高壓試驗(yàn)是在電力系統(tǒng)中一種直接、嚴(yán)格且有效的試驗(yàn)電氣設(shè)備的絕緣好壞的方法。電氣設(shè)備絕緣的好壞，關(guān)系到電氣設(shè)備是否能安全運(yùn)行。因此，在高壓試驗(yàn)中，要保證電氣設(shè)備的安全可靠性。目前，使用串聯(lián)諧振裝置是高壓試驗(yàn)的一種新的方法，并在國(guó)內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。高壓試驗(yàn)工作量大，而串聯(lián)諧振裝置是交流耐壓裝置、適用于大容量，高電壓的電容性試品的交接和預(yù)防性試驗(yàn)，有效地解決了由于電源容量的不足，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)的制約，且串聯(lián)諧振裝置體積小、重量輕、較容易現(xiàn)場(chǎng)搬運(yùn)。適合各類高壓電纜和大型發(fā)電機(jī)組、電力變壓器和 66KV、110KV、220KV、500KV、GIS 交流耐壓試驗(yàn)技術(shù)的要求。

1 串聯(lián)諧振裝置的基本概述

1.1 串聯(lián)諧振裝置的組成與原理設(shè)計(jì)

  串聯(lián)諧振裝置主要組成部分有：變頻控制器、勵(lì)磁變壓器、電抗器、電容分壓器。串聯(lián)諧振裝置運(yùn)用串聯(lián)諧振原理，利用電抗器的電感和試品電容實(shí)現(xiàn)串聯(lián)諧振，在被試品上獲得所需的高電壓大電流，將諧振的電壓加到高壓試驗(yàn)設(shè)備上。

串聯(lián)諧振裝置具有*的設(shè)計(jì)：采用了調(diào)節(jié)電源頻率的方式，使串聯(lián)諧振實(shí)驗(yàn)裝備與被試品電容諧振產(chǎn)生交流試驗(yàn)電壓。此調(diào)頻諧振裝置能把電抗器采用多只分開(kāi)設(shè)計(jì)，分為 n 節(jié)，既可滿足高電壓，小電流的電器設(shè)備試驗(yàn)要求，又能滿足像 10kv 電纜這樣的較低電壓等級(jí)的交流耐壓試驗(yàn)要求，是高壓試驗(yàn)的理想的耐壓裝備。

1.2 串聯(lián)諧振裝置在電力系統(tǒng)運(yùn)用的優(yōu)點(diǎn)

1.2.1 串聯(lián)諧振裝置與普通的大功率調(diào)壓裝置或大功率工頻試驗(yàn)變壓器相比，其試驗(yàn)設(shè)備重量更輕、體積更小，更有利于現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。在電力系統(tǒng)試驗(yàn)中，串聯(lián)諧振電源只需要提供有功能消耗的部分，而試驗(yàn)所需的電源功率只有試驗(yàn)電壓和容量的 1/Q，使得系統(tǒng)重量減輕和體積減小，一般為普通實(shí)驗(yàn)裝置的 1/10-1/30。

1.2.2 諧振電源是諧振式電流濾波電路，能改善輸出的電壓波形。串聯(lián)諧振裝置設(shè)備試驗(yàn)?zāi)芨纳戚敵鲭妷旱牟ㄐ位儯@得很好的正弦波形，有效的防止諧振電波尖峰對(duì)被試品的傷害和誤擊穿。

1.2.3 在串聯(lián)諧振裝置狀態(tài)，能有效的找到絕緣弱點(diǎn)，能防止大的短路電流燒傷故障點(diǎn)。當(dāng)被試品的絕緣弱點(diǎn)被擊穿時(shí)，電路會(huì)立即失諧，試品承受的電流迅速下降為試驗(yàn)電流的 1/Q，擊穿點(diǎn)的電流也迅速下降，大大降低了試品的損害程度，防止大的短路電流燒傷故障點(diǎn)的憂患。避免了采用普通變壓器設(shè)備做耐壓試驗(yàn)時(shí)試品被擊穿后的電流立即上升幾十倍造成的試品損壞。

1.3 串聯(lián)諧振裝置的注意事項(xiàng)和準(zhǔn)則

1.3.1 諧振裝置產(chǎn)品大多是高壓試驗(yàn)設(shè)備，必須由專業(yè)人員進(jìn)行操作，高壓試驗(yàn)。使用前應(yīng)認(rèn)真仔細(xì)閱讀設(shè)備使用說(shuō)明書(shū)，并進(jìn)行反復(fù)操作訓(xùn)練。

1.3.2 操作人員安排不應(yīng)少于 2 人，并嚴(yán)格遵守本單位有關(guān)高壓試驗(yàn)的安全作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程，以確保試驗(yàn)的正確安全。

1.3.3 各連接線要接對(duì)，尤其是接地線一定不能接錯(cuò)，否則會(huì)損壞試驗(yàn)裝置。

1.3.4 使用設(shè)備試驗(yàn)時(shí)，要注意安全距離，對(duì)試驗(yàn)場(chǎng)地要?jiǎng)澐职踩珔^(qū)域，防止其他人靠近避免不必要的傷害。在輸出高電壓或超高電壓時(shí)，必須要可靠并接地。

1.3.5 串聯(lián)諧振裝置試驗(yàn)系統(tǒng)是利用諧振電抗器與被試品電容串聯(lián)諧振產(chǎn)生高電壓的。若試驗(yàn)設(shè)備不能夠產(chǎn)生所需高電壓時(shí)，試驗(yàn)人員應(yīng)該分析是現(xiàn)場(chǎng)什么破壞了串聯(lián)諧振條件，并查看回路是否接通等。

