串联谐振装置在电力高压试验中的运用徐颖

串联谐振装置在电力高压试验中的运用徐颖

徐颖

（山东济矿民生热能有限公司山东济宁272000）

摘要：随着我国社会经济结构优化，第二三产业不断升级，对电力及其安全保障产生前所未有的需求和要求，进一步促进了我国电力事业向前发展。在顺应经济发展的方向，串联装置因其容量大、体积小、操作简易等优势在电力高压试验中取得了广泛的应用。本文阐述了串联谐振装置的工作原理，分析了其在电力高压试验中的优势，并探究了实际应用情况及其注意事项.

关键词：串联谐振；电力高压试验；电力系统

随着社会经济的快速发展，对电力及其安全保障提出了前所未有的要求，其中电器设备绝缘性问题最为关键，涉及到人身安全和财产安全等问题。电器设备的绝缘性好坏，直接决定了电力运行的可靠性和稳定性。检验电器设备的绝缘性有很多传统方式，但已经无法满足现有经济结构对电力的需求。目前，基于串联谐振装置的电力高压试验方式是最为常见的电器设备绝缘性检测的方法，具备容量大、体积小、操作简易等优势得到了广泛的应用。因此，本文我们主要针对串联谐振装置在电力高压试验中的工作原理、优势、实践及其前景进行深入的研究分析，以推动串联谐振装置在电力高压试验中的稳定性和安全性。

1.电力高压试验中的串联谐振装置结构及应用原理

1.1电力高压试验中的串联谐振装置结构分析

从电力高压试验当中串联谐振装置的结构来看，其主要就是通过变频控制器，以及励磁变压器和电容分压器、电抗器等组件组成。变频串联谐振试验装置是运用串联谐振原理，利用励磁变压器激发串联谐振回路，调节变频控制器的输出频率，使回路电感L和试品C串联谐振，谐振电压即为加到试品上电压。变频谐振试验装置广泛用于电力、冶金、石油、化工等行业，适用于大容量，高电压的电容性试品的交接和预防性试验[1]。变频串联谐振试验装置适用于10kV、35kV、110kV、220kV、500kV聚己烯电力电缆交流耐压试验。适用于60kV、220kV，500kVGIS交流耐压试验。适用于大型变压器，发电机组工频耐压试验；电力变压器感应耐压试验；接地电阻测量。

1.2电力高压试验中的串联谐振装置结构应用原理

电力高压试验中的串联谐振装置结构的应用中，是在一定电抗器电感以及视频电容结合应用下，来达到的串联谐振目标。串联谐振是在获得被试验品上的高电压电流，然后把电压以及电流加到高压试验设备上，从而来有效检测电气设备绝缘性。在我国的科学技术进一步升级优化发展下，串联谐振装置设计通过调节电源频道方式就能把串联谐振试验装备和被试品电容谐振进行结合，这样就能有效产生相应交流试验电压[2]。在串联谐振设计当中还有着多个分支设计的特征，这对实际高电压和低电流电气设备需求也可有效满足。如图1所示，在串联谐振的实际工作过程中，回路出现串联谐振的时候，X1=Xc，Uc=U/RXc=U/RXL。其中：XL为回路感抗；Xc为回路弯抗；U为励磁电压；Uc为试品承受电压。

2.串联谐振装置在电力高压试验中的优势

根据个人实践经验总结，串联谐振装置在电力高压试验中的优势可归纳为：重量轻体积小、操作简易、可调节电压电流、有效排查故障等四大基本特点。与其他实验装置不一样，串联谐振装置整个设备系统重量较轻、体积较小，便于携带和人工直接操作，更重要的是由于这个特性可减少整个试验过程所需要的能量消耗，提高电力高压试验的效率和可适用性，有利于串联谐振装置在电力高压试验中的进一步推广。操作简易，主要体现在正弦波形的呈现和改善上。目前，绝大多数串联谐振装置使用了谐振式电流滤波电路，实际操作人员就可以根据实际需求选择有效的正弦波形，从而有效地输出电力高压试验设备所需的电压，从而最大程度上避免了谐振高压电击穿试验设备等事故发生，确保电力高压试验正常有效地进行，进而确保了串联谐振装置在电力高压试验中的实践保障。可调节电压电流，是串联谐振装置由于其他传统方式的特性，便于实际操作和安全保障。主动运用串联谐振装置，在电力高压试验中可以极大程度上发现电器设备存在的绝缘弱点，最大程度上避免电力高压试验中出现短路、电流流失等问题出现，进而减少试验设备的损失，提高电力高压试验的有效性和可靠性。

