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交流耐压试验对于固定有机绝缘来说属于破坏性试验，它会使原来存在的绝缘弱点进一步发展，使绝缘强度逐渐降低，形成绝缘内部劣化的累积效应。因此，在进行交流耐压试验前，必须对被试设备先进行绝缘电阻、吸收比、泄漏电流、介质损失角等项目的试验。试验结果正常，方能进行交流耐压试验；若发现设备绝缘状况不良，必须先进行处理后再做耐压试验，避免造成不应有的绝缘击穿。同时必须正确地选择试验电压和耐压时间。

交流耐压分为：0.1Hz超低频交流耐压，工频交流耐压，变频交流耐压

今天说说变频交流耐压

试验设备：

设备原理：

本段将和大家讨论串联谐振的原理，并分析串联谐振现象的一些特征，探索串联谐振现象的一些基本规律，以便在应用中能更自如的使用串联谐振和分析在试验过程中发生的一些现象。

一、串联谐振的产生

谐振是由R、L、C元件组成的电路在一定条件下发生的一种特殊现象。首先，我们来分析R、L、C串联电路发生谐振的条件和谐振时电路的特性。图1所示R、L、C串联电路，在正弦电压U作用下，其复阻抗：式中电抗X＝XL—Xc是角频率ω的函数，X随ω变化的情况如图2所示。当ω从零开始向∞变化时，X从﹣∞向﹢∞变化，在ω＜ω0时、X＜0，电路为容性；在ω＞ω0时，X＞0，电路为感性；在ω＝ω0时

此时电路阻抗Z(ω0)＝R为纯电阻。电压和电流同相，我们将电路此时的工作状态称为谐振。由于这种谐振发生在R、L、C串联电路中，所以又称为串联谐振。式1就是串联电路发生谐振的条件。由此式可求得谐振角频率ω0如下：

谐振频率为

由此可知，串联电路的谐振频率是由电路自身参数L、C决定的．与外部条件无关，故又称电路的固有频率。当电源频率一定时，可以调节电路参数L或C，使电路固有频率与电源频率一致而发生谐振；在电路参数一定时，可以改变电源频率使之与电路固有频率一致而发生谐振。

二、串联谐振的品质因数

串联电路谐振时，其电抗X(ω0)＝0，所以电路的复阻抗

呈现为一个纯电阻，而且阻抗为最小值。谐振时，虽然电抗X＝XL—Xc=0，但感抗与容抗均不为零，只是二者相等。我们称谐振时的感抗或容抗为串联谐振电路的特性阻抗，记为ρ，即

ρ的单位为欧姆，它是一个由电路参数L、C决定的量，与频率无关。

工程上常用特性阻抗与电阻的比值来表征谐振电路的性能，并称此比值为串联电路的品质因数，用Q表示，即

品质因数又称共振系数，有时简称为Q值。它是由电路参数R、L、C共同决定的一个无量纲的量。

三、串联谐振时的电压关系

谐振时各元件的电压分别为

即谐振时电感电压和电容电压有效值相等，均为外施电压的Q倍，但电感电压超前外施电压90°，电容电压滞后外施电压90°，总的电抗电压为0。在电路Q值较高时，电感电压和电容电压的数值都将远大于外施电压的值，所以串联谐振又称电压谐振。

常见的试品如变压器、GIS系统、SF6断路器、电流互感器、电力电缆、套管等均为容性，系统配备的电抗器为感性，试验时先通过调节变频电源的输出频率使回路发生串联谐振，再在回路谐振的条件下调节变频电源输出电压使试品电压达到试验值。由于回路的谐振，变频电源较小的输出电压就可在试品上产生较高的试验电压。

在实际现场应用中试品上的高压电压和低压电压遵循以下公式：

U试=QU激

其中：U试为高压谐振试验电压，Q为系统串联谐振的品质因数，U激为激励变压器输出电压。

例如：假设系统串联谐振的品质因数Q为30，激励变压器选择16kV的抽头，激励变压器额定输入电压为V，如果激励变压器输入电压为V时，高压电压计算步骤如下：

①计算激励变压器变比

激励变压器变比N=激励变压器所选抽头电压/输入额定电压

即：N=16kV/V=/=40

②计算激励变压器输出电压

激励变压器输出电压=激励变压器输入电压*激励变压器变比

即：U激=V*40=4kV

③计算高压谐振试验电压

高压谐振试验电压=激励变压器输出电压*系统品质因数

即：U试=4kV*30=kV

故系统最终的高压谐振试验电压为kV。

试验方法：变频串联交流耐压接线原理图见图

常见故障原因及排除

1.自动调谐不能完成，找不到谐振点

现象：调谐曲线完全是一条直线，调谐完成后仪器提示没有谐振点。

原因：

回路接地不好，试验回路接线错误，装置某一仪器开路。

排除方法：

1）检查接地装置可靠，接地连接线是否有断开点；

2）检查励磁变压器的高低压线圈的通断；（低压绕组阻值;高压绕组阻值每个输出端对高压尾）

3）检查每一只电抗器的通断；(每个绕组阻值)

4）检查分压器的信号线的通断；（1孔对芯，2孔对外壳分别导通；1孔对2孔断开）

5）检查分压器的高低压电容臂的通断；（高、低压电容量）

6）装置自身升压时没有谐振点，还需要检查补偿电容器（选配）的通断；

如果所有部件正常，依然没有谐振点，请和厂家联系，不可拆卸仪器！

2.不能升压到试验电压

现象：

1）调谐曲线是一条直线，有较低的尖峰；

2）试验时低压电压较高，高压却较低，甚至在没有升到试验电压时，低压电压已经到达额定电压，回路自动降压；

原因：

1）电抗器与试品电容量不匹配，没有准确找到谐振点；

2）试品损耗较高，系统Q值太低；

3）励磁变压器高压输出电压较低；

4）高压连接线过长或没有采用高压防电晕锡箔管；

排除方法：

1）将补偿电容器（选配）并接入试验回路，加大回路电容量；

2）尽可能将多只电抗器串联，提高回路电感量；

3）提高励磁变压器的输出电压；

4）干燥处理被试品，提高被试品的绝缘强度，减少回路的有功损耗；

5）一般在设备较高电压输出时，采用高压防电晕锡箔管，或将普通高压输出线改为较短的连线，一般不超过5米。

如果全部处理完后，依然不能解决问题，请和厂家联系，不可拆卸仪器！

设备容量选择

试验电流：I=2πfCU×10-3(A)

频率的选择(Hz)

1、发电机——50Hz，取50Hz

2、变压器——45～65Hz，取50Hz

3、GIS、开关、母线——30～Hz，取45Hz

4、电力电缆——30～Hz，取35Hz

电压的选择(kV)

按照规程要求，确定最高试验电压。

电容量的选择(μF)

根据被试品最大电容量确定

装置最大容量：P=UI×1.25(kVA)

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