HDTF串联谐振试验装置总体说明

串联谐振在电力系统中应用的优点：

1、所需电源容量大大减小。串联谐振电源是利用谐振电抗器和被试品电容谐振产生高电压和大电流的，在整个系统中，电源只需要提供系统中有功消耗的部分，因此，试验所需的电源功率只有试验容量的1/Q。

2、设备的重量和体积大大减少。串联谐振电源中，不但省去了笨重的大功率调压装置和普通的大功率工频试验变压器，而且，谐振励磁电源只需试验容量的1/Q，使得系统重量和体积大大减少，一般为普通试验装置的1/10-1/30。

3、改善输出电压的波形。谐振电源是谐振式滤波电路，能改善输出电压的波形畸变，获得很好的正弦波形，有效的防止了谐波峰值对试品的误击穿。

4、防止大的短路电流烧伤故障点。在串联谐振状态，当试品的绝缘弱点被击穿时，电路立即脱谐，回路电流迅速下降为正常试验电流的1/Q。而并联谐振或者试验变压器方式做耐压试验时，击穿电流立即上升几十倍，两者相比，短路电流与击穿电流相差数百倍。所以，串联谐振能有效的找到绝缘弱点，又不存在大的短路电流烧伤故障点的隐患。

5、不会出现任何恢复过电压。试品发生击穿时，因失去谐振条件，高电压也立即消失，电弧即刻熄灭，且恢复电压的再建立过程很长，很容易在再次达到闪络电压前断开电源，这种电压的恢复过程是一种能量积累的间歇振荡过程，其过程长，而且，不会出现任何恢复过电压。

谐振时，电阻与电源电压不相等的原因是：发生谐振的时候，电阻上的电压是电源电压和充放电电容的电压叠加的和。所以，电阻电压=电源电压+电容电压，不等于电源电压。串联谐振电路谐振时，串联谐振总阻抗等于电阻，华顶电力串联谐振的总电阻则总电压和电阻上电压相等。电容和电感上此时都有电压，而且电感上的电压和电容上的电压相等，只不过电压方向相反而已。操作上千万要注意，不要误以为电容和电感上没有电压而引起安全问题。

串联谐振电路的选频特性通常用Q值表示，Q值越大，则选频特性越好。串联谐振的总电阻对于串联电路，Q=ωL/R=1/ωCR，因此，R=（外阻+内阻）越小越好。对于并联电路，则R越大越好。当然，还要考虑到功率输出最大问题，所以，一般是串联谐振内阻等于串联谐振外阻。如果信号源一定时，外设电阻一定时，要适当调整外围的电容、电感，以增加电路的选频特性。做串联谐振实验时,为什么当电路发生串联谐振的时候,电阻上的电压小于信号源的电压。串联电路中电流处处相同。这个相同，不仅是有效值相同，而且瞬时值也相同，也就是说，任何时刻都相同。

电感和电容中电流与两端电压不同相，电容两端电压落后于电流90度，而电感两端电压超前于电流90度。现在电感和电容中电流相位相同，所以电感两端电压与电容两端电压相位相反，也就是说，任何时刻电容和电感上的电压是互相“抵消”的。串联谐振指感抗和容抗都与频率有关，必定存在某一频率，在这个频率感抗与容抗相等。既然电感两端电压是感抗乘电流，电容两端电压是容抗乘电流，所以在这个频率下，电感两端电压恰与电容两端电压大小相等，方向相反，完全抵消。在具有电阻R、电感L和电容C元件的交流电路中，电路两端的电压与其中电流相位一般是不同的。如果调节电路元件（L或C）的参数或电源频率，可以使它们相位相同，整个电路呈现为纯电阻性。电路达到这种状态称之为谐振。

串联谐振的总电阻在电阻、电感及电容所组成的串联电路内，当容抗XC与感抗XL相等时，即XC＝XL，电路中的电压U与电流I的相位相同，电路呈现纯电阻性，这种现象叫串联谐振。当电路发生串联谐振时，电路的阻抗Z=√R2+XC，电抗元件上的电压最高，所以又称为电压谐振；生活中的许多地方都运用串联谐振的原理设计的，被试品的电容与电抗器构成串联谐振连接方式，分压器的谐振电压，并作过压保护信号，调频功率输出经励磁，联谐振的激励功率。

在串联电路中，串联谐振的总电阻电路的品质因数Q有两种测量方法，一是根据公式 Q=UL/U0=Uc/U0测定，Uc与UL分别为谐振时电容器C与电感线圈L上的电压；另一种方法是通过测量谐振曲线的通频带宽度△f=f2-f1，再根据Q=f0/(f 2-f1)求出Q值。式中f0为谐振频率，f2与f1是失谐时，亦即输出电压的幅度下降到最大值的1/√2（=0.707)倍时的上、下频率点。Q值越大，曲线越尖锐，通频带越窄，电路的选择性越好。在恒压源供电时，电路的品质因数、选择性与通频带只决定于电路本身的参数，与信号源无关。串联谐振就是指作为激励电压源以某一频率加到由串联谐振电阻，电容，电感串联的电路（任何实际电路都可以等效为这种戴维南电路模型）两端时，总的感抗为零，此时的激励源相当于直接加在电阻上，用此时的感抗或容抗与电路中的电阻相比，串联谐振的总电阻其比值就是品质因数了。但是品质因数不可以小于零、如果小于零则电路会出现自激震荡。