串联谐振系统讲解
串联谐振原理
串联谐振原理
一、串联谐振的产生：
谐振是由R、L、C元件组成的电路在一定条件下发生的一种特殊现象。首先，我们来分析R、L、C串联电路发生谐振的条件和谐振时电路的特性。图1所示R、L、C串联电路，在正弦电压U作用下，其复阻抗为：
Z=R+j（W,-=K+j区-X J=-T jX
式中电抗X=Xl—Xc是角频率3的函数，X随3变化的情况如图2所示。当3从零开始向8变化时，X从-8向+8变化，在3<30时、X<0,电路为容性；在3>30时，X>0,电路为感性；在3=30时
X｛叫）=硒£彳一—0
图1图2
此时电路阻抗Z（3o）=R为纯电阻。电压和电流同相，我们将电路此时的工作状态称为谐振。由于这种谐振发生在R、L、C串联电路中，所以又称为串联谐振。式1就是串联电路发生谐振的条件。由此式可求得谐振角频率3o如下:
3G=—--
/LC
谐振频率为
兀二薮袅
由此可知，串联电路的谐振频率是由电路自身参数L、C决定的.与外部条件无关，故又称电路的固有频率。当电源频率一定时，可以调节电路参数L或C，使电路固有频率与电源频率一致而发生谐振；在电路参数一定时，可以改变电源频率使之与电路固有频率一致而发生谐振。
二、串联谐振的品质因数：
串联电路谐振时，其电抗X（3o）=0,所以电路的复阻抗
=R
呈现为一个纯电阻，而且阻抗为最小值。谐振时，虽然电抗X=X L—Xc=0,但感抗与容抗均不为零，只是二者相等。我们称谐振时的感抗或容抗为串联谐振电路的特性阻抗，记为p,即
p的单位为欧姆，它是一个由电路参数L、C决定的量，与频率无关。工程上常用特性阻抗与电阻的比值来表征谐振电路的性能，并称此比值为串联电路的品质因数，用Q表示，即
串联谐振
1 ω0L = ω0C
1 f0 = 2π LC
串联谐振的特点
♣ X
L
= XC
min
Z = Z
♣
=
R + (X L − X C ) = R
2 2
♣ U、I 同相 、
U 当电源电压一定时：I = I0 = Imax = 当电源电压一定时： R X −X
ϕ = tg
−1 L C
R
=0
♣ 当 X L = X C 〉〉 R 时
UC 、UL将大于 电源电压U 电源电压
UL = I0 XL = UC = I0 XC 〉〉 U = I0R
U 、 谐振时： 谐振时：I 0 = XL = XC R
U XL U L = I0 X L = X L = U R R XC U UC = I0 X C = X C = U R R
当
& UL
L2
接 收 网 络
分析（ ）：抑制噪声 分析（一）：抑制噪声
& I
& IC
令：
f0 =
1 = fN L2C
信号被滤掉了
& I L2
& EN
分析（ 分析（二）： 提取信号
& EN
I& L 1
& ES
L1
C
串联谐振的定义及优点
串联谐振的定义及优点
华天电力专业生产串联谐振（又称串联变频谐振），接下来为大家分享串联谐振的定义及优点。
一、串联谐振定义：
在含有电阻、电感及电容元件串联的交流电路中，当电源电压U与电路电流I相位同相时，则称电路发生了谐振，因元件是串联连接方式，故称为串联谐振。
串联谐振等效电路图
二、串联谐振的优点：
通常情况下，回路感抗和容抗远大于电阻分量，故电容(试品)和电感上的电压远高于电
源电压，所以串联谐振也称电压谐振。其电压值为电源电压的XC/R (XL/R) 倍，工程上常使用这个比值来表征谐振电路的性能，并称此比值为串联电路的品质因数，用Q表示。它是由电路参数R、L、C共同决定的一个无量纲的量。
正是因为Q值的存在，使得利用串联谐振试验时可利用较小的励磁容量及电源容量即可获得很大的试验容量，由较低的励磁电压获得较高的试验电压，从而完成利用试验变压器难以完成的大容量试品的试验，这就是串联谐振的最大优势。
