串联谐振耐压试验升压总达不到预期电压?老电工一眼看穿问题所在

由于各种大型电力变压器、电力电缆、汽轮及水轮发电机，GIS等交流耐压试验都必须严格按试验规程定期进行，比较好的方法是采用串联谐振的方法进行耐压试验。

试验仪器：HTXZ 串联谐振耐压试验装置

前几日，朋友做了一场35kV电缆交流耐压试验，试验电压为52kV，升压超过30kV的时候就升不上去了，然而，此时低压电压已经特别高了。接着，试验人员联系到我们，我们根据电缆长度，横截面积，计算出电缆的电容量，再通过参数算得回路的频率为50HZ。这个值是在变频源的30Hz-300Hz区间内的。

随后跟对方再次确认，对方表明设备接线无误，但电压还是升不上去。最后，通过反复检查现场发现原来是电抗器放在铁板上，进而会产生涡流效应。找到问题的关键所在后，让试验人员将电断开，把设备放置在没有金属的环境中升压，接线方式不变，这次问题解了，电压很快升上去了，并达到了52kV的试验值。

那么什么是涡流效应？电抗器放置铁板上为什么达不到预期电压?

首先，我们要知道电抗器的工作原理，在串联谐振中电抗器的作用就是为了使XC=XL，让回路处于谐振状态，从而得到高电压，一个导体通电时就会在其所占据的一定空间范围产生磁场，所有能载流的电导体都有一般意义上的感性，所以电抗器也叫电感器。

然后，当穿过一个闭合导线中的磁通量发生变化时，导线内是会引起感应电流的，这种由于电磁感应在整块的导体内产生的感应电流，因为其形状像水中的漩涡，所以就叫做涡电流，简称为涡流。

如下图所示，当导体靠近变化着的磁场或是作切割磁感线运动时，由于电磁感应定律可以知道，导电体内必然会感应出呈现涡状流动的电流，也就是所谓的涡流效应。将通有交变电流的螺线管产生交变的磁场靠近导电体时，会在导电体的表面或是近表面产生涡电流，在整块的金属中，由于涡流的通路截面积很大，电阻很小，所以涡流常常很强，使得导体因通过很强的涡流而大量发热，这种涡流通过块状的导体时，将电能转换为热能。

当电抗器放置铁板上面时，根据电磁感应定律，铁板处于变化的磁场中会产生涡电流，使得一部分电能转化为热能消耗了，导致电压达不到我们预期的电压值，所以在我们试验中，试验现场应该尽量避免金属环境，把电抗器放置在平整的水泥地上操作，如果有避免不了的金属铁板，把电抗器和铁板中间垫一层绝缘皮就进行试验也是不可行的，因为绝缘皮隔绝不了磁场，可能对试验电压有一定的改善，但是达不到最终的效果，正确做法是把电抗器和铁板间放置一个高于25cm的绝缘台，来避免产生的涡流效应对试验造成的影响。

影响串联谐振成套装置的试验因素还有哪些呢？

串联谐振在实际现场应用中试品的高压电压与低压电压遵循以下公式：U试 = QU 激（U试为高压谐振试验电压，Q 为系统串联谐振的品质因数， U 激为激励变压器输出电压），所以Q值是影响试验电压的重要因素。

1. 试验时间的影响，随着时间的延长，设备加热，等效电阻增大，Q值会减小，为了继续使用串联谐振装置测试被试品，通常需要设备休息2个小时。

2. 温度较高，电路中等效电阻增大，使Q值降低，从而影响试验电压。

3. 湿度较高，铅电晕损耗大大增加，周围电磁场干扰会加大，从而减小了Q值影响试验电压。

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