高壓電纜串聯(lián)諧振是一種在高壓電纜試驗(yàn)和電力系統(tǒng)中應(yīng)用的技術(shù)。
 

　　定義
 

　　在含有電阻、電感、電容元件串聯(lián)的交流電路中，當(dāng)電路電流與電源電壓同相時，稱電路發(fā)生了諧振，因元件相互串聯(lián)，故稱為串聯(lián)諧振。在高壓電纜試驗(yàn)中，就是通過調(diào)節(jié)變頻控制器的輸出頻率，使回路電感L和試品(高壓電纜)電容C串聯(lián)諧振，此時串聯(lián)諧振電壓即為加到試品上的電壓。
 

　　原理
 

　　采用可調(diào)節(jié)(30 - 300Hz)串聯(lián)諧振試驗(yàn)設(shè)備與被試品電容諧振產(chǎn)生交流試驗(yàn)電壓。串聯(lián)諧振電源利用諧振電抗器和被試品電容諧振產(chǎn)生高電壓和大電流，在整個系統(tǒng)中，電源只需要提供系統(tǒng)中有功消耗的部分。
 

　　適用范圍
 

　　高壓電纜串聯(lián)諧振適用于10kV、35kV、110kV、220kV、500kV聚己烯電力電纜交流耐壓試驗(yàn)，也適用于大型變壓器、發(fā)電機(jī)組工頻耐壓試驗(yàn)、電力變壓器感應(yīng)耐壓試驗(yàn)等，適用于大容量、高電壓的電容性試品的交接和預(yù)防試驗(yàn)。
 

　　高壓電纜串聯(lián)諧振主要由變頻電源、勵磁變壓器、高壓電抗器和電容分壓器組成：
 

　　1.變頻電源：將220V/380V，50HZ的電源變?yōu)轭l率可調(diào)、電壓連續(xù)可調(diào)，同時集操作、保護(hù)、控制、監(jiān)測功能于一體。
 

　　2.勵磁變壓器：將變頻電源輸出的電壓升壓，同時隔離高壓和低壓。
 

　　3.高壓電抗器：與容性試品發(fā)生串聯(lián)諧振。
 

　　4.分壓器：測量調(diào)節(jié)器上的高壓電壓值和低壓。
 

　　產(chǎn)生條件
 

　　在電阻、電感及電容所組成的串聯(lián)電路內(nèi)，當(dāng)容抗XC = 感抗XL相等時，即發(fā)生串聯(lián)諧振，此時電路中的電壓U與電流I的相位相同。實(shí)現(xiàn)這一條件的方法有：
 

　　1.改變電源頻率：目前試驗(yàn)現(xiàn)場的串聯(lián)諧振交流耐壓裝置大多是調(diào)頻型式，將電源頻率調(diào)至與電路的固有頻率相同，電路就發(fā)生串聯(lián)諧振。
 

　　2.改變電路電感量：調(diào)節(jié)電路電感量使電路諧振，通常需配置具有電感可調(diào)的電抗器，但調(diào)感電抗器設(shè)備笨重、機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運(yùn)行噪聲大，現(xiàn)場較少使用。
 

　　3.改變電路電容量：現(xiàn)場試驗(yàn)時，試品電容量為一定值，難以改變，所以通常不采用調(diào)節(jié)電容量使電路達(dá)到諧振。在調(diào)頻式串聯(lián)諧振耐壓設(shè)備中，僅在因諧振頻率不能滿足試驗(yàn)要求時采用補(bǔ)償電容器使諧振頻率達(dá)到要求范圍的輔助調(diào)節(jié)作用。
 

　　高壓電纜串聯(lián)諧振優(yōu)點(diǎn)
 

　　1.所需電源容量大大減小：試驗(yàn)所需的電源功率只有試驗(yàn)容量的1/Q。
 

　　2.設(shè)備的重量和體積大大減少：省去了笨重的大功率調(diào)壓裝置和普通的大功率工頻試驗(yàn)變壓器，諧振激磁電源只需試驗(yàn)容量的1/Q，系統(tǒng)重量和體積一般為普通試驗(yàn)裝置的1/10 - 1/30。
 

　　3.改善輸出電壓的波形：諧振電源是諧振式濾波電路，能改善輸出電壓的波形畸變，獲得很好的正弦波形，有效防止了諧波峰值對試品的誤擊穿。
 

　　4.防止大的短路電流燒傷故障點(diǎn)：在串聯(lián)諧振狀態(tài)，當(dāng)試品的絕緣弱點(diǎn)被擊穿時，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。而并聯(lián)諧振或者試驗(yàn)變壓器方式做耐壓試驗(yàn)時，擊穿電流立即上升幾十倍，兩者相比，短路電流與擊穿電流相差數(shù)百倍。
 

　　5.不會出現(xiàn)任何恢復(fù)過電壓：試品發(fā)生擊穿時，因失去諧振條件，高電壓也立即消失，電弧即刻熄滅，且恢復(fù)電壓的再建立過程很長，很容易在再次達(dá)到閃絡(luò)電壓前斷開電源。