高壓電纜串聯(lián)諧振是一種在電力系統(tǒng)中用于高壓電纜試驗(yàn)和檢測(cè)的重要技術(shù)手段，在保障電纜安全運(yùn)行方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。以下為您詳細(xì)介紹：
 

　　基本原理
 

　　在電阻、電感及電容所組成的串聯(lián)電路內(nèi)，當(dāng)容抗\(X_C\)等于感抗\(X_L\)時(shí)，即\(X_C=X_L\)，電路就會(huì)發(fā)生串聯(lián)諧振。此時(shí)電路中的電壓\(U\)與電流\(I\)的相位相同，電路呈現(xiàn)純電阻性。在這種狀態(tài)下，電感和電容上可能會(huì)產(chǎn)生比電源電壓大很多倍的高電壓，所以串聯(lián)諧振也稱電壓諧振。在高壓電纜試驗(yàn)中，利用串聯(lián)諧振電抗器和被試品(高壓電纜)電容諧振產(chǎn)生高電壓和大電流，電源只需提供系統(tǒng)中有功消耗的部分，試驗(yàn)所需的電源功率只有試驗(yàn)容量的\(1/Q\)(\(Q\)為品質(zhì)因數(shù))。
 

　　試驗(yàn)裝置組成
 

　　-變頻電源：將幅值和頻率固定的\(220V\)或\(380V\)工頻正弦交流電轉(zhuǎn)變?yōu)榉岛皖l率可調(diào)的正弦波，為整套設(shè)備提供電源，并且集操作、保護(hù)、控制、監(jiān)測(cè)功能于一體。其額定功率一般在\(5.5-500kW\)，輸入電壓常見(jiàn)為三相\(380V±5\%\)或單相\(220V±5\%\)，\(45-65Hz\)，輸出電壓\(0-400V\)可調(diào)，輸出電壓頻率范圍在\(20-300Hz\)，頻率調(diào)節(jié)精度可達(dá)\(0.1Hz\)步進(jìn)可調(diào)，頻率不穩(wěn)定度\(\leq0.02\%\)。
 

　　-勵(lì)磁變壓器：將變頻電源輸出的電壓升高到合適的試驗(yàn)電壓，同時(shí)起到隔離高壓和低壓的作用。其額定容量一般在\(3.5-500kVA\)，輸入電壓會(huì)根據(jù)容量不同有所差異，當(dāng)容量在\(5.5-20kW\)時(shí)輸入是\(200V/400V\)，當(dāng)容量在\(20-500kW\)時(shí)輸入是\(400V\)。
 

　　-高壓電抗器：是諧振回路的重要部件，當(dāng)電源頻率等于\(1/(2\pi\sqrt)\)(\(L\)為電抗器電感，\(C_X\)為被試品電容)時(shí)，它與被試品(高壓電纜)電容發(fā)生串聯(lián)諧振。額定工作電壓一般在\(0-1000kV\)，額定工作電流在\(1-10A\)，額定電感量在\(30-600H\)，連續(xù)工作時(shí)間通常為\(15min\)，溫升小于\(60℃\)，工作頻率范圍在\(20-300Hz\)。
 

　　-電容分壓器：用于測(cè)量調(diào)節(jié)器上的高壓電壓值和低壓，同時(shí)也參與諧振回路。自身電容量一般在\(300-5000pF\)，額定電壓在\(10-1000kV\)，工作頻率為\(20-300Hz\)，不確定度為\(1.0\%\)。
 

 

　　主要優(yōu)點(diǎn)
 

　　1.所需電源容量?。喝缜拔乃?，電源只需提供系統(tǒng)中有功消耗部分，大大減小了試驗(yàn)所需的電源容量，降低了對(duì)電源設(shè)備的要求。
 

　　2.設(shè)備輕便：省去了笨重的大功率調(diào)壓儀器和普通的大功率工頻試驗(yàn)變壓器，而且諧振激磁電源只需試驗(yàn)容量的\(1/Q\)，使得系統(tǒng)重量和體積大大減少，一般為普通試驗(yàn)儀器的\(1/10-1/30\)，便于運(yùn)輸和現(xiàn)場(chǎng)操作。
 

　　3.輸出電壓波形好：諧振電源是諧振式濾波電路，能有效改善輸出電壓的波形畸變，獲得很好的正弦波形，可防止諧波峰值對(duì)試品的誤擊穿，提高試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
 

　　4.保護(hù)故障點(diǎn)：在串聯(lián)諧振狀態(tài)下，當(dāng)試品(高壓電纜)的絕緣弱點(diǎn)被擊穿時(shí)，電路立即脫諧，回路電流迅速下降為正常試驗(yàn)電流的\(1/Q\)。與并聯(lián)諧振或者試驗(yàn)變壓器方式做耐壓試驗(yàn)相比，短路電流與擊穿電流相差數(shù)百倍，能有效找到絕緣弱點(diǎn)，又不存在大的短路電流燒傷故障點(diǎn)的憂患。
 

　　5.無(wú)恢復(fù)過(guò)電壓：試品發(fā)生擊穿時(shí)，因失去諧振條件，高電壓立即消失，電弧即刻熄滅，且恢復(fù)電壓的再建立過(guò)程很長(zhǎng)，很容易在再次達(dá)到閃絡(luò)電壓前斷開(kāi)電源，不會(huì)出現(xiàn)任何恢復(fù)過(guò)電壓，對(duì)電纜絕緣的損傷較小。
 

　　應(yīng)用場(chǎng)景
 

　　主要用于\(10kV\)、\(35kV\)、\(110kV\)、\(220kV\)等高壓電纜的交流耐壓試驗(yàn)，也可用于變電站及線路等所有電氣主設(shè)備的交流耐壓試驗(yàn)，是電力系統(tǒng)預(yù)防性試驗(yàn)和交接試驗(yàn)中的重要設(shè)備。