串聯(lián)諧振法對容性試品交流耐壓試驗(yàn)的方法及參數(shù)計(jì)算

2012年11月30號(hào)受紅云紅河煙草（集團(tuán)）有限公司的委托，進(jìn)行紅云紅河集團(tuán)管理總部10kV變電站進(jìn)行電纜試驗(yàn)。根據(jù)GB 50150-2006《電氣裝置安裝工程 電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定進(jìn)行了電纜絕緣電阻試驗(yàn)和交流耐壓試驗(yàn)。在進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)時(shí)試驗(yàn)方法與我之前從事的CVT試驗(yàn)升壓雖然都是采用串聯(lián)諧振升壓方法，但是也有些許不同，下面簡單說一下差異之處：

① 試驗(yàn)電壓不同:CVT誤差試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)電壓為額定電壓1.05倍或1.2倍，而交流耐壓試驗(yàn)電壓更高可達(dá)2.5倍。

② 試驗(yàn)頻率不同:CVT誤差試驗(yàn)，對試驗(yàn)頻率有嚴(yán)格要求，即頻率范圍為(49.5-50.5)Hz，而橡塑電纜交流耐壓試驗(yàn)頻率范圍更廣為（20-300）Hz之間。這主要因?yàn)镃VT誤差試驗(yàn)時(shí)頻率會(huì)影響中間變壓器的傳變性能，從而影響整個(gè)CVT的誤差。

③ 電壓監(jiān)測裝置不同：CVT誤差試驗(yàn)，其本身二次繞組輸出電壓，接入互感器校驗(yàn)儀可做監(jiān)測電壓用，而橡塑電纜耐壓試驗(yàn)則采用專門的分壓測量裝置來監(jiān)測電壓。

④ 被試品不同：CVT作為被試品，一般其電容量都是固定值，比如說0.02、0.01、0.0075、0.005μF，而橡塑電纜電容量一般都是不固定的，而是跟電纜長度、絕緣介質(zhì)等有關(guān)。

根據(jù)上述與之前CVT試驗(yàn)存在差異進(jìn)行分析、總結(jié)交流耐壓試驗(yàn)的原理以及舉例說明橡塑電纜耐壓試驗(yàn)的諧振電抗器選擇匹配。

一、串聯(lián)諧振原理簡述

串聯(lián)諧振是由R、L、C元件串聯(lián)在電路中在一定條件下發(fā)生的一種特殊現(xiàn)象，其電路原理圖如圖1所示，我們按照圖1來分析諧振發(fā)生的條件以及諧振時(shí)的電路特性。

1 串聯(lián)諧振發(fā)生的條件

在R、L、C串聯(lián)的電路中，在交流電壓U的作用下，回路的復(fù)阻抗為；X為的函數(shù)，其變化趨勢如圖2所示，當(dāng)時(shí)，X＜0，電路呈容性；當(dāng)時(shí)，X＞0，電路呈感性；當(dāng)時(shí)，, 此時(shí)的電路為純阻性電路，電流和電壓同相，電路此時(shí)的工作狀態(tài)稱為諧振，由于這種諧振是發(fā)生在R、L、C串聯(lián)電路中的，所以稱謂串聯(lián)諧振。有公式，可知串聯(lián)諧振發(fā)生條件為。由可得，串聯(lián)諧振時(shí)。

2 串聯(lián)諧振時(shí)電路特性

從上述4個(gè)公式可以得到以下結(jié)論：

㈠由①可知，電源施加全壓全部落在回路電阻兩端，回路呈純阻性，回路電流與施加電壓同相位。

㈡由②③可知，電感元件與電容元件兩端電壓大小相等、方向相反，把電感和電容看成一個(gè)組合元件的話，其端電壓為0。

㈢電容電壓落后于電源電壓90°，電感電壓超前于電源電壓90°。

㈣由④可知，整個(gè)電路復(fù)阻抗虛部X為0，復(fù)阻抗的模小，整個(gè)電路電流在諧振時(shí)刻大。

㈤用②除以①可得，可以看出在電感或電容兩端的電壓是施加電壓的倍，這也是串聯(lián)諧振升壓的基本原理。