串聯諧振與升壓變壓器系統的比較

普通工頻耐壓設備大致可分為兩類：一類是普通升壓變壓器系統；二是串聯諧振試驗系統。這兩種試驗系統各有長度，相互補充，用戶可根據自己的試驗要求進行選擇。該系統由調壓器、升壓變壓器、分壓器和控制臺組成，其電路原理圖如圖1所示。

變壓器是一種常見的電氣設備，可用于將一定值的交變電壓轉換為同頻率的另一個值的交變電壓。升壓變壓器是一種用于將低交變電壓轉換為同頻率另一高交變電壓的變壓器。廣泛應用于逆變電源等高頻領域。

升壓變壓器系統的工作原理是：調壓器輸出可變電壓供電升壓變壓器，電壓升至電纜試驗所需的電壓值。

串聯諧振由變頻電源、勵磁變壓器、電抗器和電容分壓器組成。被試產品的電容器與電抗器形成串聯諧振連接模式；分壓器并聯測量被試產品上的諧振電壓，串聯諧振電路，提供串聯諧振的激勵功率。

串聯諧振試驗系統的工作原理：已知的電路頻率f=1/2π√LC當電路產生諧振時，試驗產品上的電壓為勵磁變高壓端輸出電壓Q倍。Q系統質量因素，即電壓諧振倍數，一般在幾十到一百以上。首先調整變頻電源的輸出頻率，使電路串聯諧振，然后在電路諧振條件下調整變頻電源的輸出電壓，使試驗電壓達到試驗值。由于電路的諧振，變頻電源的輸出電壓較小CX試驗電壓高。串聯諧振試驗系統的工作原理如下圖所示：

由于電纜是電容負載，升壓變壓器輸出到電纜上的工作頻率電壓會產生容升效應。容升的大小與電纜電容器和升壓變壓器與電纜電容器的諧振有關，通常容升可能超過20%~30%。因此，有必要在升壓變壓器的輸出端并聯一個分壓器，以準確測量電纜上的試驗電壓，防止電纜上的電壓過高而損壞電纜的絕緣。該試驗系統具有線路簡單、操作方便、加壓燃燒絕緣缺陷電纜等優點，發現故障點。缺點是系統體積大，輸出功率與輸入功率相同，耗電量大。斌品擊穿時，升壓變壓器的高壓輸出直接放電到地面，容易導致地電位升高，設備損壞，威脅人身安全。此外，由于電纜燃燒難以掌握，幾層電纜經常被燒毀，給電纜廠造成不必要的損失。

由于電力發展的需要，電纜廠生產的電纜電壓水平越來越高，截面積越來越大，長度越來越長。因此，工廠耐壓試驗設備的容量也越來越大。由于其自身的缺陷，通常的升壓變壓器試驗系統不能滿足電纜廠耐壓試驗的要求。特別是隨著兩個網絡的深入改造，對架空絕緣線和高壓交聯電纜的需求不斷增加，因為串聯諧振耐壓試驗裝置適用于電力電纜串聯諧振、電力變壓器串聯諧振、發電機組（水力發電機或火力發電 電機組）、電機串聯諧振、開關柜串聯諧振、GIS開關等大容量高壓電容試驗產品的交接和預防試驗。大多數電纜廠逐漸接受了更先進、更經濟的系列諧振耐壓試驗系統。