串聯諧振裝置的三種不同試驗類型

串聯諧振裝置的三種不同試驗類型

     串聯諧振耐壓裝置主要由變頻控制器，勵磁變壓器，高壓電抗器，高壓分壓器等組成。變頻控制器又分兩大類，20KW及以上為控制臺式，20KW以下為便攜箱式；它由控制器和濾波器組成。變頻控制器主要作用是把幅值和頻率都固定的380V或200V工頻正弦交流電轉變為幅值和頻率可調的正弦波。并為整套設備提供電源。勵磁變壓器的作用是將變頻電源輸出的電壓升到合適的試驗電壓。高壓電抗器L是諧振回路重要部件，當電源頻率等于1/(2π√LCX)時，它與被試品CX發生串聯諧振。

      當電路的諧振條件w0l-1/w0c=0可知,要實現電路的諧振,既可以固定電路參數而改變電源頻率,也可以固定電源頻率而改變電感L和電容C,根據調節方式的不同,串聯諧振交流耐壓實驗裝置可分為調容式工頻串聯諧振交流耐壓試驗裝置、調感式工頻串聯諧振交流耐壓試驗裝置和變頻式串聯諧振交流耐壓試驗裝置。

（1）調容式工頻串聯諧振交流耐壓試驗裝置：

調容式工頻串聯諧振交流耐壓試驗裝置就是通過調節試驗回路中的調諧電容器，與回路中固定的調諧電感配合，使整個試驗回路在工頻（50HZ）下發生諧振。

B1：調壓器

B2：勵磁變壓器

L：電抗器

CX：試品電容

C：調諧電容器

C1、C2：分壓器電容

電抗器和調諧電容器通常由幾節組成，通過不同的組合方式可以進行不同電壓等級的交流耐壓試驗。調容式工頻串聯諧振交流耐壓試驗裝置的主要特點：

（a）重量輕、所需電源容量小、輸出的是50HZ工頻電壓。

（b）試驗裝置的諧振頻率固定為50HZ，通過調節固定電感與調諧電容的組合方式，使試驗回路達到諧振。由于每支調諧電感的電感量與調諧電容的電容量是固定的，只能通過不同的組合方式使試驗回路的感抗和容抗數值盡量相等。因此，調節不太方便，且品質因數比較低（一般小于40）。

（c）裝置采用單向供電，要求輸入電流較大。

（d）試驗電源的頻率固定為50HZ，采用便攜式自耦調節器調節輸入電壓，由于調壓器的容量并不大嗎，因此要求被試品的容量不能太大，且試驗電壓波形稍有畸變。

（e）電感的體積較大。

（f）適用于電容量較小的試品的交流耐壓試驗。

（g）裝置中的調壓器存在運動部件，其機械壽命較短。

2）調感式工頻串聯諧振交流耐壓試驗裝置：

調感式工頻串聯諧振裝置是通過調節與試品串聯的電抗器的電感量來達到諧振的。

B1：調壓器

B2：勵磁變壓器

L：電抗器

CX：試品電容

C1、C2：分壓電容

電抗器通常由幾節組成，通過電抗器的各種組合方式可以進行不同電壓等級的交流耐壓試驗。調感式串聯諧振耐壓試驗裝置的主要特點：

（a）可調電抗器的耐受電壓水平較高。

（b）調感式工頻串聯諧振裝置諧振頻率固定在50HZ，通過改變與試品串聯的電抗器的電感量，達到諧振。可調電抗器電感量的改變是通過采用機械機構改變電抗器鐵芯的空氣間隙來實現的。因此使得設備非常笨重（每節可調電抗器的重量約在1.5噸左右），噪音大，而且又需要額外的調節機構，不是太方便。

（c）該裝置采用三相供電，要求輸入電流較小。

（d）需要采用調壓器調節升壓變壓器的輸入電壓，由于調壓器的容量并不大，因此要求被試品的容量不能太大，且試驗電壓波形稍有畸變。

（e）Q值比較小，一般小于50.

（f）可調電抗器單位容量的體積相當大。

（3）變頻式串聯諧振耐壓試驗裝置：

變頻串聯諧振耐壓試驗裝置主要是通過改變試驗電源的輸出頻率，使回路中固定電感量的電抗器L與被試品C二串聯支路發生諧振（諧振頻率20-30HZ），使被試品承受適當的高電壓。

1：變頻電源

2：勵磁變壓器

3：過電壓保護裝置

4：電抗器

5：試品

6：高壓分壓器

電抗器通常由幾節組成，通過電抗器的各種組合方式可以進行不同電壓等級的交流耐壓試驗。變頻式串聯諧振耐壓試驗裝置的主要特點：

（a）調頻、調幅電源采用電力電子設備控制，電源容量大，且省去了用于調節電壓的調壓器，使整套裝置的體積小、重量輕，非常適合于現場使用。

（b）電源頻率可在較大的范圍內平滑調整，因此品質因數高（一般在70-150），也大大增加了試品的容量范圍，適用于大容量試品。

（c）試品試驗電流受回路諧振條件的制約，因此當試品擊穿或者發生短路時，系統的諧振條件會被破壞，試驗電壓迅速降低，短路電流很小，只有試品電流的十分之一以下，因此即使被擊穿也不會對試驗裝置或者試品造成危害，同時也提高了試驗人員的安全性。

（d）裝置采用三相供電，要求輸入電流較小。

（e）電源輸出為正弦波，諧振時波形畸變度極小。

（f）電抗器雖然為固定電感，但通過串、并聯還是可以改變的，因此也大大增加了試品的容量范圍。