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交流谐振电路特性研究

发布时间:2020-05-13 16:48:00 浏览次数:1432

  华意电力是一家专业研发生产串联谐振耐压装置的厂家,本公司生产的串联谐振耐压装置在行业内都广受好评,以打造最具权威的“串联谐振耐压装置“高压设备供应商而努力。

  在含有电容和电感的电路中,如果电容和电感并联,可能出现在某个很小的时间段内:电容的电压逐渐升高,而电流却逐渐减少;与此同时电感的电流却逐渐增加,电感的电压却逐渐降低。而在另一个很小的时间段内:电容的电压逐渐降低,而电流却逐渐增加;与此同时电感的电流却逐渐减少,电感的电压却逐渐升高。电压的增加可以达到一个正的最大值,电压的降低也可达到一个负的最大值,同样电流的方向在这个过程中也会发生正负方向的变化,此时我们称为电路发生电的振荡。  

  电容和电感串联,电容器放电,电感开始有有一个逆向的反冲电流,电感充电;当电感的电压达到最大时,电容放电完毕,之后电感开始放电,电容开始充电,这样的往复运作,称为谐振。而在此过程中电感由于不断的充放电,于是就产生了电磁波。  

  电路振荡现象可能逐渐消失,也可能持续不变地维持着。当震荡持续维持时,我们称之为等幅振荡,也称为谐振。  

谐振时间电容或电感两端电压变化一个周期的时间称为谐振周期,谐振周期的倒数称为谐振频率。所谓谐振频率就是这样定义的。它与电容C和电感L的参数有关,即:f=1/2π√LC(Hz)。

  LC电路的幅频特性曲线:

  找谐振点的方法是:在调频界面里通过升、降频率来看试验电压,如果在某一频率时试验电压最大,而在其他频率时试验电压都小,则此点为谐振点。有时出现试验电压低于2KV的在某个频率如f1,则该频率不是不是真正的谐振点,一般情况下,只有试验电压大于2KV,这样找出来的才是真正的谐振点(如果负载太大,也可能小于2KV)。找出谐振点后在调压界面升电压,直到所需值为止。

  串联谐振试验装置是由隔离变压器、调频调压电源、激励变压器、电抗器和电容分压器组成,利用调谐电感与负荷电容使之产生工频串联谐振,以获得工频试验电压的串联谐振试验装置。它适用于各种大型电力变压器、电力电缆、汽轮及水轮发电机及其它容性设备的交流耐压试验。

  利用串联谐振的方法进行交流耐压试验是完全可行的。对于试验中遇到的问题,采用调整试验频率、选择偏离谐振频率下进行试验和调整回路的品质因数的方法也是行之有效的。前面所述仅仅是目前实际操作中发现的问题,今后还会遇到一些其它的技术问题,有待在实践中发现和解决。目前电力规范中规定35KV及以上电缆试验必须做交流耐压,这就要求我们不断总结经验,取长补短,逐渐改进,对新工艺、新材料提出更高的要求,用行之有效科学方法去应对日益发展新技术。

随着消费者安全意识的提高以及生产厂商对产品质量的日益重视,各厂商在产品设计和生产过程中几乎都会对产品的安全性能进行测试来确保自己产品的质量和安全性,在各种安全性能测试中,耐压测试是最基本、最常用的测试手段。根据不同电气产品不同的技术要求,在产品上施加一个高于正常工作的测试电压并持续一段时间进行测试,如果在规定的时间内,被测零部件泄漏电流保持在规定的安全范围内,就可以判定这个零部件在正常的条件下运转是非常安全的,这个过程就是耐压测试。

  常见的耐压测试种类有以下几种:

  (1)产品的设计过程中使产品能达到其设计使用功能的功能耐压测试;

  (2)产品的生产过程中为确保产品能达到设计规格要求的规格耐压测试;

  (3)产品的检验过程中为确认产品的质量符合相关安规标准的确认耐压测试;

