75KVA/75KV變頻串聯諧振試驗裝置工作原理

裝置主要由以下部件構成：

變頻電源：輸出頻率可調的正弦波電壓（通常范圍20-300Hz）。

勵磁變壓器：將變頻電源的低電壓升壓，驅動諧振回路。

諧振電抗器（電感L）：與試品電容（C）構成串聯諧振回路。

電容分壓器：測量試品兩端的高壓，反饋至控制系統。

控制與保護系統：調節頻率、監控參數，實現過壓、過流、閃絡保護。

2. 工作原理

(1) 諧振條件的建立

電路模型：試品等效為電容 CxCx，與電抗器電感 LL 串聯，構成 L-C 串聯諧振電路。

諧振頻率：調節變頻電源的輸出頻率 ff，使電路滿足諧振條件，此時，回路阻抗最小（純電阻性），電流達到最大值。

(2) 高壓產生原理

電壓疊加：在諧振時，電抗器電感 LL 和試品電容 CxCx 上的電壓相位相反，且幅值相等（UL=UCUL=UC）。

其中 USUS 為勵磁變壓器輸出電壓，RR 為回路等效電阻。Q值通常較高（幾十至數百），使得試品兩端電壓 UC=Q?USUC=Q?US，從而以較小的電源輸入獲得高壓輸出（如75kV）。

(3) 測試流程

參數預置：輸入試品電容 CxCx，系統自動計算諧振頻率。

頻率掃描：變頻電源輸出頻率逐漸變化，尋找諧振點（電流最大時）。

升壓測試：在諧振頻率下，緩慢升高勵磁電壓，使試品達到額定測試電壓（如75kV），并保持規定時間。

保護機制：若試品擊穿或發生閃絡，控制系統立即切斷電源，確保安全。

3. 關鍵優勢

高效節能：諧振時電源僅需提供回路損耗功率（P=I2RP=I2R），容量需求大幅降低（75kVA即可輸出75kV）。

安全可靠：試品擊穿時諧振條件破壞，電壓自動跌落，短路電流小。

波形純凈：輸出接近理想正弦波，符合高壓測試標準（如IEC 60060）。

4. 典型應用

電纜：交流耐壓試驗（替代傳統直流耐壓，避免絕緣損傷）。

變壓器：局部放電試驗、感應耐壓試驗。

GIS（氣體絕緣開關設備）：工頻耐壓試驗。

5. 注意事項

試品電容匹配：需根據試品電容 CxCx 調整電抗器電感 LL 或并聯/串聯電抗器。

頻率調節精度：確保諧振點定位準確，避免電壓不穩定。

接地保護：所有部件需可靠接地，防止高壓擊穿風險。

通過上述原理，變頻串聯諧振裝置實現了在低電源容量下高效、安全地產生高壓，廣泛應用于電力設備的絕緣性能測試。