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如何防止工頻串聯(lián)諧振試驗裝置產(chǎn)生的過電壓

發(fā)布日期：2021-06-16　點擊：3207次

工頻串聯(lián)諧振試驗裝置是用于鑒定電氣設(shè)備絕緣強度，它對于判斷電氣設(shè)備能否投入運行具有決定性的意義，也是保證設(shè)備絕緣水平，避免發(fā)生絕緣事故的重要手段，因為工頻串聯(lián)諧振試驗裝置能充分反映電氣設(shè)備在交流電壓下運行的實際情況，能真實有效的發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷，從穩(wěn)態(tài)方面來看，一般被試品均多為電容性負荷，負荷的電容性電流經(jīng)變壓器和調(diào)壓器的漏抗，在漏抗上造成的壓降，使得被試品上的試驗電壓高于電源電壓，即所謂容升現(xiàn)象，克服這種現(xiàn)象的方法是在工頻串聯(lián)諧振試驗裝置高壓側(cè)直接測量電壓。

  如果變壓器和調(diào)壓器的漏抗較大，甚至有可能與被試品的容抗形成工頻基波串聯(lián)諧振，被試品將出現(xiàn)很高的過電壓，對被試品造成嚴(yán)重的威脅，為防止這種過電壓可增大回路阻尼或改變回路的參數(shù)。

從過渡過程方面來看，下列情況工頻串聯(lián)諧振試驗裝置會產(chǎn)生過電壓：

（1）對初級繞組突然加壓，而不是由零電壓逐漸升高，

（2）尚有較高電壓時突然將電源切斷，而不是均勻退降到零再切斷電壓。

由變壓器繞組的過渡過程可知，以上兩種情況均會在被試品上造成過電壓，這是不允許的，對于（1），通過控制電路來閉鎖，防止非零電壓突然加壓，對于（2），應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行正確操作方法來避免。

（3）被試品突然擊穿，這是經(jīng)常遇到的，而且是不可避免的，如試驗變壓器出線端直接與被試品相接，則當(dāng)被試品突然擊穿時，試驗變壓器出線端電位立即強迫為零，這就等于在試驗變壓器出線端突然作用一個波前極陡的沖擊電壓波，其峰值與被試品擊穿瞬時試驗電壓的瞬時值相等，而極性則相反，這將在試驗變壓器繞組縱絕緣上產(chǎn)生危險的過電壓，防止的辦法是在工頻串聯(lián)諧振試驗裝置變壓器出線端與被試品之間串接一適當(dāng)阻值的保護電阻，這樣，極性相反的沖擊電壓就作用在保護電阻與變壓器入口電容的串聯(lián)回路上，短時間內(nèi)，絕大部分電壓降落在保護電阻上。

  被試品電容及試驗變壓器漏抗越大，則容升效應(yīng)越明顯，所以我們在進行較大容量試品的交流耐壓試驗時，要求直接在被試品端部進行電壓測量，以免被試品受到過高的電壓作用。

  此外，由于被試品電容與試驗變壓器、調(diào)壓器的漏抗形成串聯(lián)回路，一旦被試品容抗與試驗變壓器、調(diào)壓器漏抗之和相等或接近時，發(fā)生串聯(lián)電壓諧振，造成試品端電壓顯著升高，危急試驗變壓器和被試品的絕緣，在試驗大電容量的被試品時應(yīng)注意預(yù)防發(fā)生電壓諧振，為此，除在高壓側(cè)直接測量試驗電壓外，并應(yīng)在被試品并接球隙進行保護。

  工頻串聯(lián)諧振試驗裝置試驗結(jié)束，降壓和切斷電源后，試品中殘余的電荷，自動反向經(jīng)過試驗變壓器高壓繞組對地放電，因此試品對地放電問題沒有像直流耐壓試驗?zāi)菢又匾?，蛋對于需要更換高壓接線，有較多人工換線操作的工作，胃防止電源側(cè)隔離開關(guān)或接觸器不慎突然來電等意外情況，在更換接線時應(yīng)在試品上懸掛接地放電棒，以保證人身安全，在再次升壓錢，先取下放電棒，以防帶接地放電棒升壓。

變頻串聯(lián)諧振由于采用的諧振原理，在系統(tǒng)回路中一定頻率的電壓與回路中的電容，電抗產(chǎn)生諧振，其電容（試品）兩端產(chǎn)生諧振電壓后，再進行升壓，使電容兩端的電壓達到試驗電壓。

    通過以上原理和現(xiàn)場的實際試驗情況，一般變頻串聯(lián)諧振的的過電壓發(fā)生于兩種情況下，一種是在儀器尋找諧振點，產(chǎn)生諧振電壓的過程中，一種是在升壓到達試驗電壓的情況下。

  在串聯(lián)諧振找到諧振點并升壓到試驗電壓的情況下，一般在試品耐壓不合格或者現(xiàn)場環(huán)境沒發(fā)生大的變化的情況下，試驗是不會產(chǎn)生過電壓保護或者其他故障，但是由于電網(wǎng)電壓不是恒定的，電源輸入電壓是波動的，那么高壓輸出也是具有一定的波動性，此種情況可能會造成電壓波峰出現(xiàn)過電壓保護，如果出現(xiàn)電源電壓波動，可以把調(diào)整儀器的過電壓保護，把過電壓保護設(shè)置相對較高，我們一般要求過電壓保護設(shè)置到電壓保護的1.1-1.2倍，此時設(shè)置到1.2倍基本沒有問題。

 以上為最簡單的問題，但是電壓波動并造成過電壓在設(shè)置好過電壓保護是很難出現(xiàn)的，一般變頻串聯(lián)諧振試驗裝置的過電壓在儀器的掃頻階段，也就是找到諧振點的過程中，使用過變頻串聯(lián)諧振試驗裝置的人員都知道，變頻串聯(lián)諧振試驗裝置找諧振點的過程中，其電壓與頻率的呈現(xiàn)拋物線一樣的線性關(guān)系，系統(tǒng)默認找到最高電壓，也就是拋物線的頂點作為諧振點，由于諧振原理中理論可以將低壓電壓諧振到80倍（由于品質(zhì)因數(shù)等關(guān)系一般不超過30倍），變頻串聯(lián)諧振試驗裝置掃頻時需要的電壓一般為20-50V，通過激勵變后的電壓一般為幾百伏，通過以上原理我們發(fā)現(xiàn)，如果我們需要的試品試驗電壓小于系統(tǒng)諧振是諧振點時的電壓，系統(tǒng)可能在自動尋找諧振點時就出現(xiàn)過電壓保護，此時整個變頻串聯(lián)諧振試驗裝置是無法及時耐壓，試驗也無法完成的。

  而解決此問題的辦法也相對比較麻煩，變頻串聯(lián)諧振試驗裝置不是產(chǎn)生不了試驗電壓，而是諧振電壓高于試驗電壓，而我們知道系統(tǒng)默認諧振電壓是拋物線的頂點，也就是說在拋物線上升到頂點或者頂點下降的過程中，都會有一個點和試驗電壓點是一致的，我們只需要試驗變頻串聯(lián)諧振的手動試驗，采用手動找頻找到和使用電壓一致的頻率點再耐壓就可以完美解決尋找諧振點的過程中的過電壓問題。