串联谐振试验设备应用背景

目前，电力系统中对于许多电力设备在投运前、检修后，要求进行交流耐压试验(如XPLE交联电缆、GIS、发电机定子等)，以保证设备后期的安全可靠运行。因科技进步及制造业的发展，电力设备的容量逐步增大，同时这些设备往往具有很高的对地电容。因此，在进行交流耐压试验时，通过被试品的电容电流很大(如三峡电站水轮发电机定子的单相对地电容电流达到36A)。

　　在这种情况下，如采用常规的工频交流耐压设备，所需试验设备(调压器、升压器)和电源的容量高达数千千伏安。试验设备非常笨重，同时在现场很难具备如此大容量的试验所需输入电源。

　　根据谐振理论制造的串联谐振耐压设备，因其所需容量仅为试品容量的1/Q倍(在全谐振的情况下，试验设备承担的容量仅为电路的有功分量，为被试品容量的1/Q倍)，有效的减小了试验设备的容量和对试验电源容量的需求。

　　串联谐振试验设备分类：

　　根据试品性质不同，串联谐振耐压设备也可分为不同类型，具体如下：

　　1)对于XLPE交联高压电缆、GIS的交流耐压，IEC标准规定可采用非工频耐压，频率范围可选择在20Hz～300Hz，国内也有相关的试验标准，一般频率范围为30Hz～300Hz之间。因此，对于这些设备的交流耐压试验，可采用变频串联谐振试验设备。变频串联谐振试验设备一般由以下几个主要部分组成：变频电源(用以产生试验所需的非工频电源)，激励变压器，电抗器(分为固定式和可调式)，电容分压器(用来测试试验电压)。根据调谐的方式，又可分为调频、调感以及调频调感型。

　　2)对于发电机定子的交流耐压，因发电机定子线棒的绝缘介质较为薄弱，进行交流耐压时如采用过高的频率，极易因高频造成的极化、发热损坏线棒的绝缘;如采用低频进行试验，则不能真实的反映定子的正常工作状态，得不到好的试验效果。故此，对于发电机定子的耐压试验，一般采用工频进行。国内相关标准对于工频的定义，一般为45Hz～55Hz。工频串联谐振耐压设备的调谐方式，理论上分为调感和调容两种。调感式通常采用调节电抗器铁心气隙的方式，可以连续平滑的调节感抗值，操作比较方便;调容式不仅需要笨重的电容，并且电容不能连续的调节，所以不太适合现场操作。因此，一般都采用调节电感的方式进行调谐，故又称为工频串联调感谐振。