谐振耐压试验是通过在回路频率f=1/2π√LC时,回路产生谐振,输出输出电压使试品电压达到试验值,来验证被测物品的耐压试验。
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,电弧即可熄灭,且恢复电压的再建立过程很长,很容易在再次达到闪落电压前断开电源,这种电压的恢复过程是一种能量积累的间歇振荡过程,其过程长,而且,不会出现任何恢复过电压。
各部件作用一览表
组成部件: 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
串联谐振在具有电阻R、电感L和电容C元件的交流电路中,电路两端的电压与其中电流位相一般是不同的。如果我们调节电路元件(L或C)的参数或电源频率,可以使它们位相相同,整个电路呈现为纯电阻性。电路达到这种状态称之为谐振。在谐振状态下,电路的总阻抗达到极值或近似达到极值。研究谐振的目的就是要认识这种客观现象,并在科学和应用技术上充分利用谐振的特征,同时又要预防它所产生的危害。按电路联接的不同,有串联谐振和并联谐振两种。在电阻、电感及电容所组成的串联电路内,当容抗XC与感抗XL相等时,即XC=XL,电路中的电压U与电流I的相位相同,电路呈现纯电阻性,这种现象叫串联谐振(也称为电压谐振)。当电路发生串联谐振时,电路的阻抗Z=√R2+XC-XL2=R,电路中总阻抗小,电流将达到大值。
变频串联谐振试验设备不同于一般通用的试验仪器,大的特点是同一套设备可以用于不同电气设备的交流耐压试验如交联电缆、变压器、GIS、电动机和发电机等,除了本选型目录给出系列典型常用型号供用户选择外,通常需要根据用户的试品范围和试验要求进行配置方案的设计,满足不同地区、不同用户、不同试品的试验要求。
新版国标《电气设备交接试验标准》(GB50150-2006)及国内外有关部门广泛推荐采用交流耐压取代传统的直流耐压。交流耐压试验主要用于以下方面:
1、6kV-500kV高压交联电缆 的交流耐压试验
2、发电机 的交流耐压试验
3、GIS和SF6开关 的交流耐压试验
4、6kV-500kV变压器 的工频耐压试验
5、其它电力高压设备如母线,套管,互感器的交流耐压试验。
产品选型:
1.电压。要问变压器(被试品)的电压等级
2.电流。
3.容量。要考虑容量的被试品有3种:变压器、电缆、发电机
比如2500KVA容量,建议选15KVA容量的变压器(变压器选型为:被试品容量的5‰)
近年来国内外的试验和运行经验证明:直流耐压试验不能有效地发现交联电缆中的绝缘缺陷,甚至造成电缆的绝缘隐患。德国Sechiswag公司在1978~1980年41个回路的10 kV电压等级的XLPE电缆中,发生故障87次;瑞典的3 kV~24.5 kV电压等级XLPE电缆投运超出9 000 km,发生故障107次,国内也曾多次发生电缆事故,相当数量的电缆故障是由于经常性的直流耐压试验产生的负面效应引起。因此,国内外有关部门广泛推荐采用交流耐压取代传统的直流耐压。
国外有些厂家设计串联谐用电抗器,在特殊情况下也有采用低频率为25Hz或20Hz的。当然频率愈低,被试电缆的长度(电容量)可增大。但是电抗器铁心因此放大,使重量增加。个别资料显示,1-300Hz的交流试验也具有与工频交流试验的等效性,这说明实际应用中频率下限有可能取得更低,例如小于20Hz甚至到0.1Hz也是可行的。进一步表明在这样的频率范围内,绝缘内部各介质的电压分布及介质特性仍基本相同。
认为工频电力电缆的试验电压也是工频,这是趋于比较保守的观点。针对此问题应该着重说明交接和预防性试验的目的在于发现绝缘缺陷的能力来定的。在不同的频率下只要绝缘内部介质电压分布相同,又有基本相同的检出绝缘故障的能力,就能达到试验的目的。因此即使选用比工频范围更宽的频率也是可以接受的。在90年代中期为了选择适当的交流耐压试验的频率范围,做了大量、仔细的基础研究工作。得出频率在30-300Hz范围内,橡塑电缆内部几种典型绝缘缺陷的击穿特性没有明显差别。分析形成这种在不同频率下良好的击穿特性,主要原因是优良的同轴绝缘结构,单一的绝缘介质,材质相对纯洁、电场分布合理、规则。因此,在不同频率下结构内部电压分布相同,形成宽频率范围试验的条件。油纸绝缘电缆一直采用频率等于零的直流电压进行耐压试验,其实际效果很好,数十年来未受到置疑。