3.串联谐振装置在电力高压试验中的实际应用

在城镇乡村建设中铺设了大量的电网电缆，在实际情况中经常发生各样故障。为解决这些故障，我国相关部门对电缆交接采用了预防系统，也就是交流耐压试验，缩小了传统试验中由于累积效应导致的持久性损失。在交流耐压试验中，采用了串联谐振试验，大约30~300Hz谐振频率。可见，串联谐振装置在电力高压试验中取得了不少的效果，保障了各环节电力运行的质量和安全。下面，根据实践经验，对几个案例进行深入分析和探讨。

3.1电缆高压试验串联谐振装置在电缆高压试验中主要存在的问题是温度，因为电阻率对温度会产生很敏感的变化。因此在实际应用过程中，需要对电缆温度进行严格设计和控制，确保很大程度上降低试验的危险性。温度对电阻率的影响主要通过电荷阻塞等方式实现，导致电缆局部出现极高电压和电缆的绝缘体闪路等问题，甚至出现绝缘体出现击穿现象，给实际电缆高压试验造成严重的威胁。因此，将串联谐振装置应用到实际的电缆高压试验中，可根据电缆电压电流特性，通过调节串联谐振装置的输出电压电流波形，有效地避免绝缘体被击穿等问题出现，从而实现串联谐振装置在电缆高压试验的有效进行。

3.2交流耐压试验

为了保障实际电网电压电流的稳定性，就需要确保发电机运行安全和持续性。我们可以通过交流耐压试验来检验发电机的定子绕组绝缘情况，从而设计发电机的运行方案。在交流耐压试验中，传统的试验方式由于无法调节好电压电流变动，极为容易造成试验设备的短路、甚至烧损铁芯等情况。如果采用串联谐振装置，直接在铁芯气隙的基础上进行电感变换，实现电压电流谐振，通过调整电压电流波形，可以很好地避免烧损发电机铁芯的情况。

3.3气体绝缘开关

在实际的电力设备组装过程中，避免不了出现撞击、震动等意外操作，导致气体绝缘开关设备组件出现松动、位移等现象，从而导致设备无法正常运作。因此在安装之前，需要对气体绝缘开关设备组件是否存在电场结构异常变化问题进行详细的排查，以确保气体绝缘开关设备组件在实际运作过程中有着较高的安全保障。在实践过程中，将串联谐振装置直接串联到气体绝缘开关设备组件，进行交流耐压性和绝缘性等性能进行检查试验。

4串联谐振装置在实际应用中的注意事项

串联谐振装置在电力高压试验毕竟涉及到高压操作，因此需要专业人员进行实际操作。在实际操作前，需要充分阅读串联谐振装置的操作说明，严格按照国家规定的安全规范进行操作，确保串联谐振装置在电力高压试验过程的安全性和有效性。例如，不能错接接地线等导致试验设备的损坏以及生命安全。串联谐振装置在电力高压试验的过程中，大部分输出的是高电压，因此还必须注意保持一定的安全距离，在实际检测过程，需要对与谐振电抗器形成了高压进行定量定额检测，对其电压电流偏差的原因进行分析等。

结语

总而言之，串联谐振装置在电力高压试验当中的运用，能有助于保障试验的安全以及试验的顺利进行。通过从理论层面对高压试验的串联谐振装置应用研究分析，希望能有助于实际的试验操作，保障操作的正确性，为我国的电力领域的技术进一步发展起到促进作用。

参考文献：

[1]刘昌明，张晓，张玮.变频串联谐振装置在高压电缆试验中的应用[J].现代制造技术与装备，2014（4）：66-67.

[2]黄新波，刘斌，张周熊，等.调频式串联谐振试验电源数字控制器设计[J].电力自动化设备，2016，36（7）：138-142.