串联谐振的原理
串联谐振的原理
串联谐振是指在电路中的元件串联连接起来，在特定的频率下，电路中的电感、电容和电阻元件形成共振回路，使电路的阻抗最小，达到谐振的状态。串联谐振的原理可以从电路理论和振动理论两个方面进行解释。
从电路理论的角度来看，串联谐振的原理与电感和电容元件的频率特性有关。电流在电感元件中会产生磁场，而在电容元件中会产生电场。在特定频率下，电感和电容元件的磁场和电场会产生共振效应，能量在它们之间来回传递。此时，电路对电流的阻抗最小，电压最大，电路负载消耗的功率最大。
具体来说，串联谐振的原理可以通过RLC电路来解释。RLC电路是由电阻、电感和电容三个元件串联连接而成，其中电感和电容是串联谐振的主要元件。当电感和电容元件与交流电源相连时，电路会形成一个频率依赖的回路。这是因为电感元件会产生自感磁场，与通过它的电流成正比，而电容元件会产生电场能量，与电压成正比。
在串联谐振的特定频率下，电感元件和电容元件的磁场和电场能量交换平衡，形成谐振回路。此时，电感元件的自感磁场能量与电容元件的电场能量相等，且能量在两者之间来回传递。当电感和电容元件的频率为谐振频率时，电感元件和电容元件共同阻抗的幅值最小，电路的阻抗也最小。这个阻抗最小点对应于电路的共振频率。
从振动理论的角度来看，串联谐振的原理可以用机械振动系统的谐振现象进行类比。机械振动系统由弹簧和质量块组成，当受到周期性外力作用时，系统会出现共振现象。在特定频率下，弹簧的弹性势能和质量块的动能达到最大，能量在它们之间来回转换。
类似地，在电路中，电感元件和电容元件相当于弹簧和质量块，交流电源相当于周期性外力。在特定频率下，电感元件的磁场能量和电容元件的电场能量也达到最大，能量在它们之间来回传递。这种能量的交换和传递使得电容和电感元件对电流的阻抗最小，形成了共振回路。
4.10串联电路的谐振
江宁中等专业学校理论教学教案 一、RLC 串联电路谐振条件和谐振频率 、谐振条件——电阻、电感、电容串联电路发生谐振的条件是电路的电抗为零，0=-=C L X X X 。则电路的阻抗角为： 串联电路中出现的阻抗角φ=0，电流和电压同相的情况，称分析上式，要满足谐振条件，一种方法是改变电路中的参数 。。谐振时的电压频率为：
，。
、品质因数
、电感L和电容C上的电压
与电容C上的电压大小都是外加电源电压的
通过的能力，规定在谐振曲线上，
所包含的频率范围叫做电路的通频带，用字
理论和实践证明，通频带BW与f0、Q的关系为：
兹]，符号为Hz；
，符号为Hz；
，所以电容器的电容应为：
-3)≈200pF
必须满足条件：，谐振时的电压频率为：。
3、串联谐振电路的选择性和通频带。
串联谐振回路
定义广义失谐（或一般失谐）为
则有
1
1 (Q 2 )2
1
12
0
上式称为通用形式的谐振特性方程式。此式只适用于小量失谐的情况。
9，通频带 为了衡量谐振回路的选择性，引入通频带概念。
当保持外加信号的幅值不变，频率改变时，将回路电流值下降为谐振值的
时功所率对也应下的降频 到率谐范振围时称最回大1路功的率2的通一频半带，，这亦两称个回频路率带点宽称，为通常半用功B率表点示。。此时信号
R
L
C
上图是最简单的串联谐振回路。 图中R是电感线圈L的损耗电阻，电容C的损耗相 对很小，可以忽略。
2，阻抗 当信号角频率为ω时，串联回路阻抗为：
阻抗的模和相位分别为：
Z
R2
L
1
C
2
|Z|
Z e j
L 1 arctan C
R
π/ 2
R
O
－Baidu Nhomakorabea/ 2
O
ω0
ω
ω0
ω
3，电路中的电抗
X L 1 C
