峰值对试品的误击穿。
 

　　4.防止大的短路电流烧伤故障点：在串联谐振状态，当试品的绝缘弱点被击穿时，电路立即脱谐，回路电流迅速下降为正常试验电流的1/Q。而并联谐振或者试验变压器方式做耐压试验时，击穿电流立即上升几十倍，两者相比，短路电流与击穿电流相差数百倍。
 

　　5.不会出现任何恢复过电压：试品发生击穿时，因失去谐振条件，高电压也立即消失，电弧即刻熄灭，且恢复电压的再建立过程很长，很容易在再次达到闪络电压前断开电源。