串联谐振法对容性试品交流耐压试验的方法及参数计算

。
图 2 频率变化对 RLC 串联电路复阻抗影响 2 串联谐振时电路特性 当电路发生串联谐振时，存在如下关系式：
U RI ； ①U s R jL I ； ②U L j 1 I ； ③U C C 1 0； ④ L C
从上述 4 个公式可以得到以下结论： ㈠由①可知，电源施加全压全部落在回路电阻两端，回路呈纯阻性，回路电 流与施加电压同相位。
力为 2A） 。 因此对该电缆试品可以选定 2 节电抗器并联作为谐振电抗器使用。如果在 第四步计算出频率大于 300Hz 时，要采取增大电感量方式来减小谐振频率（4 节 电抗器两两串联再并联，电感量为 95H） ，频率小于 20Hz 时，采取减小电感量方 式增大谐振频率（在原有电抗器上在并联 1 个或 2 个电抗器，则电感量为 31.7H 或 23.5H） ，然后再进行下一步验算，总之应遵循谐振频率在 20-300Hz 之间、电 抗器组合后每台电抗器耐受电压和电流均不大于其额定值的原则。
武汉拓普联合电力设备有限公司
根据铭牌参数以及 GB 50150-2006《电气装置安装工程 电气设备交接试验 标准》的要求，耐压试验电压为 2U0=2×8.7=17.4kV，耐压时间为 60min。计算 步骤如下： 1 在绝缘电阻测试时，同时测试被试品电容量 C=280nF； 2 估算回路电流 I 2fCU ，其中 f 为试验频率（初设为 50Hz） ，C 试品电 容量，U 为试验电压，则 I 2fCU 314 280 10 9 17.4 103 =1.52A； 3 回路电流为 1.52A＞1A(电抗器额定电流)，单节电抗器额定电压为 27kV ＞17.4kV，因此可选定使用两节电抗器并联方式； 4 频率验算：单节电抗器电感量为 95H，并联电感量为 47.5H，串联谐振条 件 2 LC 1 ， 此时试验频率应该为 f
㈡由②③可知，电感元件与电容元件两端电压大小相等、方向相反，把电感 和电容看成一个组合元件的话，其端电压为 0。 ㈢电容电压落后于电源电压 90°，电感电压超前于电源电压 90°。 ㈣由④可知，整个电路复阻抗虚部 X 为 0，复阻抗的模最小，整个电路电流 在谐振时刻最大。
U L 1 L j ㈤用②除以①可得 L j ， 可以看出在电感或电容两端的电压 US R R C 的 是施加电压 U s 1 L 倍，这也是串联谐振升压的基本原理。 R C
根据上述与之前 CVT 试验存在差异进行分析、 总结交流耐压试验的原理以及 举例说明橡塑电缆耐压试验的谐振电抗器选择匹配。 一 串联谐振原理简述 串联谐振是由 R、 L、 C 元件串联在电路中在一定条件下发生的一种特殊现象， 其电路原理图如图 1 所示， 我们按照图 1 来分析谐振发生的条件以及谐振时的电 路特性。
3Leabharlann Baidu
电压监测装置不同：CVT 误差试验，其本身二次绕组输出电压，接入 互感器校验仪可做监测电压用， 而橡塑电缆耐压试验则采用专门的分 压测量装置来监测电压。
4
被试品不同：CVT 作为被试品，一般其电容量都是固定值，比如说 0.02、0.01、0.0075、0.005μF，而橡塑电缆电容量一般都是不固定 的，而是跟电缆长度、绝缘介质等有关。
1
试验电压不同:CVT 误差试验时，最高试验电压为额定电压 1.05 倍或 1.2 倍，而交流耐压试验电压更高可达 2.5 倍。
2
试验频率不同:CVT 误差试验，对试验频率有严格要求，即频率范围 为 (49.5-50.5)Hz ， 而 橡 塑 电 缆 交 流 耐 压 试 验 频 率 范 围 更 广 为 （20-300）Hz 之间。这主要因为 CVT 误差试验时频率会影响中间变 压器的传变性能，从而影响整个 CVT 的误差。
1 2 1 1 1 = =43.6Hz。 LC 6.28 47.5 280 10 9
5 回路电流验算：调节试验电源频率为 43.6Hz 时，17.4kV 时回路电流
I 2fCU 6.28 43.6 280 10 9 17.4 103 =1.33A＜2A（电抗器并后，通流能
串联谐振法对容性试品交流耐压试验的方法及参数计算
2012 年 11 月 30 号受红云红河烟草（集团）有限公司的委托，进行红云红 河集团管理总部 10kV 变电站进行电缆试验。根据 GB 50150-2006《电气装置安 装工程 电气设备交接试验标准》中规定进行了电缆绝缘电阻试验和交流耐压试 验。 在进行交流耐压试验时试验方法与我之前从事的 CVT 试验升压虽然都是采用 串联谐振升压方法，但是也有些许不同，下面简单说一下差异之处：
1 0 , Z R 此时的电路为纯阻性电路，电流和电压同相，电 0C
路此时的工作状态称为谐振，由于这种谐振是发生在 R、L、C 串联电路中的，所 以称谓串联谐振。 有公式 X 0 L 由 2f 可得，串联谐振时 f 0
1 2 可知串联谐振发生条件为 0 LC 1 。 0， 0C 1 2 LC
二 容性试品交流耐压时电抗器参数计算 以昆明烟厂电缆交流耐压试验为例说明电抗器参数计算，电缆参数如下： 型号 额定电压（U0/U） 制造厂 电抗器参数如下： 型号 额定电压 制造厂 RTXZ-54kVA/54kV 27kV 额定电流 额定电感量 1A 95H ZP-YJV22 8.7/15kV 安徽华能电缆（集团）有限公司
图 1 串联谐振原理图 1 串联谐振发生的条件 在 R、L、C 串联 的电路中，在交流电 压 U 的作用下， 回路的复阻抗 为
Z R j (L 1 ) R j ( X L X C ) R jX ；X 为 的函数，其变化趋势如图 2 C
所示， 当 ＜ 0 时， X＜0， 电路呈容性； 当 ＞ 0 时， X＞0， 电路呈感性； 当 0 时， X 0 L