在实际应用时外加的频率与回路谐振频率表示频率偏离谐振频率很接近时8失谐和广义失谐定义广义失谐或一般失谐为则有当保持外加信号的幅值不变频率改变时将回路电流值下降为谐振值的时所对应的频率范围称回路的通频带亦称回路带宽通常用b表示
串联谐振回路
串联谐振的条件公式
串联谐振的条件公式
串联谐振是指由多个振荡器按一定方式连接而成的谐振系统。在串联
谐振中，各个振荡器的振荡频率相同，并且相位差相同。串联谐振的条件
可由以下公式表示：
1.振荡频率相同：
在串联谐振中，由于振荡器需要处于相位差相同的状态，所以各个振
荡器的振荡频率必须相同。假设有n个振荡器，它们的振荡频率分别为
f1, f2, ..., fn，那么串联谐振的条件可以表示为：
f1 = f2 = ... = fn
2.相位差相同：
在串联谐振中，各个振荡器的相位差必须相同。相位差是指其中一时
刻一些振荡器的相位与参考振荡器的相位之差。因为串联谐振要求各个振
荡器的相位差相同，所以所有振荡器的相位差应该等于一些常数。假设相
位差的常数为Φ，各个振荡器的相位差分别为Φ1,Φ2,...,Φn，那么串
联谐振的条件可以表示为：
Φ1=Φ2=...=Φn=Φ
3.等效电阻相加：
在串联谐振的电路中，各个振荡器的电阻会影响整个电路的谐振特性。在没有电阻时，振荡器的输出能够达到无穷大。然而，在现实中，振荡器
总是存在一定的内阻。当各个振荡器按一定方式连接时，它们的电阻值将
相加。假设各个振荡器的电阻分别为R1,R2,...,Rn，那么串联谐振的条
件可以表示为：
R=R1+R2+...+Rn
4.等效电感相加：
在串联谐振的电路中，各个振荡器的电感会影响整个电路的谐振特性。当各个振荡器按一定方式连接时，它们的电感值将相加。假设各个振荡器
的电感分别为L1,L2,...,Ln，那么串联谐振的条件可以表示为：L=L1+L2+...+Ln
5.等效电容倒数相加：
(完整版)串联谐振原理
第一篇串联谐振原理
本篇将和大家讨论串联谐振电源产生的原理，并分析串联谐振现象的一些特征，探索串联谐振现象的一些基本规律，以便在应用中能更自如的使用串联谐振电源产品和分析在试验过程中发生的一些现象。
一、串联谐振的产生：
谐振是由R、L、C元件组成的电路在一定条件下发生的一种特殊现象。首先，我们来分析R、L、C串联电路发生谐振的条件和谐振时电路的特性。图1所示R、L、C串联电路，在正弦电压U作用下，其复阻抗为：
式中电抗X＝Xl—Xc是角频率ω的函数，X随ω变化的情况如图2所示。当ω从零开始向∞变化时，X从﹣∞向﹢∞变化，在ω＜ωo时、X＜0，电路为容性；在ω＞ωo时，X＞0，电路为感性；在ω＝ωo时
图1 图2 此时电路阻抗Z(ωo)＝R为纯电阻。电压和电流同相，我们将电路此时的工作状态称为谐振。由于这种谐振发生在R、L、C串联电路中，所以又称为串联谐振。式1就是串联电路发生谐振的条件。由此式可求得谐振角频率ωo如下：
式1
谐振频率为
由此可知，串联电路的谐振频率是由电路自身参数L、C决定的．与外部条件无关，故又称电路的固有频率。当电源频率一定时，可以调节电路参数L或C，使电路固有频率与电源频率一致而发生谐振；在电路参数一定时，可以改变电源频率使之与电路固有频率一致而发生谐振。
二、串联谐振的品质因数：
串联电路谐振时，其电抗X(ωo)＝0，所以电路的复阻抗
呈现为一个纯电阻，而且阻抗为最小值。谐振时，虽然电抗X＝X L—Xc=0，但感抗与容抗均不为零，只是二者相等。我们称谐振时的感抗或容抗为串联谐振电路的特性阻抗，
串联谐振src工作原理-概述说明以及解释
串联谐振src工作原理-概述说明以及解释
1.引言
引言部分是文章的开篇，主要用来介绍文章的背景和主题。在撰写引言部分时，可以简要介绍串联谐振(src)的概念和重要性，概括说明本文的结构和目的。
下面是1.1 概述部分的内容建议：
