技術(shù)天地
如何防止工頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置產(chǎn)生的過電壓
發(fā)布日期：2021-06-16 點(diǎn)擊：3319次
工頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置是用于鑒定電氣設(shè)備絕緣強(qiáng)度，它對于判斷電氣設(shè)備能否投入運(yùn)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?yàn)楣ゎl串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置能充分反映電氣設(shè)備在交流電壓下運(yùn)行的實(shí)際情況，能真實(shí)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(fù)荷，負(fù)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(yàn)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(yàn)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(yàn)裝置會(huì)產(chǎn)生過電壓：
（1）對初級(jí)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(shí)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(huì)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(yàn)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(shí)，試驗(yàn)變壓器出線端電位立即強(qiáng)迫為零，這就等于在試驗(yàn)變壓器出線端突然作用一個(gè)波前極陡的沖擊電壓波，其峰值與被試品擊穿瞬時(shí)試驗(yàn)電壓的瞬時(shí)值相等，而極性則相反，這將在試驗(yàn)變壓器繞組縱絕緣上產(chǎn)生危險(xiǎn)的過電壓，防止的辦法是在工頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)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(hù)電阻，這樣，極性相反的沖擊電壓就作用在保護(hù)電阻與變壓器入口電容的串聯(lián)回路上，短時(shí)間內(nèi)，絕大部分電壓降落在保護(hù)電阻上。
被試品電容及試驗(yàn)變壓器漏抗越大，則容升效應(yīng)越明顯，所以我們在進(jìn)行較大容量試品的交流耐壓試驗(yàn)時(shí)，要求直接在被試品端部進(jìn)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(yàn)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(yàn)變壓器、調(diào)壓器漏抗之和相等或接近時(shí)，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(yàn)變壓器和被試品的絕緣，在試驗(yàn)大電容量的被試品時(shí)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(yàn)電壓外，并應(yīng)在被試品并接球隙進(jìn)行保護(hù)。
工頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置試驗(yàn)結(jié)束，降壓和切斷電源后，試品中殘余的電荷，自動(dòng)反向經(jīng)過試驗(yàn)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(yàn)?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(shí)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(jìn)行升壓，使電容兩端的電壓達(dá)到試驗(yàn)電壓。
通過以上原理和現(xiàn)場的實(shí)際試驗(yàn)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(diǎn)，產(chǎn)生諧振電壓的過程中，一種是在升壓到達(dá)試驗(yàn)電壓的情況下。
在串聯(lián)諧振找到諧振點(diǎn)并升壓到試驗(yàn)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(yàn)是不會(huì)產(chǎn)生過電壓保護(hù)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(dòng)的，那么高壓輸出也是具有一定的波動(dòng)性，此種情況可能會(huì)造成電壓波峰出現(xiàn)過電壓保護(hù)，如果出現(xiàn)電源電壓波動(dòng)，可以把調(diào)整儀器的過電壓保護(hù)，把過電壓保護(hù)設(shè)置相對較高，我們一般要求過電壓保護(hù)設(shè)置到電壓保護(hù)的1.1-1.2倍，此時(shí)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(dòng)并造成過電壓在設(shè)置好過電壓保護(hù)是很難出現(xiàn)的，一般變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置的過電壓在儀器的掃頻階段，也就是找到諧振點(diǎn)的過程中，使用過變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置的人員都知道，變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置找諧振點(diǎn)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(rèn)找到最高電壓，也就是拋物線的頂點(diǎn)作為諧振點(diǎn)，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(yàn)裝置掃頻時(shí)需要的電壓一般為20-50V，通過激勵(lì)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(yàn)電壓小于系統(tǒng)諧振是諧振點(diǎn)時(shí)的電壓，系統(tǒng)可能在自動(dòng)尋找諧振點(diǎn)時(shí)就出現(xiàn)過電壓保護(hù)，此時(shí)整個(gè)變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置是無法及時(shí)耐壓，試驗(yàn)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(yàn)裝置不是產(chǎn)生不了試驗(yàn)電壓，而是諧振電壓高于試驗(yàn)電壓，而我們知道系統(tǒng)默認(rèn)諧振電壓是拋物線的頂點(diǎn)，也就是說在拋物線上升到頂點(diǎn)或者頂點(diǎn)下降的過程中，都會(huì)有一個(gè)點(diǎn)和試驗(yàn)電壓點(diǎn)是一致的，我們只需要試驗(yàn)變頻串聯(lián)諧振的手動(dòng)試驗(yàn)，采用手動(dòng)找頻找到和使用電壓一致的頻率點(diǎn)再耐壓就可以完美解決尋找諧振點(diǎn)的過程中的過電壓問題。
