變頻串聯諧振試驗裝置各種大型電力變壓器、電力電纜、汽輪及水輪發(fā)電機及其它容性設備的交流耐壓試驗都嚴格按試驗規(guī)程定期進行。在工頻條件下,由于被試品電容量較大,或者試驗電壓要求較高,對試驗裝置的電源容量相應的也有較高的要求,傳統(tǒng)的工頻耐壓裝置往往單件體積大,重量重,不便于現場搬運,而且不便于任意組合,靈活性較差。比較好的方法是采用變頻諧振的方法進行耐壓試驗
英文名字:Frequency Series Resonan 變頻諧振由隔離變壓器、調頻調壓電源、激勵變壓器、電抗器和電容分壓器組成。被試品的電容與電抗器構成串聯諧振連接方式;分壓器并聯在被試品上,用于測量被試品上的諧振電壓,并作過壓保護信號;調頻功率輸出經激勵變壓器耦合給串聯諧振回路,提供變頻諧振的激勵功率。
變頻諧振主要用于6kV-500kV的交聯橡塑電力電纜,6kV-500kV變壓器 的工頻耐壓試驗,GIS和SF6開關 的交流耐壓試驗,發(fā)電機 的交流耐壓試驗,其它電力高壓設備如母線,套管,互感器的交流耐壓試驗。
我們已知,在回路頻率f=1/2π√LC時,回路產生諧振,此時試品上的電壓是勵磁變高壓端輸出電壓的Q倍。Q為系統(tǒng)品質因素,即電壓諧振倍數,一般為幾十到一百以上。先通過調節(jié)變頻電源的輸出頻率使回路發(fā)生串聯諧振,再在回路諧振的條件下調節(jié)變頻電源輸出電壓使試品電壓達到試驗值。由于回路的諧振,變頻電源較小的輸出電壓就可在試品CX上產生較高的試驗電壓。
國外有些廠家設計串聯諧用電抗器,在特殊情況下也有采用低頻率為25Hz或20Hz的。當然頻率愈低,被試電纜的長度(電容量)可增大。但是電抗器鐵心因此放大,使重量增加。個別資料顯示,1-300Hz的交流試驗也具有與工頻交流試驗的等效性,這說明實際應用中頻率下限有可能取得更低,例如小于20Hz甚至到0.1Hz也是可行的。進一步表明在這樣的頻率范圍內,絕緣內部各介質的電壓分布及介質特性仍基本相同。
認為工頻電力電纜的試驗電壓也是工頻,這是趨于比較保守的觀點。針對此問題應該著重說明交接和預防性試驗的目的在于發(fā)現絕緣缺陷的能力來定的。在不同的頻率下只要絕緣內部介質電壓分布相同,又有基本相同的檢出絕緣故障的能力,就能達到試驗的目的。因此即使選用比工頻范圍更寬的頻率也是可以接受的。在90年代中期為了選擇適當的交流耐壓試驗的頻率范圍,做了大量、仔細的基礎研究工作。得出頻率在30-300Hz范圍內,橡塑電纜內部幾種典型絕緣缺陷的擊穿特性沒有明顯差別。分析形成這種在不同頻率下良好的擊穿特性,主要原因是優(yōu)良的同軸絕緣結構,單一的絕緣介質,材質相對純潔、電場分布合理、規(guī)則。因此,在不同頻率下結構內部電壓分布相同,形成寬頻率范圍試驗的條件。油紙絕緣電纜一直采用頻率等于零的直流電壓進行耐壓試驗,其實際效果很好,數十年來未受到置疑。