引言部分旨在介绍串联谐振(src)以及本文的研究内容。串联谐振(src)是一种重要的电路结构，在许多电子设备和通信系统中都得到了广泛的应用。通过合理设计和调节电路参数，可以实现电路的谐振效应，达到信号放大或滤波等功能。本文将重点探讨串联谐振(src)的工作原理和在电路中的应用，以及对其优势和局限性进行分析。同时，也将探讨未来串联谐振(src)的发展方向。通过本文的深入解析，读者将能更加全面地了解串联谐振(src)的重要性和作用，为相关领域的研究和实践提供参考和启示。
1.2文章结构
文章结构部分的内容应该包括本文的详细组织安排，可以写成以下内容：
"1.2 文章结构
本文主要分为三个部分进行探讨，分别是引言、正文和结论。在引言部分中，将对串联谐振（src）的概念进行简要介绍，概述文章的主要内容和目的。接着，在正文部分中，将详细阐述src的工作原理，包括其原理和特点，以及在电路中的应用情况。最后，在结论部分中，将对src的重要性进行总结，分析其优势和局限性，以及展望未来src的发展方向。通过以上三个部分的阐述，读者将能够全面了解串联谐振src工作原理的相关知识，为进一步深入研究和应用提供参考和指导。"
1.3 目的
本文的目的是为读者介绍串联谐振(src)的工作原理及其在电路中的应用。通过深入了解src的概念和工作原理，读者可以更加全面地理解这种谐振电路在电子领域中的重要性和实际应用。此外，本文还将探讨src的优势和局限性，以及对未来src发展方向的展望，帮助读者更好地了解和应用这一领域的技术，促进电子领域的发展和进步。愿通过本文的介绍，读者能够对src的工作原理和应用有一个清晰的认识，为他们进一步学习和研究电子领域提供一定的帮助。
串联回路的谐振总结
串联回路的谐振总结
1. 谐振条件：当容抗和感抗相等时，即 Xc=Xl，电路中电流和电压的相位相同，整个电路呈现为纯电阻性。
2. 谐振频率：串联谐振的频率为 f=1/2π√(LC)，其中 L 为电感，C 为电容。
3. 谐振特点：在谐振频率下，电路中的电流最大，电压最小，品质因数 Q=XL/R，其中 R 为电路的等效电阻。
4. 应用：串联谐振在无线电、通信、电子学等领域中有广泛的应用，如在收音机中用于选择电台，在滤波器中用于筛选信号等。
串联谐振是电路中的一种特殊现象，具有重要的理论和实际应用价值。
rlc串联电路谐振特点
rlc串联电路谐振特点
RLC串联电路谐振特点如下：
1. 电路的阻抗最小并呈电阻性：在谐振状态下，电感和电容的阻抗相互抵消，使得电路总阻抗最小。此时，电路中的电流最大。
2. 电容和电感两端产生高电压：在谐振状态下，电感和电容之间的电流相互交换，导致电容和电感两端电压幅值增大，可能产生高电压。
3. 谐振频率固定：RLC串联电路的谐振频率取决于电路元件的参数，如电感、电容和电阻的数值。在特定条件下，电路的谐振频率固定不变。
4. 能量在储能元件间转换：在谐振过程中，电能会在电感和电容之间来回转换。电阻元件则负责消耗部分电能，转化为热能。
5. 电压和电流相位相同：在谐振状态下，电路中的电压和电流波形相位相同，呈正弦分布。
6. 谐振稳定性：RLC串联电路在谐振状态下具有稳定性，即当外部干扰导致谐振频率发生变化时，电路会自动调整至新的谐振状态。
总之，RLC串联电路的谐振特点表现为阻抗最小、电流最大、电容和电感两端产生高电压、谐振频率固定、能量在储能元件间转换、电压和电流相位相同以及谐振稳定性。
串联谐振频率和并联谐振频率
串联谐振频率和并联谐振频率是电路中两个不同类型的谐振现象，它们分别对应于电路的串联和并联结构。下面分别介绍这两种谐振频率的定义和计算方法。
1. 串联谐振频率（fs）：
