[日积月累]：全屏蔽工频串联谐振局放测试及局放定位系统在高压电缆绝缘性检测中的应用

龙祥皓天

局部放电是对高电压体绝缘性能进行检定的一项主要标准试验项目。目前，较常用的对高电压体进行局部放电检定的设备系统有：串联工频谐振测试系统；调频式串联谐振测试系统；并联谐振测试系统等。X射线及超声波也在检定电缆缺陷方面得到了一定的应用。而今国产串联谐振装置已取得了长足的发展，质量也逐步提高，其完全可以满足35KV交联电缆局放测试的需要。正因为此，国产工频串联谐振局放测试及定位系统已在国内大部分电线电缆厂得到了广泛应用。本文主要阐述该系统在实际应用中的优势。
一、        工频串联谐振系统的高压产生原理
        要比较全面地阐述该系统在实际应用中的优势及缺陷，首先得介绍其组成及高压产生原理。
①、        系统组成
1、        双屏蔽隔离变压器，其作用是将400V电压变为400V电压给系统供电，同时隔离社会电网的背景噪音（干扰信号）进入该系统。
2、        平面接触式电子调压器，其采用匝间平衡二极管技术消除其本身调压过程中出现的电弧放电，从而降低了系统本身调压过程中的背景噪音。
3、        低压滤波器，其采用电感电容双Л型滤波，滤波范围是14KHZ－1GHZ，衰减系数为100dB。
4、        励磁变压器，其作用是给RLC谐振电路提供2KV或4KV（两档）谐振电源。
5、        调谐电抗器，其主要是通过调铁芯间隙来改变电抗器磁阻，实现调谐。
6、        分压电容器，其作用是取电压信号用以指示谐振高压，对系统进行电弧放电保护（即ARC保护）。
7、        高压滤波器，其采用电感电容Л型滤波，滤波范围10HZ－10MHZ，衰减系数为40dB。
8、        局放仪、定位仪。
9、        定標电容。
②、        高压产生原理
工频串联谐振是利用额定频率（50HZ）下RLC谐振的原理来产生高压的，典型的该系统简化线路如图（1）所示。
可调自耦变压器T1控制励磁变压器
T2、T2供给谐振回路功率，并将试
品与电源回路隔开，电容器C代表
试品(电缆)电容及其他并联电容，
（例如电容分压器，套管电容等）。
电感器L代表可变电抗器，其电
感量调节至抵消电容C的容抗。
从而使回路达到谐振状态。
如图（2）所示是谐振系统的等效                    图（！）
电路，假定励磁变压器无损耗；
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它的漏感集中到电抗器L的电感内，系统的总损耗用串联电阻R表示。
根据欧姆定律可写出如下公式：
        Vc＝j.Xc.V/[R+j(XL-Xc)]……………………………….⑴




                          
                              图（2）
                                                   
           在谐振状态下：          XL＝XC
           因此     VC＝－j.Xc.V/R
             或     VC＝Q.V…………………………………………………….⑵
                    Q=ω.L/R=1/(ω.R.C)
           参数Q称为谐振回路的品质因素。对于高质量电容性负载，典型系统的Q值在              
           50－80之间。在谐振状态下，谐振回路中的电流I与励磁变压器电压V同相。
           因此输入功率为纯有功功率，即cosФ=1

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