變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置是利用串聯(lián)諧振的原理，采用勵磁變壓器激發(fā)串聯(lián)諧振回路，通過(guò)調整變頻電源的輸出頻率，使得回路中電抗器的電感L和被測品電容器的電容C產(chǎn)生諧振，并且最后通過(guò)調整勵磁的輸出電壓讓諧振電壓達到期望的測試電壓。

　　一、變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置的原理

串聯(lián)諧振原理圖

　　根據的原理圖，當L、C、R串聯(lián)一個(gè)回路中的感抗與試品容抗相等時(shí)，感抗中的磁場(chǎng)進(jìn)行能量與試品電容中的電場(chǎng)產(chǎn)生能量可以相互影響補償，試品所需的無(wú)功輸出功率全部由電抗器產(chǎn)品供給，電源系統只提供基本回路的有功計算功率，此時(shí)控制電路的功率因數=1.0，即電源工作電壓與諧振輸入回路通過(guò)電流同相位，電感上的電壓降與電容上的電壓降相等，相位相反。

　　當XL = XC即ωL=ωC，回路的諧振頻率，如果LC參數固定，調節電源頻率為等于諧振頻率，可以產(chǎn)生諧振。這時(shí)，對流過(guò)測試電流和被測品兩頭的電壓分別為：

　　I=U/(R+j(XL-XC))=U/R

　　UC=-jIXC=-jQU

　　式中Q為諧振電路的品質(zhì)因數。

　　由于供電電壓與電流同相，由此輸入功率為純有功功率：

　　P=UI=I?2;R

　　諧振時(shí)試驗工作電壓所耗的功率僅為一個(gè)電阻上所耗的功率，所以對于變壓器進(jìn)行容量比常規試驗研究變壓器小很多。諧振時(shí)，負荷C上的無(wú)功功率為：

　　廣泛用于大型電力變壓器，電纜，氣體絕緣組合電器(GIS)，電力電容器等電壓，大容量的電力設備，以及其他感應耐壓測試項目。

　　其試驗工作原理如下圖所示。

變頻串聯(lián)諧振試驗原理

　　分壓電容(又稱(chēng)旁路電容器)的作用：

　　a)分壓: 作為分壓電容的高壓測量。

　　b)分流：所述額定負荷范圍內的諧振裝置，與被測品配合，按工作要求隨意工作在調頻、倍頻、工頻上。

　　c) 與試品電容可以一起，構成一個(gè)諧振電容。

　　二、高壓電氣設備進(jìn)行交流耐壓試驗存在必要性

　　1)不能反映設備實(shí)際工況下的電場(chǎng)分布，難以形成正確分析發(fā)現高壓電氣設備的內部缺陷。

　　2)直流電壓會(huì )大大削弱高壓電氣設備內部的局部放電，不利于絕緣缺陷的檢測。

　　3)工頻交流耐壓試驗反映了實(shí)際電壓波形，與工頻運行時(shí)的暫態(tài)電壓升高較符合，沒(méi)有等價(jià)性問(wèn)題。

　　大容量的電氣設備(如大型發(fā)電機，電力變壓器，電力電容器，GIS，電力電纜等等)與所述承受一定范圍內具有一定頻率電壓等價(jià)的頻率范圍內工作，所以在使用電感和電容的該頻率的樣本檢測裝置來(lái)執行的串聯(lián)諧振電壓交流耐壓試驗提供了可能性，由于低激勵電壓和測試裝置，重量輕，對在施工現場(chǎng)使用非常方便。

　　三、串聯(lián)諧振裝置小結

　　可提供被試設備成本高于電源電壓Q倍的試驗電壓。由于我國電源市場(chǎng)容量可以減小且電感、電容可做成分段式，使實(shí)驗設備輕巧，運輸管理方便，為大容量、長(cháng)距離現場(chǎng)環(huán)境試驗成為可能影響并提供極大方便，同時(shí)我們利用技術(shù)試驗使用頻率允許在一定時(shí)間可調范圍內(30~300Hz)和試驗電抗器固定可調(單一電抗器是不可調的，但是通過(guò)串聯(lián)并聯(lián)，總電感可調)的原理，使得信息系統的柔性大大增加。IEC517和GB7674-1997均認為自己試驗電壓在10~300Hz范圍內與工頻電壓試驗研究基本結構等效。