工頻諧振裝置主要應(yīng)用于6kV-500kV高壓交聯(lián)電纜、6kV-500kV變壓器 、發(fā)電機(jī)、GIS和SF6開關(guān)、其它電力高壓設(shè)備(如母線,套管,互感器)的交流耐壓試驗(yàn)。利用調(diào)諧電感與負(fù)荷電容使之產(chǎn)生工頻串聯(lián)諧振,以獲得工頻試驗(yàn) 電壓的設(shè)備。串聯(lián)諧振試驗(yàn)設(shè)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(yù)防性試驗(yàn)。
電抗器L和被試品電容C組成的串聯(lián)諧振都有一個(gè)固定的諧振頻率F=1/(2π√L·C)當(dāng)試驗(yàn)頻率等于這個(gè)頻率時(shí),該電路發(fā)生諧振。
通過這個(gè)原理,由調(diào)頻電源提供電源送給勵(lì)磁變壓器,經(jīng)過勵(lì)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(diào)頻電源輸出頻率,使回路處于串聯(lián)諧振狀態(tài),再調(diào)節(jié)調(diào)頻電源輸出電壓,使試品上電壓達(dá)到所需要的電壓值。
工頻諧振試驗(yàn)裝置是運(yùn)用串聯(lián)諧振的原理,通過調(diào)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(shí)際是個(gè)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(shè)備。試品閃絡(luò)或擊穿后的短路電流僅為短路前試驗(yàn)電流的1/10以下的(1/Q)能有效防止擊穿后擴(kuò)大對(duì)故障點(diǎn)的損傷;閃絡(luò)后立即自動(dòng)熄弧,熄弧后恢復(fù)諧振狀態(tài)電壓建立的過程較長(秒數(shù))是一個(gè)穩(wěn)態(tài)的建立過程,既無電壓過沖之慮更無微秒級(jí)毫秒級(jí)瞬態(tài)過程的恢復(fù)過電壓的危險(xiǎn)。
L——可調(diào)電抗器的電感量,CX——被試品電容,r——可調(diào)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(diào)節(jié)至諧振點(diǎn)電感量L0時(shí),XL=XC,IL=IC此時(shí)即實(shí)現(xiàn)了完全并聯(lián)諧振。并聯(lián)諧振時(shí),電源供給的電壓UX與試驗(yàn)電壓相同,由于無功電流完全補(bǔ)償?shù)窒?,電源僅需提供COSΦ=1的IX=Ir補(bǔ)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(bǔ)償及其相應(yīng)的優(yōu)點(diǎn),但不能充分具有串聯(lián)諧振所具的其他三項(xiàng)特點(diǎn)。一般大多采用串聯(lián)諧振交流耐壓的方式。