CN200972429Y - 一种串联谐振工频耐压试验装置 - Google Patents
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Abstract
一种串联谐振工频耐压试验装置，包括调压器、变压器、谐振电抗器、谐振电容器和用于测量待试品电压的高压测量装置，所述调压器与外部工频电源相连接，所述变压器与所述调压器相连接，所述谐振电抗器与所述谐振电容器串联并接入所述变压器的二次侧，所述谐振电抗器为通过改变直流磁通来调节电感值的连续平滑可调式电抗器。本实用新型通过改变电抗器的直流磁通的方式实现对其电感值的调整，此种方式可以使电抗器的电感值连续平滑调整，解决了多抽头式电抗器存在的弊端。从而使本实用新型工作更加可靠，结构更加简单，方便运输。不仅可以在生产厂家中使用，而且可以方便的在电容性设备的现场使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于对高压设备进行耐压试验的串联谐振工频耐压试验装置，尤其是适用于电容性设备的现场试验。
背景技术
在电力系统高压设备中，很多都是电容性设备。尤其是电力电缆，近几年在电力系统中的用量越来越大，而其由于电缆截面的不同、绝缘厚度的偏差、电缆长度的不同、电压等级的不同等，其电容量变化也很大。电力系统中使用的电缆从几十米到几公里的都有，因此，其电容量从数千皮法到微法级都有可能。以下都以电力电缆为例。
目前，在现场对电力电缆进行高压耐受验收试验时，大多采用3种型式：
一种是采用高压直流进行耐压验收试验，但这种方法已经受到了大家的置疑，尤其是对近些年使用广泛的交联聚乙烯电缆。因为这种试验方法虽然简单，设备也很轻巧，但试验过程中有可能对电力电缆本身造成损伤，而设备实际是运行在工频状态下，直流试验与工频情况的等效性也很差。
另一种是采用工频串联谐振的原理，先估计待试品的电容量，然后用数个电抗器组合尽量使其与待试品谐振。这种装置需要的电抗器比较多，或者需要多个有多抽头的电抗器，非常不方便，而且如果发生谐振时的理论电容量与实际电容量偏差较大时，有可能无法产生谐振，以至于现场的耐压试验无法进行。经验表明，偏差超过5％时，可能会失谐。而且由于需要的电抗器比较多，因此用于现场试验也很不方便。如中国专利号为CN87203993的实用新型专利，公开了一种电容器交流耐压测试仪，含有一调压器，其输入端经一电源开关与电源相连接，输出端并联交流电压指示表，被测电容器可以分别与多组串联在一起的测试电抗器和测试电阻连接，选择其中的一组与其相匹配的电抗器和电阻构成谐振电路。上述方案中的电抗器不是连续平滑的调整，因此，其有可能无法产生谐振。并且电抗器比较多，用于现场试验很不方便。
还有一种常见的试验装置也是采用的串联谐振的方式，主要改变的试验电源的频率，使电抗器与待试品发生串联谐振。虽然这种装置通过改变频率能够很好使整个装置发生谐振，但其与第一种试验类似，也不是在设备工作的工频情况进行的试验，存在改变频率后的耐压试验与工频耐压的等效性等问题。如中国专利号为200320126587.8号实用新型专利，公开了一种变频式串联谐振工频耐压试验装置，包括变频器、干式励磁变压器、高压电抗器、电容分压器，变频器的交流电压输出端与干式励磁变压器的交流电压输入端间相电连接，干式励磁变压器的交流电压输出与高压电抗器的输入接线端子间相电连接，高压电抗器的输出接线端子与电容分压器的上极板间相电连接，电容分压器的下极板接地。上述方案是通过变频器来改变输入电源的频率，从而使其发生谐振。但这种方案也就存在了改变频率后的耐压试验与工频耐压之间的等效性问题。
目前，针对电容性设备的现场耐压试验的最有效方法还是进行工频耐压试验，而且大家普遍采用的是通过调配电抗器的方法进行工频串联谐振的方式，这样大大可以降低对电源容量的要求。但是其需要的电抗器较多，不大方便用于现场试验，而且在现场也有一定的发生不谐振的可能性。
在市场上，目前还没有出现适于现场试验的、试验设备简单的高压工频耐压试验装置。大多采用的还是直流耐压和变频耐压的方式，虽然其试验容易进行，但是等效性、认可度等还是受到置疑的。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于克服上述现有技术之不足，提供一种结构简单、工作可靠、可用于现场工频耐压试验的串联谐振试验装置。
按照本实用新型提供的一种串联谐振工频耐压试验装置，包括调压器、变压器、谐振电抗器、谐振电容器和用于测量待试品电压的高压测量装置，所述调压器与外部工频电源相连接，所述变压器与所述调压器相连接，所述谐振电抗器与所述谐振电容器串联并接入所述变压器的二次侧，所述谐振电抗器为通过改变直流磁通来调节电感值的连续平滑可调式电抗器。
按照本实用新型提供的一种串联谐振工频耐压试验装置与现有技术相比具有如下优点：本实用新型通过改变电抗器的直流磁通的方式实现对其电感值的调整，此种方式可以使电抗器的电感值连续平滑调整，解决了多抽头式电抗器存在的弊端。从而使本实用新型工作更加可靠，结构更加简单，方便运输。不仅可以在生产厂家中使用，而且可以方便的在电容性设备的现场使用。
