基于串联谐振原理的高压电抗器局部放电试验的电路设计

基于串联谐振原理的高压电抗器局部放电试验的电路设计【摘要】因为用电的需要，以及随着电网的不断发展，对于高压电网的要求不断增加，对于输电线路的距离长度需求也在不断的增加。但与此同时，会使电网的安全稳定性能存在安全隐患，电压广泛存在电压偏高，感性补偿容量的严重不足。对于这个问题，促使高压电抗器在电网电力中的应用得到大量的需求。对此，研究高压电抗器的相关问题也成为重要的课题，本文将针对串联谐振原理的高压电抗器局部放电试验的电路设计进行研究。

【关键词】串联谐振；高压电抗器；局部放电

高压电抗器在高压配电系统中有着广泛的应用，常见的电抗器有两种：串联电抗器和并联电抗器。其中的串联电抗器也可以称作限流电抗器，主要是针对发生故障的系统进行限制电流作用的高压电抗器。在高压电抗器的运行过程中，常会出现一些像绝缘、漏磁和振动等问题而促使产生局部放电的问题，从而致使绝缘遭到破坏。所以，对于局部放电问题的试验则变得十分的重要。但在进行局部放电试验的过程中选择试验方式十分重要，普通的高压试验时因其设备的体积大、重量大等问题不常被使用，所以在进行局部放电试验中，串联谐振试验被广泛的应用。

一、串联谐振试验的具体原理

串联谐振试验中，主要是由四部分组成，电容分压器，电抗器和励磁变压器及变频电源等组成。将被检物件的电容与电抗器组成串联的形式，并与电压器形成并联形式，来检测被检物件的谐振电压，

通过回路产生谐振。通过励磁变压器和被检物件之间的电压倍数关系可以确定电压谐振的倍数，通常被检物件的电压是励磁变压器的n倍。先后通过对变频电源的调节来确定能够形成串联谐振的电源输出频率和电压。

二、串联谐振回路形成的条件

在串联电路当中，当容抗和感抗相等时，在正弦激励下，串联电路中的电压和电流能够实现相位相同，促使串联谐振形成回路。而因为电压和电流的相位相同，也就使电抗数值为零，以此可以通过运算得出谐振角的频率值，在通过谐振角的频率值与串联谐振回路的谐振频率之间的关系可以求出串联谐振回路中的谐振频率。串联谐振回路中的谐振频率不受电阻的影响而发生改变，它主要是受到电阻抗和电容的影响。在每一个串联谐振回路中都会有一个谐振频率，而不是每一个串联谐振回路的谐振频率都是相等的。而电路能够产生串联谐振回路的一个主要原因，也是因为外加的电源频率与串联谐振回路的谐振频率是相等的。

在这个串联谐振回路的试验中，需要按着技术规范进行，其中对于试验电压，谐振波形以及电源都有明确要求。试验电压需要是在1000kv以内，电流在10a以内，频率在20到300hz之间，以及串联谐振的波形应为正弦波等。其中，对于一些试验所需的设备也有具体的技术规范。

三、电抗器阻抗的频变特性

在串联谐振局部放电的试验当中，因为电流的产生会使线圈产生

电磁场，这个电磁场对于电抗器的阻抗会产生影响。而电抗器本身的电阻也会是影响电抗器阻抗的一个原因。所以在进行试验前，需要对电抗器进行仿真计算。

（一）计算电感

（二）计算电阻

四、影响串联谐振原理的高压电抗器局部放电试验的因素

在串联谐振局部放电试验的过程中会存在很多的影响因素，影响着试验结果的准确性。

（一）电抗器自身存在问题影响试验的准确性

可以说电抗器是在串联谐振局部放电试验中的一个非常重要的

部件，如果其自身存在问题就可能导致整个试验的失败。其主要问题会出现在电抗器内部振动频率的频繁和电缆长度的问题上，在振动频率过大的情况下会导致部分零件的松动，以致开关动作的失灵，从而阻止试验的进行。对此，在试验前需要对电抗器设备进行检查，对有松动的部件进行检测维修，对失灵的部件进行及时更换，对松动的部件进行重新固定。

（二）假击穿现象影响试验的准确性

在串联谐振局部放电试验的过程中常会出现假击穿现象，出现这种现象的原因一般有以下几种情况：有可能是设备长期使用导致的零件磨损促使磨损物比较多，从而产生火花放电情况，使试验过程中频繁出现报警。以及可能是因为长时间的操作导致零件螺丝的松动，从而导致接触不良产生火花放电的情况，造成假击穿现象。对

于此问题，也应该在试验前对于仪器设备进行检测维修。对于虚连接和磨损情况，螺丝松动，部件失灵等情况进行检测维修，及时更换部件和对松动部件进行重新固定。

（三）试验环境的影响导致试验的准确性

在试验过程中要严防潮气的影响，潮气的进入可能会促使线路出现短路的情况，使部件被烧坏。对于此问题，应注意进行防潮处理，加强对于设备的清洁以及设备存储环境的温度进行严格控制。在试验前应注意对设备的受潮情况进行检查。

（四）试验设备质量因素影响试验的准确性

在串联谐振局部放电试验中，试验设备的质量直接可能导致试验的准确性。试验设备是否合乎标准，需要在购买时进行严格的选控，以保证试验设备的质量不会影响试验的结果。其次，对于试验设备的日常维护也是非常重要的，有可能设备上所吸附的灰尘就有可能导致在试验过程中出现假击穿现象和线路短路等现象。

（五）试验电路的问题可能影响试验的准确性

在串联谐振局部放电试验中，电缆的选择、电缆外部的绝缘表面存在磨损和断裂的情况，或是电缆存在折痕和污染物都可能影响试验结果的准确性和试验过程是否能够顺利进行。对于此问题，需要在试验进行前对于电缆进行检查，选择合适的试验电缆，确定电缆的长度，对于电缆外部绝缘表面进行检查，对于磨损和断裂、折痕和污染物情况进行了解，以便做出相应的处理或是更换，以保证试验的顺利进行。

五、总结

通过串联谐振原理对高压电抗器进行局部放电试验是非常有效

和正确的，在串联谐振局部放电试验中，设备自身的容量小，这对于试验本身的需求是没有影响的。在串联谐振局部放电试验中，设备自身电源带来的谐波分量因为回路电阻抗比较大，所以不会影响被检物件输出的波形，是波形的形态比较好。在合适的频率范围内，正弦交流电对电源的激励作用，会促使电阻随着频率而增大，促使整个的活动频率成线性，外部对其影响不大。在串联谐振局部放电试验中，有很多因素会影响到试验的顺利进行。对此，需要在做试验前对试验设备进行及时有效的检测，以防止在试验时出现问题。对于试验设备平时的维护也十分重要，对于设备的清洁以及受潮情况和磨损情况的有效控制都会帮助串联谐振局部放电能够有效的

进行。

参考文献：

[1]金金元.影响交联电缆局部放电试验的若干问题[j].电线电缆，2012（3）.

[2] 巴桑次仁，于在明，赵义松.66kv电抗器局部放电试验可行性研究[j].东北电力技术，2009（4）.

[3]杨海生，杨爱晟，张重远，赵涛.高压电抗器局部放电试验电路设计[j].电力科学与工程，2010（6）.