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è¿‘å¹´æ�¥ï¼Œå¤§ç”µå®¹é‡�的电气设备(如大型å�‘电机组ã€�电力å�˜åދ噍ã€�电力电容器ã€�GISã€�电力电缆ç‰ï¼‰åœ¨ä¸€å®šé¢‘率范围内的ç»�缘è€�å�—与工频è€�åŽ‹å…·æœ‰ä¸€å®šçš„ç‰æ•ˆæ€§ï¼Œè¿™æ ·å°±ä¸ºåˆ©ç”¨å�˜é¢‘试验装置的电感与被试å“�的电容串è�”产生è°�振电压æ�¥è¿›è¡Œäº¤æµ�è€�压试验æ��供了å�¯èƒ½ï¼Œä¸”由于试验装置的励ç£�电压低ã€�é‡�é‡�轻,é�žå¸¸æ–¹ä¾¿äºŽåœ¨æ–½å·¥çŽ°åœºä½¿ç”¨ã€‚çŽ°å°±å�˜é¢‘串è�”è°�振è€�压试验装置的原ç�†ã€�特点和在实际应用ä¸çš„å‡ ç‚¹ä½“ä¼šè¿›è¡Œé˜�述。
一� 串��振的基本原�
å�‘生串è�”è°�振的基本原ç�†æ˜¯ï¼šåœ¨R-L-C电路ä¸ï¼ˆå¦‚图1所示)

由电工知识得到:Ucï¼�I/ωC,ULï¼�I*ωL,URï¼�I*R,Uï¼�Uc+UL+UR,当 LRC 串è�”回路ä¸çš„æ„ŸæŠ—与试å“�å®¹æŠ—ç›¸ç‰æ—¶ï¼Œç”µæ„Ÿä¸çš„ç£�场能é‡�与试å“�电容ä¸çš„电场能é‡�相互补å�¿ï¼Œè¯•å“�æ‰€éœ€çš„æ— åŠŸåŠŸçŽ‡å…¨éƒ¨ç”±ç”µæŠ—å™¨ä¾›ç»™ï¼Œç”µæº�å�ªæ��供回路的有功æ�Ÿè€—。电æº�电压与è°�振回路电æµ�å�Œç›¸ä½�,电感上的电压é™�与电容上的压é™�大å°�相ç‰ï¼Œç›¸ä½�相å��。由图 1 å�¯çŸ¥ï¼Œå½“ ωLï¼�1/ωc,回路的è°�振频率 fï¼�1/2π√LC ,也就是说,电路å�‘生串è�”è°�振,电æº�æ��供很å°�的励ç£�电压,试å“�上就能得到很高的电压,电æº�频率为è°�振频率。
二��频串��振�压试验装置的特点
利用串è�”è°�振原ç�†åœ¨å›žè·¯ä¸äº§ç”Ÿé«˜ç”µåŽ‹,一般频率为30~300Hz。串è�”è°�振高压å�‘生器原ç�†å¦‚下图2表示:

当电æº�频率(f)ã€�电感(L)å�Šè¢«è¯•设备电容(C)满足下å¼�时回路处于串è�”è°�振状æ€�æ¤æ—¶ï¼š fï¼�1/2π√LC,回路ä¸ç”µæµ�为I=Ulx/R,被试设备电压为Ucx=I/ωCx输出电压与励ç£�电压之比为试验回路的å“�è´¨å› æ•°ï¼šQ=Ucx/Ulx=(ωL)/R,由于试验回路ä¸ç”µé˜»R很å°�,故试验回路å“�è´¨å› æ•°å¾ˆå¤§ã€‚ä¸€èˆ¬æ£å¸¸æ—¶å�¯è¾¾50以上,既输出电压是励ç£�电压50å€�ï¼Œå› æ¤ç”¨è¾ƒä½Žå®¹é‡�的试验å�˜åŽ‹å™¨å°±èƒ½å¾—åˆ°è¾ƒé«˜çš„è¯•éªŒç”µåŽ‹ã€‚è¿™æ ·å°±è§£å†³äº†åœ¨ä¸€èˆ¬çš„äº¤æµ�è€�压试验ä¸è¯•验å�˜åދ噍容é‡�ä¸�能满足试验è¦�æ±‚çš„é—®é¢˜ã€‚è€Œæ¤æ—¶ç”µå®¹é‡�与电感的关系为ωLï¼�1/ωcï¼Œå› ä¸ºå¯¹æŸ�个试å“�而言,电容é‡�是固有的,试验用å�¯è°ƒç”µæ„Ÿçš„ä»·æ ¼ä¹Ÿé�žå¸¸æ˜‚è´µï¼Œå› æ¤è§£å†³é—®é¢˜çš„途径就引到了改å�˜ç”µæº�频率回路的è°�振频率,在åˆ�始电压下调节回路的频率,观察 Ucçš„å�˜åŒ–è¾¾æœ€å¤§å€¼æ—¶ï¼Œå¢žåŠ æˆ–å‡�å°�频率时è°�振电压都è¦�下é™�,这时的频率为è°�振频率,这时的电压为è°�æŒ¯ç‚¹ç”µåŽ‹ï¼Œå¢žåŠ åŠ±ç£�电压就能å�‡é«˜è°�振电压,从而达到试验电压目的。å�¦å¤–,由于试验回路是处于è°�振状æ€�,回路本身具有良好的滤波作用,电æº�波形ä¸çš„è°�波分é‡�在设备两端大为å‡�å°�,从而输出良好的æ£å¼¦æ³¢å½¢ã€‚当试å“�放电或击穿时,å�³å›žè·¯ä¸ç‰å€¼ç”µå®¹è¢«çŸè·¯ï¼Œè°�振æ�¡ä»¶è¢«ç ´å��,电压明显下é™�,æ�¢å¤�电压上å�‡ç¼“慢,试å“�上ä¸�å�‘生暂æ€�过电压,且电æº�供给的çŸè·¯ç”µæµ�å�—到电抗的é™�制而å‡�少,从而é™�制被试设备的æ�Ÿå��程度。
三ã€�串è�”è°�振è€�åŽ‹è¯•éªŒè£…ç½®çš„å‡ ç‚¹åº”ç”¨
山东æŸ�çƒç”µåŽ‚155WMå�‘电机,使用å�˜é¢‘串è�”è°�振试验装置进行工频交æµ�è€�压的实验,测得å�‘电机一相定å�绕组对地电容285nFï¼Œæ ¹æ�®å·¥é¢‘è€�压50HZçš„è¦�求,需è¦�定å�šä¸¤ä¸ªæ ‡å‡†ç”µæ„ŸL1=L2=14H,如图3所示。

è€�åŽ‹è¯•éªŒæ—¶ï¼Œæ ¹æ�®è®¡ç®—频率在åˆ�始电压下进行调频。首先检查接地,串è�”è°�振接地必须良好,试验设备接地点与å�‘电机é“�心接地点连在一起一å�ŒæŽ¥åœ°ã€‚å�¦å¤–,测温元件与å�‘电机转å�也è¦�ä¿�护接地,但是开始调频实验时结果ä¸�太ç�†æƒ³ï¼Œé¢‘率达ä¸�到工频è¦�求,æ–开电æº�å�Žæ£€æŸ¥å¤–部连线æ£ç¡®ï¼Œæ€€ç–‘两个电抗器摆放ä½�置的影å“�,由于两个电抗器互感作用,使感抗值å�‘生了å�˜åŒ–,é‡�新调整电抗器的è·�离ã€�ä½�置,找到工频50HZè°�振点,开始å�‡åŽ‹ï¼Œå�‡åˆ°å…�许è€�压值å�Žï¼Œä¿�æŒ�一分钟,工频è€�åŽ‹è¯•éªŒé¡ºåˆ©é€šè¿‡ã€‚é€šè¿‡æ¤æ¬¡è¯•验使得在大型高压电机的è€�压试验方é�¢ç§¯ç´¯å®�è´µç»�验。
四��频串��振装置进行�压试验注�事项
4.1�试验频率的调整