串联谐振频率是指在串联谐振电路中，电感（L）和电容（C）相互连接，形成一个谐振回路。在这个回路中，当电感的电流与电容的电压相位差为90 度时，电路达到谐振状态。此时，电路的阻抗呈纯阻性，电阻值为R。串联谐振频率可以通过以下公式计算：
fs = 1 / (2π√(LC))
其中，L 为电感的值，C 为电容的值。
2. 并联谐振频率（fp）：
并联谐振频率是指在并联谐振电路中，电感（L）和电容（C）相互并联，形成一个谐振回路。在这个回路中，当电感的电压与电容的电流相位差为90 度时，电路达到谐振状态。此时，电路的阻抗呈纯阻性，电阻值为R。并联谐振频率可以通过以下公式计算：
fp = 1 / (2π√(LC))
其中，L 为电感的值，C 为电容的值。
串联谐振工作原理
串联谐振工作原理
串联谐振是指将多个谐振器按一定顺序与频率串连起来，形成一个更大的谐振系统，使其在特定频率下达到最佳谐振的状态。其工作原理基于以下几个方面：
1. 谐振器：每个独立的谐振器都有其特定的共振频率，当输入的信号频率等于谐振频率时，谐振器将产生较大的振幅响应。
2. 串联连接：将多个谐振器以串联的方式相连，形成一个更大的谐振系统。串联连接的好处是可以通过调整不同谐振器的频率来满足特定需求。
3. 能量传递：在串联谐振系统中，振动能量会从一个谐振器传递到下一个谐振器，形成共振现象。当一个谐振器达到谐振状态时，它会传递能量给下一个谐振器，使其逐渐接近谐振状态。
4. 增强效果：通过串联谐振，每个谐振器的振幅逐渐增强，达到一个最大值。这是因为在共振频率附近，能量传递更加有效，使系统响应更强。
5. 频率选择性：串联谐振系统可以实现对特定频率的选择性增强响应。每个谐振器具有不同的谐振频率，因此，只有与谐振频率匹配的信号才会被增强，其他频率的信号会被抑制。
总而言之，串联谐振通过将多个谐振器按一定顺序相连，形成一个更大的谐振系统，实现特定频率的选择性增强响应。
《电工技术》课件 串联电路的谐振
三、习题讲解1
例题 有一台收音机的调谐电路中电感L=200 H，欲收听某广播电台的信号（节目），该台播发的频 率为846kHZ，求电容应调到何值对其发生谐振？
解：利用公式直接求得参数。
C
(2
1 f0 )2
L
R L
1
(2 846 103)2 200 106
L
1.77 1010 F 177 pF
1 2
I0
f1
f0 f2
f
四、串联谐振的频率特性
3.通频带：电路允许通过的信号范围
下限频率 截止 f1
f 上限截止频率 2
通频带 f f2 f1
4.电路的选择性 通频带越窄，电路的选择性越好。
I
I0
1 2 I0
f1
f0 f2
f
五、习题讲解2
例题2 已知RLC串联电路中的L=30μH，C=211pF，R=9.4Ω，电源电压为100mV。若电路产生串联 谐振，试求电源频率 ，回路的品质因数 及电感上电压 。
u-C C
f
f0
2
1 LC
二、RLC串联电路谐振的特征
1.电路的阻抗模最小，电流最大。
XL XC
Z min
R2 (X L X C )2 R
Z0 R
所以，在电源电压不变的情况下，电路中的电流达到最大值
串联谐振电路
项目 端电压表达式
阻抗表达式 端电压与电流
大小关系 阻抗角表达式
端电压与电流 相位关系
RLC串联电路
XL>XC
XL<XC
XL=XC
新课导入
核磁共振成像 次声波武器
一、串联谐振的定义和条件
串联谐振定义
在RLC串联电路中，当电wenku.baidu.com端电压和电流同相时，电路呈电阻性，
电路的这种状态叫串联谐振。
串联谐振条件
）是谐振电路。
B.R=5Ω，XL=7Ω，XC=7Ω D.R=5Ω，XL=5Ω，XC=7Ω
练习2.关于串联谐振下列说法正确的是（ ） A.阻抗最大，电流最小 B.电阻上电压等于总电压 C.总电压是电阻上电压的Q倍 D.总电压、电阻上电压、电感上的电压和电容上的电压均相等
