串聯諧振法對容性試品交流耐壓試驗的方法及參數計算

2012年11月30號受紅云紅河煙草（集團）有限公司的委托，進行紅云紅河集團管理總部10kV變電站進行電纜試驗。根據GB 50150-2006《電氣裝置安裝工程 電氣設備交接試驗標準》中規定進行了電纜絕緣電阻試驗和交流耐壓試驗。在進行交流耐壓試驗時試驗方法與我之前從事的CVT試驗升壓雖然都是采用串聯諧振升壓方法，但是也有些許不同，下面簡單說一下差異之處：

① 試驗電壓不同:CVT誤差試驗時，試驗電壓為額定電壓1.05倍或1.2倍，而交流耐壓試驗電壓更高可達2.5倍。

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

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

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、絕緣介質等有關。

根據上述與之前CVT試驗存在差異進行分析、總結交流耐壓試驗的原理以及舉例說明橡塑電纜耐壓試驗的諧振電抗器選擇匹配。

一、串聯諧振原理簡述

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

1 串聯諧振發生的條件

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

2 串聯諧振時電路特性

從上述4個公式可以得到以下結論：

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，整個電路復阻抗虛部X為0，復阻抗的模小，整個電路電流在諧振時刻大。

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，這也是串聯諧振升壓的基本原理。