串联谐振试验装置是用于对电力设备进行交流耐压试验的专用设备。其工作原理是利用电感与被试品电容在工频下发生谐振,从而在试品上产生高压,而装置的输入容量需求相对降低。一套完整的装置通常由以下关键组件构成,各组件协同实现安全、高效的试验。 1.变频电源
变频电源是装置的控制与动力核心。其功能是将输入的工频交流电,通过整流与逆变电路,转换为频率、电压可平滑调节的单相交流输出。通过改变输出频率,可精确调节回路谐振状态。它通常包含控制单元,用于设定试验电压、电流、频率、加压时间等参数,并实现自动调谐、自动升压、手动控制、数据监测与保护逻辑。变频电源的输出容量需满足试验需求。
2.励磁变压器
励磁变压器的主要功能是实现电压变换与电气隔离。它将变频电源输出的较低电压升高,为后续的谐振回路提供足够的激励电压。同时,它在电气上隔离了电源侧与高压谐振回路侧,增强了装置的安全性与抗干扰能力。其额定容量需与变频电源匹配,并耐受试验过程中的电压与电流。
3.谐振电抗器
谐振电抗器是产生可调电感的关键部件。通常由多节电感线圈构成,通过不同的串并联组合方式,其总电感量可在一定范围内分级调节,以适应不同电容量的被试品。在试验中,它与被试品的等效电容共同构成串联谐振试验装置回路。其设计要求能承受试验电压下的高电压和额定谐振电流,并具有足够的热稳定性。电抗器的品质因数对装置的整体效率有影响。
4.分压器
分压器是测量与反馈部件。它并接于被试品两端,是一个高精度的电容分压器或阻容分压器。其功能是采集被试品上产生的高压信号,并将其按已知比例衰减为低压测量信号,传送回控制系统的测量单元。此信号用于实时、精确地显示被试品所承受的试验电压值,并作为闭环控制系统中维持电压稳定的反馈信号。其精度与稳定性直接影响试验电压值的准确性。
5.补偿电容器
补偿电容器是可选组件,其功能是调节谐振回路的等效总电容。当被试品电容较小时,谐振所需电感量可能超出电抗器可调范围。此时并联接入补偿电容器,可增加回路总电容,从而降低所需的谐振电感量,使系统能在可调电感范围内实现谐振,扩大装置可适用的被试品电容范围。
6.保护与辅助组件
装置包含必要的保护与辅助组件。其中,过电压、过电流保护装置监测回路参数,在异常时迅速切断电源。输入、输出隔离断路器提供主回路电气隔离。连接电缆与接头需满足高压绝缘与载流要求。可靠的接地系统保障操作安全。部分装置还包含局部放电测量接口。
串联谐振试验装置通过变频电源控制,经励磁变压器升压激励,由可调电抗器与被试品电容谐振产生高电压,并由分压器精确测量。各组件各司其职,协同工作,实现在降低电源容量的前提下,对容性电力设备进行工频耐压试验。