练习3.在RLC串联谐振电路中，已知R=10Ω，电压U=200V，则电路
中的电流是（ ）
A.22A
B.11A
C.10A
D.20A
三、串联谐振的应用 串联谐振在电力工程中的应用:
耐压实验——几十万伏工频电压
三、串联谐振的应用 串联谐振在无线电技术中的应用:
普通收音机如何调台？调台时到底调的是什么？
三、串联谐振的应用
各地电台所发射的无线电电波在天线线圈中 分别产生各自频率的微弱的感应电动势 e1 、 e2 、e3 、…，调节可变电容器，使LC回路 对某一频率的信号发生串联谐振，从而使该 频率的电台信号在输出端产生较大的输出电 压，以起到选择收听该电台广播的目的。
串联电路的谐振
串联电路的谐振
谐振现象在自然界中是普遍存在的，电子学也有这种情况。
1. RLC 串联电路谐振的定义
即当激励电源的频率为ω0 时，RLC 串联电路发生谐振。
2. RLC 串联谐振的特性与Q 值描述①谐振时电路呈电阻性，且阻值为阻抗的最小值
注意电感和电容上的分电压：
并不为0，当R 很小时，分电压可能很大，甚至远大于电源电压，造成电路损坏。但两分电压极性相反，对外电路呈现短路状态。故串联谐振也称为“电压谐振”。
②串联谐振电路中Q 值－品质因数
谐振期间，L,C 之间互相交换能量，该能量是在初始建立振荡时由电源提供的，其大小为：
而每振荡一次，电路消耗的能量为：
定义Q 值：
③串联谐振电路中的功率问题
其它表示式：
3.RLC 串联谐振的频率选择特性
以UR 输出为例，输出与输入之比为：
ω越接近ω0，输出值越高；而偏离ω0 的输出则被抑制。
定量描述选频特性时，要用同频带宽度△f 来衡量：它等于峰值两边的0.707 处所对应的频率之差：
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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=√R^2 +(XC-XL)^2=R，电路中总阻抗最小，电流将达到最大值。
串联谐振的三大应用
高压大电容量设备进行交流耐压试验时,试验变压器容量要求非常大,试验设备笨重,而
应用串联谐振原理可以利用电压及容量小得多的设备产生所需的试验电压,满足试验要求。下面三新电力给大家介绍一下串联谐振试验装置在各个领域的应用。
1.在电缆试验中的应用
城乡电网中电缆的大量使用,其故障时有发生。为保证交联电缆的安全运行,国家电网公司对电缆交接和预防性试验做出了新的规定,用交流耐压试验替代原来的直流耐压试验,以
避免直流试验的累积效应对电缆造成损伤。
国际大电网会议(CIGRE)21.09工作组的建议导则提出高压挤包绝缘电缆的现场试验采用DAXZ串联谐振试验系统,频率范围为30～300Hz。并在1997年发表的题为“高压橡塑电缆系统敷设后的试验”的总结报告中明确指出以下3条。
①由于直流电场强度按电阻率分布,而电阻率受温度等影响较大,同时耐压试验过程中,终端头的外部闪络引起的行波可能造成绝缘损坏。
②直流耐压试验在很高电压下,难以检出相间的绝缘缺陷。
③直流电压本身容易在电缆内部集起空间电荷,引起电缆附件沿绝缘闪络,因波过程还会产生过电压,这些现象迭加在一起,使局部电场增强,容易形成绝缘弱点,在试验过程中可能导致绝缘击穿,并可能在运行中引起事故。
很多电缆在交接试验中按GB50150-2006标准进行直流耐压试验顺利进行,但投运不久就发生绝缘击穿事故,正常运行的电缆被直流耐压试验损坏的情况也时有发生。交流耐压试验因其电场分布符合运行实际情况,故对电缆的试验最为有效。