1.3.6 串聯(lián)諧振裝置試驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)電壓和電流有特定的要求，因此在選取替代品時(shí)不能采用只是容量相同的普通試驗(yàn)變壓器，一定要考慮電壓和電流是否適合。

1.3.7 保養(yǎng)維護(hù)設(shè)備時(shí)不能使用溶劑和研磨劑，可使用濕布和中性的清潔劑清潔。

2 串聯(lián)諧振裝置的應(yīng)用效果

2.1 在氣體絕緣設(shè)備的應(yīng)用效果

  在工廠的整體組裝完成以后或分單元進(jìn)行調(diào)整試驗(yàn)合格氣體絕緣設(shè)備，繼續(xù)以分單元運(yùn)輸?shù)姆绞竭\(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝。氣體絕緣設(shè)備的安全安裝運(yùn)行是一個(gè)極大的威脅：在運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，可能會(huì)因?yàn)樽矒簟⒄駝?dòng)等因素出現(xiàn)氣體絕緣設(shè)備的組裝元件或緊固件的松動(dòng)、移位、磨損等現(xiàn)象；在安裝的過(guò)程中，可能會(huì)由于密封、聯(lián)結(jié)等工藝處理不當(dāng)導(dǎo)致一些明顯的缺陷，如電極的表層刮損、安裝錯(cuò)位等；在安裝的現(xiàn)場(chǎng)中，可能會(huì)由于空氣中的懸浮塵埃物、導(dǎo)電微粒雜質(zhì)等微小物質(zhì)的進(jìn)入導(dǎo)致氣體絕緣設(shè)備難以正常運(yùn)作。以往在試驗(yàn)設(shè)備和其他條件的限制下，氣體絕緣設(shè)備都沒(méi)有經(jīng)過(guò)嚴(yán)格正規(guī)的現(xiàn)場(chǎng)耐壓試驗(yàn)，由所引起的事故統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)沒(méi)有進(jìn)行耐壓試驗(yàn)的絕緣設(shè)備事故的發(fā)生率*。為降低試驗(yàn)設(shè)備發(fā)生的事故率，確保氣體絕緣設(shè)備安全穩(wěn)定的運(yùn)行，氣體絕緣設(shè)備必須進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)耐壓試驗(yàn)。

  氣體絕緣設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)耐壓試驗(yàn)方法主要有 3 種：一是交流電壓，二是振蕩操作沖擊電壓，三是振蕩雷電沖擊電壓。其中常見(jiàn)的方法是交流耐壓試驗(yàn)，而目前由于條件限制現(xiàn)場(chǎng)一般只做交流耐壓試驗(yàn)。現(xiàn)在，國(guó)內(nèi)外大多采用調(diào)頻式串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置進(jìn)行 GIS 現(xiàn)場(chǎng)

交流耐壓試驗(yàn)。

2.2 在電纜試用中的應(yīng)用效果

  由于電網(wǎng)中電纜的大量使用，不可避免，會(huì)時(shí)常發(fā)生一些故障或事故，導(dǎo)致不安全的隱患。為了保證電纜的安全運(yùn)行，*公司對(duì)電纜的交接做出了新的規(guī)定，用交流耐壓試驗(yàn)代替直流耐壓試驗(yàn)，避免直流試驗(yàn)的累積效應(yīng)損傷電纜。大電網(wǎng)會(huì)議工作組的建議導(dǎo)則提出進(jìn)行絕緣電纜的高壓試驗(yàn)時(shí)運(yùn)用諧振試驗(yàn)系統(tǒng)，并在總結(jié)報(bào)告中明確指出了三點(diǎn)：*，電阻率受溫度的影響比較大，而直流電場(chǎng)的強(qiáng)度是按電阻率分布的，終端頭外部閃絡(luò)產(chǎn)生的行波可能會(huì)損壞電纜絕緣；第二，在很高電壓下，直流耐壓試驗(yàn)是難以檢測(cè)出相間的絕緣缺陷；第三，在電纜內(nèi)部，直流電壓極容易自身集起空間的電荷，導(dǎo)致電纜附件沿著絕緣閃絡(luò)，其過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生過(guò)電壓，增強(qiáng)局部電場(chǎng)形成絕緣弱點(diǎn)，在試驗(yàn)過(guò)程中絕緣可能會(huì)被擊穿而導(dǎo)致電纜損壞或事故發(fā)生。通常交流電纜的試驗(yàn)電流大、電容量也大，而調(diào)頻式串聯(lián)諧振裝置靈活性強(qiáng)，易于現(xiàn)場(chǎng)操作，故電纜交流耐壓試驗(yàn)多利用變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)設(shè)備，使交流耐壓試驗(yàn)符合電纜的運(yùn)行實(shí)際情況。

2.3 在發(fā)電機(jī)（電動(dòng)機(jī)）交流耐壓試驗(yàn)的應(yīng)用效果

  發(fā)電機(jī)的工頻耐壓時(shí)電容電流量、定子繞組對(duì)地電容量等相間電容量大，若采用普通常規(guī)的大容量試驗(yàn)設(shè)備，設(shè)備本身比較笨重，在試驗(yàn)中發(fā)電機(jī)定子繞組的絕緣被擊穿時(shí)故障點(diǎn)短路電流大，會(huì)導(dǎo)致鐵芯燒損，進(jìn)而造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。為滿足發(fā)電機(jī)交流耐壓試驗(yàn)電壓頻率符合工頻耐壓電容電流量的要求，減少經(jīng)濟(jì)上的損失，發(fā)電機(jī)的試驗(yàn)設(shè)備采用串聯(lián)諧振裝置來(lái)調(diào)節(jié)鐵芯氣隙以改變電感，從而達(dá)到工頻諧振的目的。