  (4)产品维修后能维持符合相关安规标准的安全耐压测试。

  耐压测试(有时也称做“高压介电测试”)的测试电压标准规定以两倍于被测产品的工作电压加上1000V。但有些具有“双绝缘”设计产品的测试电压也可能高于上述电压标准。它的工作电压范围是(100~240)V,这类产品的耐压测试电压可能在(1000~4000)V之间甚至更高。提供耐压测试电压的耐压测试仪输出电压须保持在规定测试电压的(100~120)%的范围内,且应连续可调。交流耐压测试仪的输出频率范围为(40~70)Hz之间,测试电压波峰值为均方根(RMS)电压值的(1.3~1.5)倍。通过产品耐压测试应能检测出如下产品缺陷:绝缘材料的绝缘强度太弱;零部件之间的距离太近导致绝缘强度变差;绝缘体上有针孔、气泡或受挤压而破裂变形等。

  进行耐压测试前首先明确该产品应该使用何种电压测试方式,绝大多数产品只允许接受直流电压或交流电压中的一种耐压测试方式,而有些产品则可以同时接受交、直流电压两种耐压测试方式。操作者应根据实际情况来决定采用何种耐压测试方式。为了使被测产品达到安规规定标准,使用者必须对直流耐压测试和交流耐压测试的优缺点有所了解。

  交流耐压测试的优点

  通常用户更容易接受交流耐压测试,因为大部分的产品都使用交流供电,交流耐压测试可以同时对产品的正负极性进行测试,与产品实际应用环境一致。大部分被测产品都会含有一些杂散电容,在交流耐压测试时无法立刻使这些杂散电容饱和,电流流过这些杂散电容会持续一段时间,不会产生瞬间冲击电流,不需缓慢提升测试电压,如果这种产品对冲击电压不是非常敏感,就可以在开始测试时就施加较高的测试电压,耐压测试后不必对测试产品放电,这样极大地提高了测试效率。

  交流耐压测试的缺点

  如果被测产品为电容性负载或者含有较大的杂散电容时,耐压测试所产生的电流会远远大于实际的泄漏电流,因而无法得到被测产品的真实泄漏电流值,耐压测试实际输出的电流值会比采用直流耐压测试时的输出电流值大很多,会增加操作人员的触电危险性。

  直流耐压测试的优点

  由于直流耐压测试会迅速充满被测产品上的杂散电容,测试过程中所产生的容性电流在杂散电容被充满后,会迅速下降接近于零。此时只剩下被测产品实际的泄漏电流,可见直流耐压测试能真实地反映出被测产品实际的泄漏电流值。此外由于仅需在开始极短时间内提供被测产品的充电电流,其余时间几乎不提供的电流,因此与交流耐压测试时所需的电流容量相比直流耐压测试的电流容量更低,这样可以降低测试仪器成本,同时提高了操作人员安全性。

  直流耐压测试的缺点

  由于被测产品存在杂散电容,为避免充电电流迅速增大,直流耐压测试电压必须由“零”开始,缓慢上升。被测产品上的杂散电容量越大所需的测试电压上升时间越长。另外因杂散电容引起的过大充电电流会导致测试仪器的产生误判,从而使测试的结果产生偏差。直流耐压测试过程会使被测产品杂散电容产生电荷而带静电,为保障操作人员安全,在测试结束后,必须要对被测产品接地放电。另外直流耐压测试与交流耐压测试不同,只能测试单一极性,如果被测产品要在交流电压下使用,就必须要考虑直流耐压测试这个缺点。交流耐压测试实际测试电压的波峰值是仪表显示值的几倍,一般测试仪表无法显示此波峰值,直流耐压测试也无法做到。所以如果使用直流耐压测试方式,必须将测试电压提高到相应的数值。

  综上所述,正确选择交、直流耐压测试方式,既能获得真实有效的测试数据,提高测试精度,同时也可降低测试成本,提高测试效率,提供给用户满意的技术支持。