对试验装置与被试å“�æž„æˆ�的回路,其è°�振频率是确定的,有时å�¯èƒ½ä¼šå‡ºçŽ°è¢«è¯•å“�频率ä¸�能满足试å“�所è¦�求的频率。由公å¼�:ωLï¼�1/ ωC,为满足频率è¦�求,有调节电感和改å�˜ç”µå®¹é‡�两个办法,但由于å�¯è°ƒç”µæ„Ÿçš„è®¾å¤‡ä»·æ ¼ç›¸å¯¹è¦�高得多,为æ¤é€‰æ‹©ç”¨å¹¶è�”电容的办法(如图4所示)。

在施工现场,并è�”电容的æ�¥æº�有耦å�ˆç”µå®¹å™¨ã€�开关的æ–å�£ç”µå®¹å™¨ç‰ã€‚在选用并è�”电容时,必须考虑并è�”电容器能够承å�—试验电压的考验,电容é‡�的大å°�必须使试验电压频率能够满足规程规定。例如对å�˜åދ噍è€�压试验,试验频率一般è¦�求在工频,å�³45ï¼�60HZ。由串è�”è°�振æ�¡ä»¶ï¼šLC=1/ωï¼Œå› ä¸ºLï¼�2*131ï¼�262H,所以 C 约为 27000-48000pFã€‚æ ¹æ�®ä»‹æ�Ÿè¯•验数æ�®ï¼Œå�˜åŽ‹å™¨é«˜å¯¹ä½Žçš„ç”µå®¹é‡�一般è¦�å°�于27000pF,显然ä¸�能满足è°�振æ�¡ä»¶ã€‚例如,我们在å�šæŸ�å�°ä¸»å�˜220KV䏿€§ç‚¹å¥—管è€�åŽ‹è¯•éªŒæ—¶ï¼Œæ ¹æ�®é«˜å¯¹ä½Žåœ°çš„电容é‡� Cxï¼�18000pF,试验电压为 72KV,实际æ�¡ä»¶é€‰ç”¨ 110KV 耦å�ˆç”µå®¹å™¨ï¼ˆC1-10000PFï¼‰ã€‚è¿™æ ·ï¼ŒC=C1+Cxï¼�28000pF,fï¼�58.8HZ,在规定范围内,考虑到高压引线对地的æ�‚散电容影å“�,实际测é‡�值è¦�比计算值略低。现场试验数æ�®ä¸ºfï¼�55.6HZ,与计算值相符。å�ˆå¦‚电缆,其è€�压试验的频率一般è¦�求在30-75HZ间。由于ä¸�å�Œé•¿åº¦ã€�ä¸�å�Œæˆªé�¢ç”µç¼†çš„电容é‡�ä¸�å�Œï¼Œè¦�实际情况实际计算,通过并è�”电容器和改å�˜ç”µæ„Ÿçš„串并è�”,使得频率符å�ˆè¦�求。如 110KV 电缆,YJLW03-64/110,400平方毫米,440米,å�•芯电容é‡�为65nF,å�¯è®¡ç®—å¾—fï¼�2*(65*10 *131)=53HZ,在范围内。若是é�‡åˆ°çŸç”µç¼†ï¼Œåœ¨ç”µå®¹é‡�ä¸�够时,å�¯å¹¶è�”电容器。
4.2��高试验的稳定性
在应用ä¸ï¼Œå�‘现当电压å�‡åˆ°æŽ¥è¿‘试验电压时,电压上å�‡é€Ÿåº¦å¤ªå¿«å¹¶ä¼´æœ‰è¾ƒå¤§çš„电压波动,甚至能导致电压ä¿�护动作,使试验必须é‡�新开始,这对设备安全是ä¸�利的。但如果电压ä¿�护值设定过大,就ä¸�能很好的起到ä¿�护被试设备å…�å�—è¿‡ç”µåŽ‹çš„ä½œç”¨ã€‚æ ¹æ�®R-L-C电路的通用频率特性曲线(如下图5)。

改�这�情况的方法有以下两�:
4.2.1�选择�离�振频率下进行试验。我们知�,为�少试验�压器的容�,在选择 Q 值时,Q 值尽��大.但当 Q 值较大时,而在�离�振频率时,相对较缓。所以,我们�以在试验�压器容��许的�件下选择�离�振频率进行�压,达到了�低电压上�速度的目的。
