关于串联谐振装置在电力高压试验中的应用

关于串联谐振装置在电力高压试验中的应用

刘旭强

国网吕梁供电公司试验所，山西省吕梁市， 033000

摘要：电力高压试验的主要目的是为了检查电气设备是否漏电。在传统的高压试验过程中，电力设备的所需要的电压大小以及设备的位置都对于试验结果有着很大的影响。所以基本上已经没有办法满足现代电力设备的检测需求。所以，我们要运用串联谐振装置进行电力高压试验的检测，保证电力系统在工作过程中更加的稳定和安全，同时也使得电气设备的绝缘性能得到保障。

关键词：串联谐振；装置；高压试验；应用

一、串联谐振装置的定义

所谓的串联谐振装置，其主要的原理是通过串联电路实现谐振，电路结构中还会串联起电感和电容器，以达到绝缘检测的目的。被测量设备中的高压电流以及高压电压能够被获取和整流到串联谐振装置之中，从而能够检测出被测量的电气设备是否漏电，是否安全。就目前的串联谐振装置而言，串联谐振装置的试验设备和被测量的试验品的电容是通过调节电源频道的方式联系起来的。整个串联谐振装置在设计过程之中还具有多分支的结构，目的是为了在满足高电压设备的测量的同时，也满足低电压设备的9需求。因此，串联谐振装置在现代的电力高压试验之中的应用范围十分广泛。

二、串联谐振装置在电力系统运用的优点

2.1串联谐振装置设备重量更轻、体积更小

随着串联谐振装置设计的不断更新，现在的串联谐振装置较传统的而言，体积更小重量更轻，这也在一定程度上为电力的高压试验提供了较多的便利，而其主要表现在：在进行一定的电力系统试验时，串联谐振装置只需提供电力试验时有功消耗的那部分即可，这样就会在一定程度上提高电力系统试验的可行性。

2.2串联谐振装置能有效的改善输出的电压波形

现在的串联谐振装置主要是采用谐振式滤波电路，这样就能在一定程度上有效的改善输出电压的波形，进而有效的获得较好的正弦波形，以此来有效的防止谐振电波对被试验品的伤害和击穿。

2.3串联谐振装置能有效的防止故障的发生

通过串联谐振装置在电力系统高压试验的运用，可有效的找到相应的绝缘弱点，进而可有效的防止较大的短路电流通过，防止烧伤相应的设备。因此，在进行电力系统的高压试验时，我们一定要熟练运用串联谐振装置，以此来有效的提高电力系统高压试验的可行性。

三、串联谐振装置在电力高压试验中的实际运用

3.1电缆高压试验

在电缆高压试验当中运用串联谐振装置，能够有效避免出现击穿绝缘体等问题。这主要是由于受到各种因素的干扰影响使得电缆内部比较容易集起空间电荷，由此使得电缆附件出现绝缘闪路的可能性变得比较高，而受此影响，局部电压将极有可能迅速增加，进而导致在电缆高压试验过程中出现击穿绝缘体的情况，严重影响电缆高压试验的正常进行。而在进行直流耐压试验的过程当中也常常会面临击穿电缆的问题，因此为有效解决这一问题可以选择使用串联谐振装置，根据相关实验要求需要将谐振频率控制在30Hz到300Hz之间，并且在高压的试验状态下，迅速完成绝缘弱点的判断。考虑到电阻率比较容易受到温度的影响，因此工作人员需要注重对温度进行有效控制，从而保障试验结果的精确性和有效性。

