交流耐壓試驗(yàn)中交流試驗(yàn)電壓的產(chǎn)生方法

1、交流試驗(yàn)電壓的產(chǎn)生方式

　　工頻高電壓通常采用高壓試驗(yàn)變壓器來產(chǎn)生;對(duì)電容量較大的被試品，可以采用串聯(lián)諧振回路產(chǎn)生高電壓;對(duì)于電力變壓器、電壓互感器等具有繞組的被試品，可以采用100Hz～300Hz的中頻電源對(duì)其低壓側(cè)繞組激磁在高壓繞組感應(yīng)產(chǎn)生高電壓。

　　2、高壓試驗(yàn)變壓器回路

　　交流耐壓試驗(yàn)的接線，應(yīng)按被試品的電壓、容量和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際試驗(yàn)設(shè)備條件來決定。通常高壓試驗(yàn)變壓器是成套設(shè)備。

　　在進(jìn)行變壓器、電容器等電容量較大的被試品的交流耐壓試驗(yàn)時(shí)，高壓試驗(yàn)變壓器的容量常常難以滿足試驗(yàn)要求，現(xiàn)場(chǎng)常采用電抗器并聯(lián)補(bǔ)償。當(dāng)參數(shù)選擇適當(dāng)，使兩條并聯(lián)支路的容抗與感抗相等時(shí)，回路處于并聯(lián)諧振狀態(tài)，此時(shí)高壓試驗(yàn)變壓器的負(fù)載最小。采用并聯(lián)諧振回路應(yīng)特別注意，高壓試驗(yàn)變壓器應(yīng)加裝過流速斷保護(hù)裝置，因?yàn)楫?dāng)被試品擊穿時(shí)，諧振消失，高壓試驗(yàn)變壓器有過電流的危險(xiǎn)。

　　3、串聯(lián)諧振電路

　　對(duì)GIS、發(fā)電機(jī)和變壓器、交聯(lián)電纜、高壓斷路器等電容量較大、試驗(yàn)電壓高的被試品進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)，需要大容量的試驗(yàn)設(shè)備，可采用研發(fā)生產(chǎn)的串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置，它能夠以較小的電源容量對(duì)較大電容和較高試驗(yàn)電壓的被試品進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，回路由被試品負(fù)載電容和與之串聯(lián)的電抗器和電源組成。

　　當(dāng)電源頻度、電感L及被試品電容Cx滿足式(1)時(shí)回路處于串聯(lián)諧振狀態(tài)，此時(shí)：

　　?=1/[2π√(LC)] (1)

　　回路中電流為：

　　I=Uex/R (2)

　　式中：

　　Uex——?jiǎng)?lì)磁電壓;

　　R——高壓回路的有效電阻。

　　被試品上的電壓為：

　　Ucx=1/ωCx (3)

　　式中：

　　ω——電源角頻率;

　　Cx——被試品電容量。

　　輸出電壓Ucx、與勵(lì)磁電壓Uex之比為試驗(yàn)回路的品質(zhì)因數(shù)Qs。

　　Qs=Ucx/Uex=ωL/R (4)

　　由于試驗(yàn)回路中的R很小，故試驗(yàn)回路的品質(zhì)因數(shù)很大。在大多數(shù)正常情況下，Qs可達(dá)50左右，即輸出電壓是勵(lì)磁電壓的50倍，因此用這種方法能用電壓較低的試驗(yàn)變壓器得到較高的試驗(yàn)電壓。由于試驗(yàn)時(shí)回路處于諧振狀態(tài)，回路本身具有良好的濾波作用，電源波形中的諧波成分在被試品兩端大為減少，通常輸出良好的正弦波形電壓。

　　當(dāng)被試品擊穿時(shí)，電路失去諧振條件，電源輸出電流自動(dòng)減小，被試品兩端的電壓驟然下降，從而限制了對(duì)被試品的損壞程度。

　　根據(jù)調(diào)節(jié)方式的不同，中試控股生產(chǎn)的串聯(lián)諧振裝置分為工頻串聯(lián)諧振裝置(帶可調(diào)電抗器，或帶固定電抗器和調(diào)諧用電容器組，工作頻率50Hz)和變頻串聯(lián)諧振裝置(帶固定電抗器，工作頻率一般10Hz～300Hz)兩大類。