4.2.2ã€�调整回路的å“�è´¨å› æ•°ã€‚ç”±å›¾ Q=Uc/U=1/ωCR å�¯çŸ¥ï¼Œä¸ºå‡�å°‘ Q å€¼ï¼Œå¿…é¡»å¢žåŠ å›žè·¯ç”µé˜»ï¼Œè¿™æ ·ï¼Œä¸ºè¾¾åˆ°è¯•éªŒç”µåŽ‹ï¼ŒåŠ±ç£�å�˜åŽ‹å™¨çš„è¾“å‡ºå®¹é‡�也è¦�å¢žåŠ ï¼Œæ‰€ä»¥ï¼Œåº”ç”¨è¿™ç§�方法时,必须在容é‡�许å�¯çš„æ�¡ä»¶ä¸‹è¿›è¡Œã€‚
4.3�对接地电阻的�求
接地线è¦�于接地体å�¯é� 连接,接地电阻å°�于4Ω。
五��频串��振�压试验的优点
5.1ã€�体积å°�ã€�é‡�é‡�轻,适å�ˆæ–½å·¥çŽ°åœºä½¿ç”¨ã€‚é«˜ç”µåŽ‹ç‰çº§æ—¶ï¼Œç”µæŠ—器采用积木å¼�结构,å�Œæ—¶ä¾¿äºŽè¿�输和现场安装。
5.2ã€�在试å“�击穿时,è°�振æ�¡ä»¶ç ´å��,çŸè·¯ç”µæµ�å°�,å�ªæœ‰è¯•å“�é¢�定电æµ�çš„ 1/10 以下,对试å“�çš„å�±å®³æ€§å°�。
5.3ã€�采用一点接地ã€�进线ä¿�护ã€�低通é�“滤波器ã€�放电ä¿�护ç‰ï¼Œä¸�ä»…å�¯ä»¥åœ¨ç¨³æ€�下使放电或击穿电æµ�å°�,而且还使暂æ€�(瞬时)电æµ�çš„ç ´å��å‡�å°�,从而ä¿�è¯�设备和人身的安全。
5.4ã€�适用范围广。å�¯å¯¹ç”µåŠ›ç”µç¼†ã€�æ–路器ã€�开关进行å�˜é¢‘交æµ�è€�压试验,对大型å�‘电机组ã€�电力å�˜åދ噍ã€�互感器ã€�套管ç‰ç”µæ°”设备进行è€�压试验,还å�¯ç”¨äºŽå±€éƒ¨æ”¾ç”µè¯•验å�Šæµ‹é‡�接地电阻。
5.5ã€�å�˜é¢‘串è�”è°�振è€�压试验是先在低电压下调è°�振点,然å�Žå†�å�‡é«˜ç”µåŽ‹å¹…å€¼è¾¾åˆ°è¯•éªŒæ‰€éœ€ç”µåŽ‹ï¼Œä¸”èƒ½ä¿�æŒ�è°�振点,安全å�¯é� 。
利用串è�”è°�振的方法进行交æµ�è€�压试验是完全å�¯è¡Œçš„。对于试验ä¸é�‡åˆ°çš„问题,采用调整试验频率ã€�选择å��离è°�振频率下进行试验和调整回路的å“�è´¨å› æ•°çš„æ–¹æ³•ä¹Ÿæ˜¯è¡Œä¹‹æœ‰æ•ˆçš„ã€‚å‰�é�¢æ‰€è¿°ä»…仅是目å‰�实际æ“�作ä¸å�‘现的问题,今å�Žè¿˜ä¼šé�‡åˆ°ä¸€äº›å…¶å®ƒçš„æŠ€æœ¯é—®é¢˜ï¼Œæœ‰å¾…在实践ä¸å�‘现和解决。目å‰�电力规范ä¸è§„定35KVå�Šä»¥ä¸Šç”µç¼†è¯•验必须å�šäº¤æµ�è€�压,这就è¦�求我们ä¸�æ–æ€»ç»“ç»�验,å�–é•¿è¡¥çŸï¼Œé€�æ¸�改进,对新工艺ã€�æ–°æ��æ–™æ��出更高的è¦�æ±‚ï¼Œç”¨è¡Œä¹‹æœ‰æ•ˆç§‘å¦æ–¹æ³•去应对日益å�‘展新技术。