开云在线平台电力是一家专业研发生产串联谐振的厂家，开云在线平台生产的串联谐振在行业内都广受好评，以打造最具权威的“串联谐振“高压设备供应商而努力。

  今天将和大家讨论串联谐振的原理，并分析串联谐振现象的一些特点，探索串联谐振现象的一些基本规律，以便在应用开云在线平台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。

  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

  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：

  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。

  串联谐振电源在电力系统应用中的特点： 

  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，谐振激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1/3-1/5。

  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忧患。 

  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落电压前断开电源，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。

  串联谐振装置是开云在线平台电力在积累多年工频谐振升压装置研发、生产和试验的基础上设计出来的新一代谐振升压装置。变频谐振试验是一种全新的高压试验方法，利用电抗器与被试品电容实现串联谐振，在被试品上获得高电压大电流，是当前高电压试验的一种新的方法和潮流，在国外已经得到广泛的应用。变频谐振试验适用于大容量、高电压的电容试品，如发电机、大型变压器、GIS和高压交联电力电缆等，是用于交接和预防性试验的现场试验装置。

  谐振的定义：电容和电感元件的线性无源二端网络对某一频率的正弦激励（达到稳态时）所表现的端口电压与电流同相的现象。谐振电路分为并联谐振电路与串联谐振电路。本次主要讨论串联谐振电路的应用。

  在电子设备中，经常需要完成在许多不同频率的信号中，只选择某个频率的信号进行处理，而其他频率信号被滤除的任务，如（收音机和电视机等）。最常用的具有选频功能的电路是谐振电路，因此说谐振电路的作用之一就是选频。

  另外变频谐振试验方法主要用于对大电容值的容性电力设备的现场交流耐压试验，这类电力设备包括交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆（XLPE），全封闭高压组合电器（GIS）、发电机定子、大型变压器、架空线电力线路、电力电容器等。该作用主要是利用谐振时被试品电容两端电压为电源电压的Q倍；谐振时源的激励功率仅为电容C上电功率容量的1/Q,Q越大激励功率越小。基于上述两个优点串联变频谐振方式进行容性试品的交流耐压试验成为流行趋势。

  串联谐振产生的条件

  串联谐振电路由电感线圈和电容器串联组成，其电路模型如右图，其中，R和L分别为线圈的电阻和电感，C为电容器的电容。在角频率

为w的正弦电压作用下，该电路的复阻抗为：

  式中，感抗XL=wl,容抗XC=1/wc,电抗X=XL-XC、阻抗角ΨZ = arctg（X/Z）均为电源角频率ω的函数。那么谐振时U’S和I’同相，即Ψ=0，所以电路谐振时应满足,X=0,即XL=XC，wl=1/wc。

  串联谐振的频率、电路的固有频率

  设电源角频率w=w0（f=f0）时，电路发生串联谐振，由上面式子wl=1/wc可得：w0=或f0= 式子说明，RLC串联电路谐振时w0（或f0）仅取决于电路参数L和C，当L、C一定时，w0（或f0）也随之而定，故称w0（或f0）为电路的固有频率。

  对于给定的R、L、C串联电路，当电源角频率等于电路的固有频率时，电路发生谐振。若电源频率 w一定，要使电路谐振，可以通过改变电路参数L或C，以改变电路的固有频率w0使w=w0时电路谐振。调节L或C使电路发生谐振的过程称为谐振。

通过谐振条件产生的原因，可知有两种调节方式产生谐振。   
  调节L或C使电路谐振，电感元件与电容元件的关系为：L=L0=；C=C0=。调节电源频率，使得电源输出频率与电路固有频率相等：W=W0=。

可见要使电路满足谐振条件，可以通过改变L、C或f来实现。谐振时，电路的复阻Z=R+j[L-(1/C)]=R是一个纯电阻，这时阻抗为最小值，阻抗角=0。若外加电压的有效值U及电路中的电阻R为定值，则谐振时电路中电流的有效值达到最大值I0=I(f0)=U/R。

  串联谐振有以下特征：

(1)电流与电压同相位，电路呈现纯阻性；

(2)阻抗最小，电流最大。因为谐振时，电抗X=0，故Z=R+jX=R，其值最小，电路中的电流I=U/R=I0为最大；

(3)电感的端电压UL与电容的端电压UC大小相等，相位相反，相互补偿，外加电压与电阻上的电压相平衡，即UR=Ui；

(4)电感或电容的端电压可能大大超过外加电压。电感或电容的端电压与外电压之比为串联谐振电路的品质因数Q：