交流耐壓試驗中交流試驗電壓的產生方法

1、交流試驗電壓的產生方式

　　工頻高電壓通常采用高壓試驗變壓器來產生;對電容量較大的被試品，可以采用串聯諧振回路產生高電壓;對于電力變壓器、電壓互感器等具有繞組的被試品，可以采用100Hz～300Hz的中頻電源對其低壓側繞組激磁在高壓繞組感應產生高電壓。

　　2、高壓試驗變壓器回路

　　交流耐壓試驗的接線，應按被試品的電壓、容量和現場實際試驗設備條件來決定。通常高壓試驗變壓器是成套設備。

　　在進行變壓器、電容器等電容量較大的被試品的交流耐壓試驗時，高壓試驗變壓器的容量常常難以滿足試驗要求，現場常采用電抗器并聯補償。當參數選擇適當，使兩條并聯支路的容抗與感抗相等時，回路處于并聯諧振狀態，此時高壓試驗變壓器的負載最小。采用并聯諧振回路應特別注意，高壓試驗變壓器應加裝過流速斷保護裝置，因為當被試品擊穿時，諧振消失，高壓試驗變壓器有過電流的危險。

　　3、串聯諧振電路

　　對GIS、發電機和變壓器、交聯電纜、高壓斷路器等電容量較大、試驗電壓高的被試品進行交流耐壓試驗，需要大容量的試驗設備，可采用研發生產的串聯諧振試驗裝置，它能夠以較小的電源容量對較大電容和較高試驗電壓的被試品進行耐壓試驗，回路由被試品負載電容和與之串聯的電抗器和電源組成。

　　當電源頻度、電感L及被試品電容Cx滿足式(1)時回路處于串聯諧振狀態，此時：

　　?=1/[2π√(LC)] (1)

　　回路中電流為：

　　I=Uex/R (2)

　　式中：

　　Uex——勵磁電壓;

　　R——高壓回路的有效電阻。

　　被試品上的電壓為：

　　Ucx=1/ωCx (3)

　　式中：

　　ω——電源角頻率;

　　Cx——被試品電容量。

　　輸出電壓Ucx、與勵磁電壓Uex之比為試驗回路的品質因數Qs。

　　Qs=Ucx/Uex=ωL/R (4)

　　由于試驗回路中的R很小，故試驗回路的品質因數很大。在大多數正常情況下，Qs可達50左右，即輸出電壓是勵磁電壓的50倍，因此用這種方法能用電壓較低的試驗變壓器得到較高的試驗電壓。由于試驗時回路處于諧振狀態，回路本身具有良好的濾波作用，電源波形中的諧波成分在被試品兩端大為減少，通常輸出良好的正弦波形電壓。

　　當被試品擊穿時，電路失去諧振條件，電源輸出電流自動減小，被試品兩端的電壓驟然下降，從而限制了對被試品的損壞程度。

　　根據調節方式的不同，中試控股生產的串聯諧振裝置分為工頻串聯諧振裝置(帶可調電抗器，或帶固定電抗器和調諧用電容器組，工作頻率50Hz)和變頻串聯諧振裝置(帶固定電抗器，工作頻率一般10Hz～300Hz)兩大類。

　　工頻串聯諧振裝置所用電抗器的電感量能夠連續可調，當試驗電壓較高時，可以做成幾個電抗器串聯使用。

　　變頻串聯諧振裝置變頻串聯諧振裝置依靠大功率變頻電源調節電源頻率，使回路達到諧振，所用電抗器的電感量是固定的(不可調)。試驗頻率隨被試品電容量不同而改變。

　　由于變頻串聯諧振裝置的試驗頻率隨不同電容量的被試品而變化，所以其使用范圍受到一定限制。

　　串聯諧振裝置在實際使用時，試驗回路調諧必須在很低的勵磁電壓下進行，調節電抗器電感或改變電源頻率，使被試品端的電壓達到最大，此時，回路達到諧振狀態，再按規定的升壓速度升高勵磁電壓，使高壓側達到試驗電壓。耐壓完畢，均勻、快速降壓后，切斷電源。

　　4、中頻電源裝置

　　變壓器的感應耐壓試驗和局放試驗需要中頻電源。現場獲取中頻電源的途徑主要有：中頻電源機組成套裝置、三倍頻電源裝置、中頻同步發電機組和電子式變頻裝置。對大型變壓器試驗，現場使用較多的是中頻電源機組成套裝置。

　　4.1 二倍頻電源機組

　　利用線繞式轉子的異步電動機，在轉子(或定子)中通入三相交流電，由另一臺異步電動機拖動，使機械轉速與旋轉磁場同相相加，在定子(或轉子)上感應出頻率提高的正弦交流電。交流磁場用二相調壓器調整。

　　4.2 三倍頻電源裝置

　　三倍頻電源裝置由三臺單相變壓器組成，其一次繞組接成星形，二次繞組連接成開口三角形，而產生三倍頻的電壓。

　　4.3 中頻同步發電機組

　　中頻發電機組是用一臺電動機拖動一臺中頻同步發電機，通過改變發電機勵磁回路中勵磁變阻器的阻值，使勵磁機改變對發電機轉子的勵磁，從而

　　使發電機的定子輸出平滑可調的電壓。采用無刷勵磁發電機可以全避免炭刷火花的干擾，對局部放電測量很有利。

　　4.4 電子式多倍頻耐壓裝置

　　電子式多倍頻耐壓裝置是一種應用大功率電子技術產生交流正弦波或方波電壓的電子裝置。實際應用時應保證被試品上施加的電壓符合正弦波的要求。

　　變壓器和互感器的感應耐壓試驗是保證產品質量符合國家標準的一項重要試驗。變壓器繞組的匝間，層間，段間及相間的縱絕緣感應耐壓試驗，則是變壓器絕緣試驗中的重要項目。縱絕緣試驗需要通過倍頻電源裝置，施加試驗電壓，進行耐壓試驗。

　　電子式多倍頻耐壓裝置是為滿足上述要求而設計制造，經過廣大用戶使用證明：其操作簡單，性能可靠，能較好地滿足變壓器，互感器感應耐壓試驗的需要。