工頻諧振裝置主要應用于6kV-500kV高壓交聯(lián)電纜、6kV-500kV變壓器 、發(fā)電機、GIS和SF6開關、其它電力高壓設備(如母線,套管,互感器)的交流耐壓試驗。利用調諧電感與負荷電容使之產生工頻串聯(lián)諧振,以獲得工頻試驗 電壓的設備。串聯(lián)諧振試驗設備廣泛用于電力、冶金、石油、化工等行業(yè),適用于大容量,高電壓的電容性試品的交接和預防性試驗。
電抗器L和被試品電容C組成的串聯(lián)諧振都有一個固定的諧振頻率F=1/(2π√L·C)當試驗頻率等于這個頻率時,該電路發(fā)生諧振。
通過這個原理,由調頻電源提供電源送給勵磁變壓器,經(jīng)過勵磁變壓器變壓成中壓加上L和被試品電容C上。通過改變調頻電源輸出頻率,使回路處于串聯(lián)諧振狀態(tài),再調節(jié)調頻電源輸出電壓,使試品上電壓達到所需要的電壓值。
工頻諧振試驗裝置是運用串聯(lián)諧振的原理,通過調節(jié)變頻控制器的輸出頻率,使得回路中的電抗器的電感L和試品電容C發(fā)生串聯(lián)諧振,諧振電壓即為試品上所加電壓。
串聯(lián)諧振實際是個電流濾波回路,使通過被試品的電流基本是基波電流,輸出電壓的波形畸變率(THD)極小,優(yōu)于現(xiàn)有所有類型的交流耐壓設備。試品閃絡或擊穿后的短路電流僅為短路前試驗電流的1/10以下的(1/Q)能有效防止擊穿后擴大對故障點的損傷;閃絡后立即自動熄弧,熄弧后恢復諧振狀態(tài)電壓建立的過程較長(秒數(shù))是一個穩(wěn)態(tài)的建立過程,既無電壓過沖之慮更無微秒級毫秒級瞬態(tài)過程的恢復過電壓的危險。
L——可調電抗器的電感量,CX——被試品電容,r——可調電抗器的有功損耗及被試品介損等全回路綜合損耗的等效并聯(lián)電阻。L調節(jié)至諧振點電感量L0時,XL=XC,IL=IC此時即實現(xiàn)了完全并聯(lián)諧振。并聯(lián)諧振時,電源供給的電壓UX與試驗電壓相同,由于無功電流完全補償?shù)窒?,電源僅需提供COSΦ=1的IX=Ir補償諧振回路的綜合有功損耗,便可激發(fā)并維持穩(wěn)定的諧振。并聯(lián)諧振具有串聯(lián)諧振同等的無功補償及其相應的優(yōu)點,但不能充分具有串聯(lián)諧振所具的其他三項特點。一般大多采用串聯(lián)諧振交流耐壓的方式。