通常交流电力电缆的电容量较大,试验电流也很大,调感式设备的体积将非常巨大并且电感调节也很困难,而调频式装置则灵活性更强,更易于实现。因此,电缆现场交流耐压试验多利用变频谐振试验设备。三新可根据客户需求制造10KV、35KV、110KV、220KV、500KV 电压等级的串联谐振试验装置。
2.在GIS设备中的应用
气体绝缘开关设备在工厂整体组装完成以后或分单元进行调整试验,试验合格后以分单元运输的方式运往现场安装。运输过程中的振动、撞击等可能导致GIS元件或组装件内坚固件松动或移位;安装过程中,在联结、密封等工艺处理方面可能失误,导致电极表面刮伤或安装错位引起电极表面缺陷;安装现场可能从空气中进入悬浮尘埃。导电微粒杂质等,这些在安装现场通过常规试验将难以检查出来,对GIS的安全运行将是极大的威胁。
由于试验设备和条件所限,早期的GIS产品多数未进行严格的现场耐压试验。事故统计表明没有进行现场耐压试验的GIS大都发生了事故。因此,GIS必须进行现场耐压试验。
GIS的现场耐压主要包括交流电压、振荡操作冲击电压和振荡雷电冲击电压等3种试验方法。其中交流耐压试验是GIS现场耐压试验最常见的方法,它能够有效地检查异常的电场结构(如电极损坏)。
目前,由于试验设备和条件所限,现场一般只做交流耐压试验。IEC517和GB7674认定对SF6气体绝缘试验电压频率在10～300Hz范围内与工频电压试验基本等效。国内外大多采用调频式串联谐振耐压试验装置进行GIS现场交流耐压试验。
3.在发电机(电动机)交流耐压试验中的应用
发电机定子绕组对地或相间电容量大,如300MW水轮发电机定子绕组对地电容量高达1.7～2.5μF,工频耐压时电容电流达到25～35A,试验设备容量数千kVA,采用常规试验设备时,设备笨重。更为严重的是用常规大容量试验设备时,发电机定子绕组绝缘被击穿时的故障点短路电流大,会烧损铁芯,将造成很大的经济损失。根据国家标准GB/T16927.2-1997《高电压试验技术》第一部分6.2.1.1电压波形的规定“试验电压一般应是频率为45～65Hz的交流电压,通常称为工频试验电压。
”为了满足发电机交流耐压试验电压频率为工频的要求,发电机串联谐振装置通常是调感式的,通过调节铁芯气隙改变电感从而达到工频谐振的目的。
谐振装置具有组合方式灵活,对试品的破坏小，同时串联谐振试验装置的体积、重量和所需要的电源容量远低于采用传统的试验变压器,大大减轻了现场试验的工作量。因此,串联谐振试验装置将在电力设备交流耐压试验工作中获得越来越广泛的应用。
串联谐振中三类试验频率范围
综合国内外有关技术资料，选择合适的试验频率范围是个比较重要的问题。在这方面，有一些不同的观点和提法。就目前的国内外的提法来看，我们总结可分成3类：第1类为较宽频率范围30-300Hz、20-300Hz、1-300Hz；第2类为工频范围，45-65Hz，45-55Hz；第3类为接近工频，35-75Hz。
1.较宽频率范围
国际大电网会议第21、09工作组发布的《试验导则》，建议频率范围为30-300Hz。但实际上更低一些频率也具有较好地等效性。IEC60840和IEC62067标准草案（2001年和2000年）就规定可采用20-300Hz。
国外有些厂家设计串联谐用电抗器，在特殊情况下也有采用最低频率为25Hz或20Hz 的。当然频率愈低，被试电缆的长度（电容量）可增大。但是电抗器铁心因此放大，使重量增加。个别资料显示, 1-300Hz的交流试验也具有与工频交流试验的等效性，这说明实际应用中频率下限有可能取得更低，例如小于20Hz甚至到0.1Hz也是可行的。
进一步表明在这样的频率范围内，绝缘内部各介质的电压分布及介质特性仍基本相同。工作频率超过300Hz是否适当？有资料报导说，随频率增高，串谐电抗器及励磁变压器的损耗降低，但是要考虑被试品电容介质的极化发热问题，因此频率高于300Hz是不可取的。
2.工频范围