3.2气体绝缘开关

完成各电力设备组装工作后需要进行单元式调整试验，在运输电力设备的过程当中，一旦出现撞击、震动等情况，将极有可能影响气体绝缘开关设备组件，使其出现松动、位移等问题，因此需要工作人员通过进行耐压试验以有效保障气体绝缘开关具有较高的安全性能。在运用串联谐振装置进行试验之前，工作人员需要对试验电压频率进行有效确定，目前我国额定工频为50Hz，而在预防性的电力高压试验当中工频应当控制在45Hz到55Hz以内，而为有效运用串联谐振装置判断出试品的实际绝缘性能以及存在缺陷，可以在此基础上适当扩大频率范围。根据相关试验数据显示，当串联谐振装置的试验频率保持在35Hz到75Hz范围之内时，试验击穿电压均落具有95%左右的可置信度。因此在使用串联谐振装置进行电力高压试验时可以选择将试验电压频率范围设定为35Hz到75Hz。通过依照相关试验要求对现场进行安全防护布置，例如设置安全标志灯并对相关试验人员进行安全教育，之后需要检查串联谐振装置的试验接线，保障其完全符合试验要求。此时工作人员需要提前对串联谐振装置进行试验，在此过程中其可以选择设定368kV预试验电压对串联谐振试验装置进行一分钟左右的无负载试验，用以有效保障装置性能和质量能够符合试验要求。而后需要由工作人员对气体绝缘开关设备进行全方位地检查，保障电力变压器、避雷器能够与之保持一定的安全距离。之后工作人员则需要将气体绝缘开关的试验端连接串联谐振试验装置的高压输出，观察在整个实验过程中被检测的气体绝缘开关试验设备是否出现放电、闪络等现象，及其安全绝缘性能是否出现变化，如果其安全绝缘性能表现稳定并没有任何放电和闪络问题，则代表气体绝缘开关试验设备具有良好的使用性能，可以被运用到实际电力系统运行当中。但值得注意的是，在进行这一试验之前，工作人员有必要准确检测地电容，从而在此基础之上利用试验设备电容量，准确估算出其试验需要的电感、电流以及容量等，为有效提升估算的精确率和有效性，可以选择使用介损仪等专业仪器设备完成此项工作任务。

3.3交流耐压试验

为有效保障电力电缆具有较高的质量标准，能够投入到电力系统当中得到实际运用，需要对其进行交流耐压试验。以某长度为1112m且额定电压为8.7/10kV，无阻燃与阻水的电力电缆为例，通过运用串联谐振装置并选择使用14kV交流试验电压，保障交流耐压试验时间不低于五分钟，进而使得在整个交流耐压试验当中，串联谐振装置可以选择与之相符合的频率，对电抗器数量串接线进行调整，并对变频控制器输出电压进行相应调节，使得试验频率能够与工作频率基本上保持一致。在试验当中试品电容为0.411uF，而与励磁变压器相比，谐振电抗器电抗更高，因此在试验当中不会对励磁变压器电抗给予过多考虑，利用公式1/C=1/（C1+C2）+1/Cx，其中C为电路参数，Cx为试品电容，C1+C2代表电容分压器中的电容，且试验电缆容量及试品电容要小于电容分压器电容，因此整个谐振回路电容基本上与试品电容相一致。在此次试验过程中，工作人员通过使用一台60H电抗器并将试验电流设定为1.2A后进行5分钟的耐压试验，并未发现试验电缆被击穿或是出现绝缘闪络等情况，因此可以有效判断这一试验电缆具有较好的使用性能，可以投入实际使用当中。

在交流耐压试验过程当中，发电机本身体积相对比较大，如果在试验过程中出现击穿定子绕组绝缘的情况，则如果使用普通试验设备将极有可能导致出现故障短路电流，从而烧损铁芯。因此为有效避免这一情况的发生，同样可以选择使用串联谐振装置，立足于铁芯气隙的基础之上进行电感变化，进而有效实现工作谐振，在顺利完成交流耐压试验的同时避免出现烧损发电机铁芯的情况。

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]孙庆华.串联谐振装置在高压试验中的应用[J].山西电力，2008（2）：32-33.

[2]孙建军.简析高压试验中串联谐振装置的应用效果[J].科技创新与应用，2013（14）：67.