变频串联谐振装置使用中的问题

更新时间：2019-04-04

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变频串联谐振装置在生产实际应用中，常会碰到试验回路的品质因数低、谐振频率低、试验回路电流大等问题，应引起广大试验人员的注意，并应采取相应的措施，保证交流耐压试验的顺利进行。

1.试验回路的品质因数

试验回路的Q值主要是由电抗器的特性决定的。在实际工作中发现，10kV变频谐振试验装置在实际使用中的Q值往往比厂家提供的Q值大。而35kV及以上电压等级的变频谐振试验装置在实际使用中的Q值往往会比厂家提供的Q值小，天气恶劣时会小很多，随着试验时间的增加Q值呈下降趋势。从而导致按照厂家提供的Q值选择的电源容量达不到现场试验的要求，严重的是电压达不到试验所要求的耐压值。通过分析，不难发现，在参数计算中，试品的电容量、回路的电感量都是定值，但其中的Q值由于现场的干扰、接线布置、天气影响、电抗器特性、摆放位置等各种不定因素的不同而发生改变。

10kV电缆系统试验多在开关柜、环网箱处进行，高压引线不长，引线对Q值的影响大大降低；由于开关柜的间隔紧凑，空间小，使用高质量的粗绝缘线，因此损耗下降，Q值比厂家提供的数值要高。对于35kV及以上电压等级的变频谐振试验装置在实际使用中的Q值往往会厂家提供的Q值小的情况，分析如下：

1）高压引线的影响

单项电气设备进行交流耐压试验时，由于试品电容量小，高压引线对试验的影响不大。户外配电装置整体进行交流耐压试验时，设备的安装高度随电压等级增加，电压等级越高，高压引线越长。一般高压引线较长，电晕损耗增强，回路中等效电阻增大。它形成的杂散电容并联在被测电容上，回路谐振频率下降，使得Q值下降；同时周围电磁场的干扰也增大，使得Q值下降。因此，在进行高电压等级电气设备交流耐压试验时，尽量采用波纹管高压引线。

2）天气的影响

①湿度高的情况下，引线电晕损耗大大增加，同时周围电磁场的干扰也增大，使得Q值下降。

②温度高的情况下，回路等效电阻大大增加，使得Q值下降。

3）试验时间的影响

随着试验时间的延长，设备受热，等效电阻增大，Q值也呈下降趋势。在大暑天这种现象十分显著。往往设备需要休息30分钟才能继续使用。

4）电抗器的影响

电抗器一般要求是无损耗电抗器，若是工艺不佳，往往损耗较大。另外，电抗器放置在铁板等金属部件上时，形成了涡流损耗，等效电阻增大。

5）高电压试验频率不选*谐振点对Q值的影响

在应用中，发现当电压升到接近试验电压时，电压上升速度太快并伴有较大的电压波动，甚至能导致电压保护动作，使试验必须重新开始，这对设备安全是不利的。但如果电压保护值设定过大，就不能很好的起到保护被试设备免受过电压的作用。因此，一般在2％试验电压下调到*谐振频率，之后在不超过40％试验电压情况下再调整一下频率，且稍稍偏小一点，避免出现上述现象。

综上所述，在进行交流耐压试验时除了依靠电抗器良好的性能外，还要采取各种好的均压措施和合理的选择导线、合理的布置试验现场、合理安排时间等尽量提高Q值，并且采取散热等措施减少设备受热对Q值的影响。另外，在厂家提供的Q值的基础上配合现场接线布置情况适当修正，放大裕度(如高压引线较长就适当下降Q值)，所计算下的电源容量就可以满足试验所需的要求。

2.试验回路谐振频率

在进行电容量比较小的电气设备的交流耐压试验时，如110kV变压器的中性点交流耐压试验，要求的频率为45-65Hz。如采用单台电抗器的组合进行交流耐压试验，往往频率达不到试验的要求或者不能发生谐振。因此可以并联外接耦合电容器，增大试验回路电容，降低频率，从而使谐振频率达到试验的要求。而在进行双母线双分段接线的GIS母线电压互感器的交流耐压试验时，要求的频率要大于100Hz。由于母线很长，电容量大，有时谐振频率达不到试验要求。因此可以采取电抗器的不同组合方式，降低试验回路的电抗，增大频率，从而使谐振频率达到试验的要求。

3.试验回路电流大

在进行电容量很大的电气设备的交流耐压试验时，如高电压、长距离的交联聚乙烯电缆，试验回路的电流很大，超过电抗器的额定电流。而且由于试验的时间很长，电抗器发热非常严重。为了满足试验的要求，可以将三台电抗器并联使用。这样，一方面可以满足试验的要求，另一方面也可以降低每台电抗器的试验电流，不会造成电抗器发热严重。

4.小结

变频串联谐振装置在交流耐压试验应用中经常碰到品质因数低、谐振频率太高或太低、试验回路电流大等问题。分析了产生问题的原因，并提出了相应的解决办法。