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摘要：电力系统高压试验是常用的一种对于电器设备绝缘性进行检测的方法。而电力设备的高低在很大程度上对于电力运行可靠性与稳定性产生直接的影响。伴随着科技的进步及电力系统的不断发展，传统的高压试验方法已远远无法满足现代电力的需求。因此，我们要对串联谐振装置在电力高压试验中的应用进行深入的研究，进而提升了电力高压试验的可行性，以此来提升电力系统运行稳定性与可靠性。
关键词：串联谐振；装置；高压试验；应用
一、串联谐振装置阐述
通过对于串联谐振概述认识及其了解，我们能够更高效的把串联谐振装置应用在电力系统的高压试验过程中，从而不断提升了电力系统高压试验可行性与稳定性。因此，文章对于串联谐振的阐述进行了详细的研究与分析。而串联的谐振装置采取的是串联谐振原理，并通过电抗器的电感与视频的电容进行有效的结合，从而达到了此目的。另外，它还是通过获取被试验品中高电压的电流，从而可以把电压与电流增加到高压试验设备中来，以此能够有效检测出它的绝缘性能。另外，伴随着科学技术的不断发展与进步，目前的串联谐振装置在进行设计的过程中，主要采取的是具有一定电源调节的频道方式，从而有效把串联谐振的实验装备与被试品的电容谐振结合起来，从而产生了一定交流试验的电压。而串联谐振在设计时，还具有能够多分支的设计，不但可以保证高电压与低电流电器设备所需，而且在一定程度上还能够有效满足较低等级电压试验的需求。所以，串联谐振装置在电力系统的高压试验中得到了比较广泛的应用。
二、串联谐振耐压试验的原理和优点
2.1原理
串联谐振试验装置可以利用谐振电抗器的电感与容性被试设备发生串联谐振，在被试品上获得所需的高电压。串联谐振的基本原理如图1所示。
当回路发生串联谐振时，X1＝Xc，Uc＝U/RXc＝U/RXL。其中XL为回路感抗，Xc为回路弯抗，U为励磁电压，Uc为试品承受电压。设谐振回路的品质因数为Q，则Uc＝QU，即被试品上获得的电压为励磁电压的Q倍，被试品上获得的容量也为试验电源容量的Q倍，就实现了用低电压小容量试验变压器对大容量试品进行交流耐压试验的目的。
2.2优势特征
①串联谐振装置相对大功率调压装置具有更轻的重量和更小的体积，所以十分便于在现场进行随时试验。而在它的电力系统中，只需要串联谐振电源提供很少的能耗就能满足设备的试验电压与容量1/Q，它的消耗仅仅占到普通实验装置的1/10左右。
②它属于典型的谐振式电流滤波电路，可以在短时间内改善所输出的电压波形，改善设备输出电压可能存在的波形畸变问题，使得试验过程中的正弦波形质量更高。如此一来，被试验设备就不会由于谐振电波处于尖峰状态而被误击穿。
③串联谐振装置可以快速有效地找到被试验设备的绝缘弱点，在试验初期就遏制短路电流的烧伤设备问题。如果被试验设备因为绝缘弱点被攻击而击穿，那么电路就会马上启动失谐状态，降低设备电流流速，减少击穿点处电流流过，起到保护设备绝缘弱点的作用，避免电路短路甚至被烧坏。
三、串联谐振试验装置的应用
3.1在电缆试验中的应用
城乡电网中电缆的大量使用，其故障时有发生。为保证交联电缆的安全运行，国家电网公司对电缆交接和预防性试验做出了新的规定，用交流耐压试验替代原来的直流耐压试验，以避免直流试验累积效应对电缆造成损伤。
①由于直流电场强度按电阻率分布，而电阻率受温度等影响较大，同时耐压试验过程中，终端头的外部闪络引起的行波可能造成绝缘损坏。②直流耐压试验在很高电压下，难以检出相间的绝缘缺陷。③直流电压本身容易在电缆内部集起空间电荷，引起电缆附件沿绝缘闪络，因波过程还会产生过电压，这些现象迭加在一起，使局部电场增强，容易形成绝缘弱点，在试验过程中可能导致绝缘击穿，并可能在运行中引起事故。
很多电缆在交接试验中按GB50150-91标准进行直流耐压试验顺利进行，但投运不久就发生绝缘击穿事故，正常运行的电缆被直流耐压试验损坏的情况也时有发生。交流耐压试验因其电场分布符合运行实际情况，故对电缆的试验最为有效。通常交流电力电缆的电容量较大，试验电流也很大，调感式设备的体积将非常巨大并且电感调节也很困难，而调频式装置则灵活性更强，更易于实现。因此，电缆现场交流耐压试验多利用变频谐振试验设备。IEC517和GB7674也认可30～300Hz交流电压可等效于工频电压，但耐压时间应进行频率修正。
3.2运用于GIS装备中
GIS装备即气体绝缘开关设备，其主要是将试验合格的产品运输至现场并进行一定的组装。但是在运输一定的元件或固件时，易出现由于振动、撞击而发生的松动或移位等现象，进而就在一定程度上不仅降低了运输效率，而且还带来了一定的经济损失。但是通过将串联谐振装置运用在GIS装备中，可将电场结构的异常有效的检测出来，进而有效的降低事故的发生概率。
3.3在发电机（电动机）交流耐压试验中的应用
发电机定子绕组对地或相间电容量大，如300MW水轮发电机定子绕组对地电容量高达1.7～2.5μF，工频耐压时电容电流达到25～35A，试验设备容量数千kVA，采用常规试验设备时，设备笨重。更为严重的是用常规大容量试验设备时，发电机定子绕组绝缘被击穿时的故障点短路电流大，会烧损铁芯，将造成很大的经济损失。电压波形的规定“试验电压一般应是频率为45～65Hz的交流电压，通常称为工频试验电压。
四、高压试验过程中使用装置需注意的事项
谐振设备是需通过一定高压试验进行的，所以，要有相关专业人员进行高压的实验，并在进行高压实验正式实施以前，充分掌握相关的使用说明，并进行反复多次实验后，方可正式实施，在通常状态下，要两人以上进行实际操作，而在高压实验进行过程中，要严格按照相关安全规范来进行，另外，也要严格遵守国家标准进行操作，进而大大保证了高压实验过程中的整体正确性以及安全性，在进行高压试验过程中使用串联谐振试验装置，不要接错连接线，尤其是不能接错接地线，否则，便会出现设备的损坏。在串联谐振试验装置进行高压试验的过程中，大部分输出的是高电压，还会有超高压，因此，要可靠接地，需要时要注意保持一定的安全距离。串联谐振试验装置使用的就是被测试的设备与谐振电抗器形成了高压。在现场进行测试时，如果所安装设备过程中不能按照实际标准形成高压时，则要对其原因进行分析，并查看回路是否连通。
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
[1]范磊，徐振磊.串联谐振装置在电力高压试验中的运用研究[J].低碳世界，2015.
[2]黄新波，程文飞，张周熊，等.智能型高压变频串联谐振试验电源设计[J].电力自动化设备，2013.
论文作者:薄霖
论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期
论文发表时间:2018/1/5
标签：谐振论文; 电压论文; 高压论文; 装置论文; 耐压论文; 过程中论文; 电流论文; 《电力设备》2017年第26期论文;