一、 工頻耐壓試驗裝置的組成

1. 試驗變壓器
   作為裝置的核心單元，其功能是將輸入的低電壓升高至試驗所需的高電壓等級。結構形式通常為單相，可分為油浸式或干式兩類。
2. 調壓控制裝置（控制臺）
   用于對施加到試驗變壓器初級側的電壓進行平穩、連續的無級調節，進而精準控制高壓側的輸出電壓。常見類型包括自耦調壓器、電動調壓器以及電子式調壓系統。
3. 保護電阻
   串聯接入高壓試驗回路，作用是在試品發生閃絡或擊穿故障時，限制回路中產生的短路電流，從而對試驗變壓器和測量系統起到保護作用。
4. 測量系統
   核心功能是對施加到試品的高電壓進行準確測量。傳統測量方式采用高壓靜電電壓表或測量繞組；現代裝置則普遍采用電容分壓器配合低壓儀表的測量方案，兼具安全性與高精度的特點。
5. 補償電抗器（選件）
   適用于電容性試品（如長電纜、氣體絕緣開關設備）的試驗場景。此類試品的容性電流會大幅增加試驗變壓器的容量需求，并聯補償電抗器可提供感性電流對容性電流進行抵消，從而有效降低對試驗電源容量的要求。

二、 工頻耐壓試驗裝置的主流技術路線

1. 傳統工頻試驗變壓器裝置
   以試驗變壓器、調壓控制裝置、保護電阻、測量系統為基礎組成。該技術路線結構簡單、原理清晰，但在對大容量試品開展試驗時，存在設備體積大、重量重的局限性。
2. 串聯諧振耐壓試驗裝置
   主要由變頻電源、激勵變壓器、可調電抗器、電容分壓器構成。其工作原理是通過調節變頻電源的輸出頻率，使試驗回路在工頻條件下產生諧振。諧振狀態下，僅需提供滿足回路有功損耗的電源容量，即可獲得滿足試驗要求的巨大輸出容量。
   該技術路線是目前現場對大容量電力設備（如電力電纜、發電機、氣體絕緣開關設備）開展耐壓試驗的主流與首選方案，具備體積小、重量輕、對試驗電源要求低的顯著優勢。

三、 工頻耐壓試驗裝置的選型方法

1. 明確試品參數與試驗標準
   • 最高試驗電壓（U）：依據試品對應的技術標準或預防性試驗規程確定。
   • 試品最大對地電容量（C）：可從設備銘牌、出廠試驗報告中獲取，或通過專業測試手段測得。該參數是選型過程中最關鍵且易被忽視的核心指標。
2. 計算關鍵電氣參數
   • 最大試驗電流（I）：試品的試驗電流為電容電流，計算公式為：
     I=ω×C×U=2πfCU
     式中工頻頻率 f 取 50Hz。
   • 所需最小裝置容量（P）：計算公式為：
     P=U×I
   • 舉例說明：對一條電容量約 0.5μF 的 10kV 電纜開展 21.75kV 的耐壓試驗，經計算可得：
     I≈2×3.14×50×0.5×10?6×21.75×103≈3.4A
     P≈21.75kV×3.4A≈74kVA
     在此場景下，若采用傳統試驗變壓器方案，需配備容量至少 75kVA 的設備，且設備體積與重量較大；若采用串聯諧振方案，所需的電源輸入容量僅為傳統方案的十分之一左右。
3. 匹配與確定裝置規格
   • 額定電壓：裝置的額定輸出電壓應略高于計算得出的試品最高試驗電壓 U，確保試驗電壓調節的余量。
   • 額定容量：裝置的額定輸出容量應大于計算得出的最小裝置容量 P。為保障試驗電壓波形質量，并為設備運行預留安全余量，建議選擇容量為計算值 1.2-1.5 倍的裝置。
4. 特殊要求校驗
   • 短路電流：裝置應具備足夠的短路電流輸出能力，通常要求短路電流大于 0.1A。該指標可確保試品發生表面閃絡故障時，電壓表指示出現明顯跌落，便于試驗人員及時觀察故障狀態。
   • 海拔與環境：若裝置需在高原地區使用，需提前確認設備的高海拔修正系數，確保設備在特定環境下的性能與安全。