Почему резонансная испытательная система может значительно снизить мощность источника питания? 

В области высоковольтных испытаний резонансные испытательные системы известны своей исключительной эффективностью. Одним из их основных преимуществ является способность значительно снизить требования к источнику питания. Как это достигается? Лежащие в их основе физические принципы и прикладная ценность требуют дальнейшего изучения.

Основной принцип: использование силы резонанса

Традиционное оборудование для испытаний на выдерживаемое напряжение требует, чтобы источник питания обеспечивал всю полную мощность, в то время как резонансная система предлагает продуманную конструкцию, которая позволяет достигать значительных результатов с минимальными усилиями. Секрет кроется в способности системы генерировать высокое напряжение на испытываемом объекте путем создания последовательного резонанса между индуктивностью (L) резонансного реактора и емкостью (C) испытываемого объекта (например, кабеля или трансформатора).

В точке резонанса индуктивное (XL) и емкостное (XC) сопротивления компенсируют друг друга, оставляя в цепи только чисто резистивное сопротивление. На этом этапе источнику питания больше не нужно обеспечивать значительную реактивную мощность реактора и конденсатора; ему достаточно компенсировать активную мощность, рассеиваемую сопротивлением цепи, для поддержания высокого выходного напряжения. Эта активная мощность обычно составляет всего 1/Q от испытательной мощности (Q — добротность резонансного контура, обычно от 10 до 50). Например, для испытания 1000 кВА, если Q = 20, источнику питания необходимо обеспечить всего около 50 кВА, что снижает требуемую мощность в 20 раз.

Преимущества канала

1. Лёгкое и портативное оборудование: Поскольку источнику питания не требуется работать с большой выходной мощностью, его габариты, вес и стоимость производства значительно сокращаются. Благодаря отсутствию необходимости в громоздких мощных регуляторах напряжения и испытательных трансформаторах промышленной частоты, вся система обычно весит и объём всего в 10–30 раз меньше обычного оборудования, что значительно повышает манёвренность полевых испытаний.

2. Чистая и безопасная форма сигнала: резонансное состояние само по себе действует как эффективная фильтрующая схема, формируя синусоидальный сигнал с очень низким уровнем искажений, предотвращая нежелательные поломки испытуемого изделия из-за гармонических пиков. Более того, при пробое слабого места изоляции испытуемого образца схема немедленно расстраивается, и ток короткого замыкания резко падает до 1/Q от своего номинального значения. Это эффективно предотвращает прогорание места повреждения сильными токами, значительно повышая безопасность.

Короче говоря, резонансная испытательная система эффективно использует физические свойства последовательного LC-резонанса, превращая источник питания из «силача» в «точный проводник». Затрачивая лишь небольшое количество энергии на возбуждение и поддержание резонанса, высоковольтные испытания могут быть выполнены эффективно и безопасно, достигая двойного скачка эффективности и безопасности.

Резонансная испытательная система MSXZ(f)-75kVA/75kV: Данная система разработана и изготовлена, в первую очередь, для испытаний на выдерживаемое переменное напряжение кабелей 10 кВ и 35 кВ, главных трансформаторов 10 кВ и 35 кВ и выключателей 35 кВ. Благодаря широкому спектру применения, она идеально подходит для испытаний на выдерживаемое напряжение в отделах высоковольтных испытаний на уровне префектур, городов и уездов, а также для инженерных подразделений по монтажу и обслуживанию электросетей. Система состоит из источника питания переменной частоты, трансформатора возбуждения, реактора, емкостного делителя напряжения и компенсирующего конденсатора. 1. Кабель 10 кВ/300 мм² (1,5 км), емкость ≤0,563 мкФ, частота испытаний 30–300 Гц, испытательное напряжение 22 кВ, время испытания 5 минут.
2. Выдерживаемое напряжение переменного тока главного трансформатора 35 кВ, емкость ≤0,02 мкФ, частота испытаний 45–65 Гц, испытательное напряжение 68 кВ, время испытания 1 минута.