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利用串联谐振的工频耐压试验的特点分析!

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利用串联谐振的工频耐压试验的特点分析!

发布日期:2019-01-22 作者: 点击:

  为了适应具有大静电电容量试品的工频耐压试验需要,因此交流高压串联谐振试验设备就很有必要了。今天我们就分享一下利用串联谐振的工频耐压试验的特点分析!

  利用串联谐振试验设备进行工频耐压试验的特点是:

  (1)供电变压器T和调压器AT的设备容量小。这是因为上面曾分析过的,试品上的电压Uc=QUs。Us为高压供电电压,既然高压回路中流过的电流是一样大的,所以供电变压器和调压器的容量,在理论上可比试验所需容量小Q倍。

  (2)串联谐振装置所输出的电压波形较好。这是因为仅对工频(基波)产生谐振,而对其他由电源所带来的高次谐波分量来说,回路总阻抗甚大.所以试品上谐波分量甚弱,试验波形就较好。

  (3)若在试品耐压过程中,发生了闪络,则因失去了谐振条件,高电压立即消失,从而使电弧即刻熄灭。

  (4)恢复电压之建立过程较长,很容易在再次达到闪络电压之前控制电源跳闸,避免重复击穿。

  (5)恢复电压并不出现任何过冲(over shoot)所引起的过电压。

  正因为上述(3),(4)的特点,试品击穿后所形成的烧伤点并不大,这有利于对试品之击穿原因进行研究。由于以上的特点,这种装置使用起来比较安全,既不会产生大的短路电流,也不会发生恢复过电压。

  下面我们将分析和说明上述的(4),(5)两个特点。

  用交流高压串联谐振设备做试验时,试品在初次闪络熄孤后的恢复电压:

  U0-1=cos(ωt)-[cos(βt)+αsin(βt)/ β]exp(-at)

  式中

  β=√1/(LC)-R2/(4L )2, α=R/(2L)

  因Q=ωL/R=40~80,1/(2Q)约为10-2的数量级,

  β=√ω2-[ω2/(4Q2)] =ω√1-1/4(Q2)≈ω

  α=R/(2L) =ω√(2Q)

  所以,上式可改写为

  U0-1=cosωt-[cosωt+sinωt/(2Q)]exp[-ωt/(2Q)]

  因1/(2Q)甚小,上式可以进一步改写为

  U0-1≈{1-exp[-ωt/(2Q)]}cosωt

  把上式中的ωt改为ωnT,其中,n为从t=0开始算起的周期数,T为正弦波的周期。设f为正弦波的频率,则

  ωnT=2πfn/f=2πn

  这样上式中的指数ωT/(2Q)=πn/Q

  如果第二次的闪络(重燃)出现在比第一次的耐压值略低的电压下,此时假设e的指数项衰减到5%左右,则nπ/Q≈3,即n≈Q。

  由于谐振装置中Q值总是较大的,故n值也较大。所以在另一次闪络出现之前要经历几十个周期的时间,在此足够长的时间内,很容易将电源切断。

  总之,利用串联谐振装置进行耐压试验是由局限性的,譬如不能用它进行外绝缘的湿闪及污闪试验。


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关键词:串联谐振

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