摘要：目前,串联谐振装置在电力高压试验中较为常见,不仅可以有效减少电力高压试验人员的工作量,还可以降低危险事故发生率,备受我国电网电力领域的青睐,因此,本文将就串联谐振装置的实验原理进行研究,并对其优势进行深入分析,最后依据国家电工委员会(IEC)关于电力高压试验规定的标准,简单论述了串联谐振装置在电力高压试验中的具体应用。
关键词：串联谐振；高压试验；注意事项
电力系统中的高电压设备一般都要经过相关高压试验，在高压试验中检验设备是否能安全可靠的运行。因为，高压设备一旦出现故障和事故会严重影响到我国工农业的生产建设，给国民经济造成严重的损失。在电力系统交接预防性试验中,交流耐压试验是鉴定电力设备绝缘强度的最严格、最有效和最直接的试验方法之一,它对判断电力设备能否继续运行具有决定性的意义,也是保证设备绝缘水平,避免发生绝缘事故的重要手段。通常交流耐压试验设备有2种,即交流试验变压器和串联谐振试验装置。对高压大电容量设备进行交流耐压试验时,试验变压器容量要求非常大,试验设备笨重,而应用串联谐振原理可以利用电压及容量小得多的设备产生所需的试验电压,满足试验要求。
1串联谐振装置的基本原理
电路中含线性储能元件而无独立电源的二端网络其端口呈现电阻性，即出现电压电流同相位的现象，这种现象称为电路的谐振现象。其实，谐振现象是正弦稳态电路出现的一种特殊现象。那么串联谐振装置则是利用谐振电抗器的电感和容性被试设备发生串联谐振，通过这种方式在被试验的对象上获得高电压。当回路发生串联谐振现象时，X1-Xe，Ue-U/RXe-U/RXL。其中XL是回路感抗，Xe是回路弯抗，U为励磁电压，Ue为试品承受电压。若我们设谐振回路的品质因数为Q，则Ue-QU，我们可以得出结论：被测试设备上所获得的电压是励磁电压的Q倍。
在试验中，我们可以采用两种方法进行调谐。一种是调感式调谐、一种是调频式调谐。通过可调节铁芯气隙的电抗器，让调节铁芯气隙改变电感量从而使电路回路处在工频谐振状态。这种方式的劣势是对周围的噪音影响较大、设备沉重，机械结构复杂难以搬运。而采用调感式调谐的方式，主要通过固定电感电抗器调节激励电源的频率，将试验回路调至谐振状态。这种方式相比有调感式调谐方式而言，具有体积小、重量轻，品质高，使用便捷的特点。
2高压试验中串联谐振装置的应用
高压试验中串联谐振装置的应用可以分为三个部分：
在电缆试验中的应用、在GIS设备中的应用、在发电机或者电动机交流耐压试验中的应用。
在电缆试验中的应用：由于我国电网中大量使用电缆，为保证电网中的交联电缆能够安全运行，按照我国国家电网公司相关规定，应采用交流耐压试验代替直流耐压试验，从而来减少和避免直流试验的累积效应对电缆造成的损伤。在高压挤包绝缘电缆的现场进行谐振试验，频率范围为30~300Hz。在试验后得出三点结论：①直流电场的强度根据电阻率进行分布，因此受到温度等因素的影响，在耐压试验中终端头的外部闪络所引起的行波有可能会导致绝缘损坏。②由于在高压直流耐压试验中，很难检查出绝缘缺陷。③因为交流电力电缆的电容量较大，所以试验电流也很大。直流电压本身非常容易在电缆内部集起空间电荷，造成电缆附件沿绝缘闪络。并且因波过程中还会产生过电压导致局部电场过强形成绝缘弱点。在试验中，有绝缘被击穿的可能。因此容易在运行的过程中引发事故。虽然按照标准的直流耐压试验规定进行，但是在投产运行后也容易发生绝缘击穿事故。
在GIS设备中的应用：GIS的现场耐压的三种试验方法主要有：交流电压、振荡操作冲击电压、振荡雷电冲击电压。其中，交流耐压试验是GIS现场耐压试验最常见的一种方法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因为通过交流耐压试验可以有效地检查出异常的电场结构，比如电极损坏等状况。在试验的现场，一般只进行交流耐压试验。
在工厂整体组装完成后的气体绝缘开关设备应该在经过试验合格后，再采用分单元运输的方式运送到现场进行安装。因为，如果在运输过程中遭受振动、撞击等行为，就可能会导致GIS元件或者其内部发生松动或者移位。同时，在安装的过程中，要小心仔细。如果在联结处、密封处产生失误，有可能会引发其电极表面的刮伤。如果安装错位则会引起电极表面出现缺陷。在安装现场，也要注意空气中进入的各类悬浮尘埃及导电微粒等杂质。这些悬浮尘埃及导电微粒等杂质在安装现场不容易通过常规的试验检测出来。这也是对GIS的安全、可靠运行的最大威胁。
在发电机或者电动机交流耐压试验中的应用：由于在发电机或者电动机的工频耐压时，电容的电流量、定子绕组对地电容量等相间电容量比较大。如果采用一般普通的大容量试验设备进行试验的话，设备本身较为笨重在试验中会因为发电机定子绕组的绝缘被击穿时而引起故障点短路电流过大，造成铁芯被烧损，从而导致了经济上的损失。所以，为了进一步满足发电机或者电动机交流耐压试验中电压频率符合工频耐压电容对测试中电流量的要求。避免经济上不必要的损失，发电机或者电动机交流耐压的试验中，应该采用串联谐振装置来调节铁芯气隙以达到改变电感达到工频谐振的测试目的。
3高压试验中串联谐振装置使用中的注意事项
串联谐振试验装置具备体积小、重量轻、所需的电源容量远低于传统的试验变压器的要求，从而得到了广泛的应用，在试验中不仅可以减轻现场试验的工作量海可以减少对测试设备的损害，但是在高压试验中串联谐振装置使用中还因注意以下问题：
由于谐振电源产品都是对高压试验设备进行测试，所以必须由专业的高压试验人员进行操作。并且在操作前要仔细阅读串联谐振装置使用说明书，反复操作训练后再进行试验。一般而言，试验中操作人员不应该少于2人。在试验过程中要时刻遵守有关高压试验的安全作业规定。同时，还应该严格按照国家相关标准及规定进行试验操作，从而保证高压试验设备试验的安全性、正确性。在串联谐振试验装置的使用过程中，各联接线不能接错，尤其是接地线不能接错，否则容易损坏串联谐振试验装置。由于串联谐振试验装置工作时，输出的是高电压甚至是超高电压，一定可靠接地，并注意操作时的安全距离。
串联谐振试验系统主要是利用谐振电抗器和被测试设备的谐振产生高电压。当现场测试时，如果操作人员在现场分析时装置不能够按照标准产生所需的高电压时，应该及时分析因为什么原因破坏了设备的谐振条件或者检查装置的回路是否接通。
串联谐振试验装置对于系统激磁变压器有严格的电压及电流要求，所以如果选用替代品，一定要充分考虑其电压和电流，不能单单只看容量相同。
4结语
综上，串联谐振试验装置具备体积小、重量轻、所需的电源容量远低于传统的试验变压器的要求等特点，从而在在电缆试验中、GIS设备中、发电机或者电动机交流耐压试验中被广泛应用。高压试验中的串联谐振试验装置改变了传统试验变压器的劣势，在测试中有效地减轻了操作人员的工作量，提高了试验现场的安全性。
参考文献
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论文作者:秘智鑫
论文发表刊物:《电力设备》2018年第12期
论文发表时间:2018/8/6
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