　　工頻串聯(lián)諧振裝置所用電抗器的電感量能夠連續(xù)可調(diào)，當(dāng)試驗(yàn)電壓較高時(shí)，可以做成幾個(gè)電抗器串聯(lián)使用。

　　變頻串聯(lián)諧振裝置變頻串聯(lián)諧振裝置依靠大功率變頻電源調(diào)節(jié)電源頻率，使回路達(dá)到諧振，所用電抗器的電感量是固定的(不可調(diào))。試驗(yàn)頻率隨被試品電容量不同而改變。

　　由于變頻串聯(lián)諧振裝置的試驗(yàn)頻率隨不同電容量的被試品而變化，所以其使用范圍受到一定限制。

　　串聯(lián)諧振裝置在實(shí)際使用時(shí)，試驗(yàn)回路調(diào)諧必須在很低的勵(lì)磁電壓下進(jìn)行，調(diào)節(jié)電抗器電感或改變電源頻率，使被試品端的電壓達(dá)到最大，此時(shí)，回路達(dá)到諧振狀態(tài)，再按規(guī)定的升壓速度升高勵(lì)磁電壓，使高壓側(cè)達(dá)到試驗(yàn)電壓。耐壓完畢，均勻、快速降壓后，切斷電源。

　　4、中頻電源裝置

　　變壓器的感應(yīng)耐壓試驗(yàn)和局放試驗(yàn)需要中頻電源。現(xiàn)場(chǎng)獲取中頻電源的途徑主要有：中頻電源機(jī)組成套裝置、三倍頻電源裝置、中頻同步發(fā)電機(jī)組和電子式變頻裝置。對(duì)大型變壓器試驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)使用較多的是中頻電源機(jī)組成套裝置。

　　4.1 二倍頻電源機(jī)組

　　利用線繞式轉(zhuǎn)子的異步電動(dòng)機(jī)，在轉(zhuǎn)子(或定子)中通入三相交流電，由另一臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，使機(jī)械轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同相相加，在定子(或轉(zhuǎn)子)上感應(yīng)出頻率提高的正弦交流電。交流磁場(chǎng)用二相調(diào)壓器調(diào)整。

　　4.2 三倍頻電源裝置

　　三倍頻電源裝置由三臺(tái)單相變壓器組成，其一次繞組接成星形，二次繞組連接成開口三角形，而產(chǎn)生三倍頻的電壓。

　　4.3 中頻同步發(fā)電機(jī)組

　　中頻發(fā)電機(jī)組是用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)一臺(tái)中頻同步發(fā)電機(jī)，通過改變發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路中勵(lì)磁變阻器的阻值，使勵(lì)磁機(jī)改變對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁，從而

　　使發(fā)電機(jī)的定子輸出平滑可調(diào)的電壓。采用無刷勵(lì)磁發(fā)電機(jī)可以全避免炭刷火花的干擾，對(duì)局部放電測(cè)量很有利。

　　4.4 電子式多倍頻耐壓裝置

　　電子式多倍頻耐壓裝置是一種應(yīng)用大功率電子技術(shù)產(chǎn)生交流正弦波或方波電壓的電子裝置。實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)保證被試品上施加的電壓符合正弦波的要求。

　　變壓器和互感器的感應(yīng)耐壓試驗(yàn)是保證產(chǎn)品質(zhì)量符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的一項(xiàng)重要試驗(yàn)。變壓器繞組的匝間，層間，段間及相間的縱絕緣感應(yīng)耐壓試驗(yàn)，則是變壓器絕緣試驗(yàn)中的重要項(xiàng)目?？v絕緣試驗(yàn)需要通過倍頻電源裝置，施加試驗(yàn)電壓，進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。

　　電子式多倍頻耐壓裝置是為滿足上述要求而設(shè)計(jì)制造，經(jīng)過廣大用戶使用證明：其操作簡(jiǎn)單，性能可靠，能較好地滿足變壓器，互感器感應(yīng)耐壓試驗(yàn)的需要。