附图说明
图1是本实用新型的接线原理图。
图2是本实用新型的控制装置示意图。
具体实施方式
参见图1，按照本实用新型提供的一种优选实施例，包括调压器1、变压器2、谐振电抗器3、谐振电容器4和用于测量待试品电压的高压测量装置5，所述调压器1与外部工频电源相连接，所述变压器2与所述调压器1相连接，所述谐振电抗器3与所述谐振电容器4串联并接入所述变压器2的二次侧，所述谐振电抗器3为通过改变直流磁通来调节电感值的连续平滑可调式电抗器。
参见图2，在本实用新型给出的上述实施例中，所述谐振电抗器3设有控制装置31，所述控制装置31控制所述谐振电抗器3的直流磁通。从而实现对所述谐振电抗器3的电感值进行连续平滑调整。所述控制装置31包括直流电源35、控制所述直流电源35输出电流大小的控制器34和绕置在所述谐振电抗器3的铁芯32上的直流励磁线圈33，所述直流电源35向所述直流励磁线圈33提供电流。所述直流电源35是由桥式整流滤波电路将工频交流电源进行整流滤波而得到的。具体方案可以是从变压器的高压侧取个250V左右的抽头，接入桥式整流电路中，桥式整流电路输出的直流电流大小由所述控制器34控制调整。所述控制器34接收的信号是通过光纤或无线的方式从控制台得到，然后控制直流电源的输出电流大小。所述谐振电抗器3的部分铁芯32上缠扰了直流励磁线圈33，调整后的直流电流接入所述直流励磁线圈33中。通过改变直流电流的大小，从而调整所述谐振电抗器3上的直流磁通。当然，调整谐振电抗器3的直流磁通的方式还有很多种，这里仅给出其中的一种方式。
在本实用新型给出的上述实施例中，所述谐振电容器4为待试品41。为了提高谐振的能力，本实用新型中的所述谐振电容器4也可以由待试品41和与其并联的补偿阻抗42构成，所述补偿阻抗42为电容器或电抗器。可以把待试品41的电容量扩大或缩小，利于谐振的实现。
本实用新型主要用于现场对电容性设备进行高电压耐压试验的装置。其原理采用的是工频串联谐振，在不需要很大的电源容量的情况下，可以在待试品上施加较高的工频电压。
本实用新型中谐振电容是由待试品和试验装置中的补偿阻抗并联构成的，或者有待试品单独构成。通过调压器和试验变压器，对电抗器和谐振电容构成的串联支路供电，当在工频情况下，电抗器和谐振装置满足谐振条件时，在待试品上就会产生比较高的电压，完成对设备的工频耐压试验要求。
国内的工频指的是50Hz，有些国家采用的是60Hz，因此谐振条件是：
式中，F-工频频率，50Hz(有些国家是60Hz)
L-电抗器电感
C-谐振电容的电容量
如果是理想状态，完全谐振时在待试品上会出现非常高的电压，考虑到回路中电阻R的阻尼作用，一般用品质因数
表示谐振能力，就是说在待试品上会产生Q倍试验变压器输出电压的高电压。
本实用新型中，对于电抗器3的调节是采用调节电抗器3铁芯的直流磁通的方式来改变其电感值的大小，该调节过程是连续，并且平滑的。通过改变电抗器3的电感值来满足谐振调节，达到谐振状态，完成对待试品的工频耐压试验。因此，本实用新型结构简单、运输方便、对电源容量要求小、使用方便，不但可以在生产厂家中使用，还可以适用于电容性设备的现场试验。
上述优选实施例仅供说明本实用新型之用，而并非对本实用新型的限制。本领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内指引下，还可做出各种变形和变换，因此所有等同技术方案皆属于本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1、一种串联谐振工频耐压试验装置，包括调压器(1)、变压器(2)、谐振电抗器(3)、谐振电容器(4)和用于测量待试品电压的高压测量装置(5)，其特征在于：所述调压器(1)与外部工频电源相连接，所述变压器(2)与所述调压器(1)相连接，所述谐振电抗器(3)与所述谐振电容器(4)串联并接入所述变压器(2)的二次侧，所述谐振电抗器(3)为通过改变直流磁通来调节电感值的连续平滑可调式电抗器。
2、如权利要求1所述的一种串联谐振工频耐压试验装置，其特征在于：所述谐振电容器(4)为待试品(41)。
3、如权利要求1所述的一种串联谐振工频耐压试验装置，其特征在于：所述谐振电容器(4)由待试品(41)和与其并联的补偿阻抗(42)构成。
4、如权利要求3所述的一种串联谐振工频耐压试验装置，其特征在于：所述补偿阻抗(42)为电容器或电抗器。
5、如权利要求1所述的一种串联谐振工频耐压试验装置，其特征在于：所述谐振电抗器(3)设有控制装置(31)，所述控制装置(31)控制所述谐振电抗器(3)的直流磁通。
6、如权利要求5所述的一种串联谐振工频耐压试验装置，其特征在于：所述控制装置(31)包括直流电源、控制所述直流电源输出电流大小的控制器和绕置在所述谐振电抗器(3)的铁芯上的直流励磁线圈，所述直流电源向所述直流励磁线圈提供电流。
7、如权利要求6所述的一种串联谐振工频耐压试验装置，其特征在于：所述控制器通过光纤或无线的方式接收外部控制台的调控信号。
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