裝置主要由以下部件構(gòu)成：

變頻電源：輸出頻率可調(diào)的正弦波電壓（通常范圍20-300Hz）。

勵磁變壓器：將變頻電源的低電壓升壓，驅(qū)動諧振回路。

諧振電抗器（電感L）：與試品電容（C）構(gòu)成串聯(lián)諧振回路。

電容分壓器：測量試品兩端的高壓，反饋至控制系統(tǒng)。

控制與保護系統(tǒng)：調(diào)節(jié)頻率、監(jiān)控參數(shù)，實現(xiàn)過壓、過流、閃絡(luò)保護。

2. 工作原理

(1) 諧振條件的建立

電路模型：試品等效為電容 CxCx，與電抗器電感 LL 串聯(lián)，構(gòu)成 L-C 串聯(lián)諧振電路。

諧振頻率：調(diào)節(jié)變頻電源的輸出頻率 ff，使電路滿足諧振條件，此時，回路阻抗最?。冸娮栊裕?，電流達到最大值。

(2) 高壓產(chǎn)生原理

電壓疊加：在諧振時，電抗器電感 LL 和試品電容 CxCx 上的電壓相位相反，且幅值相等（UL=UCUL=UC）。

其中 USUS 為勵磁變壓器輸出電壓，RR 為回路等效電阻。Q值通常較高（幾十至數(shù)百），使得試品兩端電壓 UC=Q?USUC=Q?US，從而以較小的電源輸入獲得高壓輸出（如75kV）。

(3) 測試流程

參數(shù)預(yù)置：輸入試品電容 CxCx，系統(tǒng)自動計算諧振頻率。

頻率掃描：變頻電源輸出頻率逐漸變化，尋找諧振點（電流最大時）。

升壓測試：在諧振頻率下，緩慢升高勵磁電壓，使試品達到額定測試電壓（如75kV），并保持規(guī)定時間。

保護機制：若試品擊穿或發(fā)生閃絡(luò)，控制系統(tǒng)立即切斷電源，確保安全。

3. 關(guān)鍵優(yōu)勢

高效節(jié)能：諧振時電源僅需提供回路損耗功率（P=I2RP=I2R），容量需求大幅降低（75kVA即可輸出75kV）。

安全可靠：試品擊穿時諧振條件破壞，電壓自動跌落，短路電流小。

波形純凈：輸出接近理想正弦波，符合高壓測試標準（如IEC 60060）。

4. 典型應(yīng)用

電纜：交流耐壓試驗（替代傳統(tǒng)直流耐壓，避免絕緣損傷）。

變壓器：局部放電試驗、感應(yīng)耐壓試驗。

GIS（氣體絕緣開關(guān)設(shè)備）：工頻耐壓試驗。

5. 注意事項

試品電容匹配：需根據(jù)試品電容 CxCx 調(diào)整電抗器電感 LL 或并聯(lián)/串聯(lián)電抗器。

頻率調(diào)節(jié)精度：確保諧振點定位準確，避免電壓不穩(wěn)定。

接地保護：所有部件需可靠接地，防止高壓擊穿風(fēng)險。

通過上述原理，變頻串聯(lián)諧振裝置實現(xiàn)了在低電源容量下高效、安全地產(chǎn)生高壓，廣泛應(yīng)用于電力設(shè)備的絕緣性能測試。