高壓電纜串聯諧振是一種在電力系統(tǒng)中用于高壓電纜試驗和檢測的重要技術手段，在保障電纜安全運行方面發(fā)揮著關鍵作用。以下為您詳細介紹：
 

　　基本原理
 

　　在電阻、電感及電容所組成的串聯電路內，當容抗\(X_C\)等于感抗\(X_L\)時，即\(X_C=X_L\)，電路就會發(fā)生串聯諧振。此時電路中的電壓\(U\)與電流\(I\)的相位相同，電路呈現純電阻性。在這種狀態(tài)下，電感和電容上可能會產生比電源電壓大很多倍的高電壓，所以串聯諧振也稱電壓諧振。在高壓電纜試驗中，利用串聯諧振電抗器和被試品(高壓電纜)電容諧振產生高電壓和大電流，電源只需提供系統(tǒng)中有功消耗的部分，試驗所需的電源功率只有試驗容量的\(1/Q\)(\(Q\)為品質因數)。
 

　　試驗裝置組成
 

　　-變頻電源：將幅值和頻率固定的\(220V\)或\(380V\)工頻正弦交流電轉變?yōu)榉岛皖l率可調的正弦波，為整套設備提供電源，并且集操作、保護、控制、監(jiān)測功能于一體。其額定功率一般在\(5.5-500kW\)，輸入電壓常見為三相\(380V±5\%\)或單相\(220V±5\%\)，\(45-65Hz\)，輸出電壓\(0-400V\)可調，輸出電壓頻率范圍在\(20-300Hz\)，頻率調節(jié)精度可達\(0.1Hz\)步進可調，頻率不穩(wěn)定度\(\leq0.02\%\)。
 

　　-勵磁變壓器：將變頻電源輸出的電壓升高到合適的試驗電壓，同時起到隔離高壓和低壓的作用。其額定容量一般在\(3.5-500kVA\)，輸入電壓會根據容量不同有所差異，當容量在\(5.5-20kW\)時輸入是\(200V/400V\)，當容量在\(20-500kW\)時輸入是\(400V\)。
 

　　-高壓電抗器：是諧振回路的重要部件，當電源頻率等于\(1/(2\pi\sqrt)\)(\(L\)為電抗器電感，\(C_X\)為被試品電容)時，它與被試品(高壓電纜)電容發(fā)生串聯諧振。額定工作電壓一般在\(0-1000kV\)，額定工作電流在\(1-10A\)，額定電感量在\(30-600H\)，連續(xù)工作時間通常為\(15min\)，溫升小于\(60℃\)，工作頻率范圍在\(20-300Hz\)。
 

　　-電容分壓器：用于測量調節(jié)器上的高壓電壓值和低壓，同時也參與諧振回路。自身電容量一般在\(300-5000pF\)，額定電壓在\(10-1000kV\)，工作頻率為\(20-300Hz\)，不確定度為\(1.0\%\)。
 

 

　　主要優(yōu)點
 

　　1.所需電源容量小：如前文所述，電源只需提供系統(tǒng)中有功消耗部分，大大減小了試驗所需的電源容量，降低了對電源設備的要求。
 

　　2.設備輕便：省去了笨重的大功率調壓儀器和普通的大功率工頻試驗變壓器，而且諧振激磁電源只需試驗容量的\(1/Q\)，使得系統(tǒng)重量和體積大大減少，一般為普通試驗儀器的\(1/10-1/30\)，便于運輸和現場操作。
 

　　3.輸出電壓波形好：諧振電源是諧振式濾波電路，能有效改善輸出電壓的波形畸變，獲得很好的正弦波形，可防止諧波峰值對試品的誤擊穿，提高試驗結果的準確性。
 

　　4.保護故障點：在串聯諧振狀態(tài)下，當試品(高壓電纜)的絕緣弱點被擊穿時，電路立即脫諧，回路電流迅速下降為正常試驗電流的\(1/Q\)。與并聯諧振或者試驗變壓器方式做耐壓試驗相比，短路電流與擊穿電流相差數百倍，能有效找到絕緣弱點，又不存在大的短路電流燒傷故障點的憂患。
 

　　5.無恢復過電壓：試品發(fā)生擊穿時，因失去諧振條件，高電壓立即消失，電弧即刻熄滅，且恢復電壓的再建立過程很長，很容易在再次達到閃絡電壓前斷開電源，不會出現任何恢復過電壓，對電纜絕緣的損傷較小。
 

　　應用場景
 

　　主要用于\(10kV\)、\(35kV\)、\(110kV\)、\(220kV\)等高壓電纜的交流耐壓試驗，也可用于變電站及線路等所有電氣主設備的交流耐壓試驗，是電力系統(tǒng)預防性試驗和交接試驗中的重要設備。