超低頻電纜耐壓測試儀

超低頻電纜耐壓測試儀

超低頻(pin)絕(jue)緣耐壓試驗原理

超低頻(pin)絕(jue)緣耐壓試驗實(shi)際(ji)上是工頻(pin)耐壓試驗的(de)(de)一(yi)種(zhong)替代(dai)方法。我們(men)知道，在對大(da)型發電(dian)(dian)機、電(dian)(dian)纜等試品進行(xing)工頻(pin)耐壓試驗時，由于它(ta)們(men)的(de)(de)絕(jue)緣層呈現較大(da)的(de)(de)電(dian)(dian)容(rong)量(liang)，所以(yi)需要很大(da)容(rong)量(liang)的(de)(de)試驗變(bian)壓器或諧振變(bian)壓器。這(zhe)(zhe)樣一(yi)些巨大(da)的(de)(de)設備，不(bu)但笨重，造(zao)價高，而且(qie)使用十分不(bu)便。為了解(jie)決這(zhe)(zhe)一(yi)矛盾，電(dian)(dian)力部門(men)采用了降(jiang)低試驗頻(pin)率，從而降(jiang)低了試驗電(dian)(dian)源(yuan)的(de)(de)容(rong)量(liang)。從國內(nei)外多年的(de)(de)理論和實(shi)踐證明，用0.1Hz超(chao)低頻耐壓試(shi)(shi)驗替代(dai)工頻耐壓試(shi)(shi)驗，不(bu)但能有同樣的(de)等效性，而且設備的(de)體積大為縮(suo)小，重(zhong)量大為減(jian)輕(qing) ，理論上容量(liang)約為工頻的五百分之(zhi)一(yi)，且操作(zuo)簡單(dan)，與(yu)工頻試(shi)驗(yan)相(xiang)比優(you)越性更多。這就是(shi)為什(shen)么(me)發達國家普遍采(cai)用(yong)這一(yi)方法的原(yuan)因。國家發改委已制定了《35kV及以下交聯聚乙烯絕緣(yuan)電力電纜超低頻（0.1Hz）耐壓(ya)試驗方法(fa)》行業標準(zhun)。我(wo)國正在推廣這(zhe)一(yi)方法(fa)，本儀器是根據我(wo)國這(zhe)一(yi)需要研制(zhi)而(er)成的(de)。可廣泛用于電纜、大型高壓(ya)旋轉電機的(de)交流耐壓(ya)試驗之(zhi)中(zhong)。

二、　產品簡介

本產(chan)品(pin)接合(he)了現代數字(zi)變頻(pin)*技術(shu)，采用(yong)微(wei)機控制，升壓、降(jiang)壓、測量、保護*自動化。由(you)于全電(dian)子化，所以體積(ji)小(xiao)重量輕、大(da)屏幕(mu)液晶顯(xian)示，清晰直觀、且能顯(xian)示輸出(chu)波形、打印試(shi)驗報告。設計指標*符合(he)《電(dian)力設備(bei)測試(shi)儀器(qi)通用(yong)技術(shu)條件，第4部(bu)分：超(chao)低頻高(gao)壓發生(sheng)器通用技術條件》電(dian)力行(xing)(xing)業標準，使用十分方(fang)便。現在(zai)國內外均采用機械式的(de)辦法(fa)進行(xing)(xing)調制(zhi)和解調產(chan)(chan)生(sheng)超(chao)低頻信號，所以(yi)存在(zai)正弦波(bo)波(bo)形(xing)不標準，測量誤差大(da)，高(gao)壓部(bu)分有火(huo)花放電(dian)，設(she)備笨(ben)重，而且正弦波(bo)的(de)二，四象(xiang)限(xian)還(huan)需(xu)要(yao)(yao)大(da)功(gong)率高(gao)壓電(dian)阻進行(xing)(xing)放電(dian)整形(xing)，所以(yi)設(she)備的(de)整體(ti)功(gong)耗較大(da)。本產(chan)(chan)品均能克服這(zhe)樣一些不足之處，另(ling)外，還(huan)有如(ru)下特點需(xu)要(yao)(yao)特別說明：

1.電流、電壓、波形(xing)數據均直接從(cong)高壓側采樣獲(huo)得(de)，所(suo)以數據準確。

2.具有過壓保(bao)護(hu)功能(neng)，當輸出超過所設(she)定的(de)限壓值時，儀器將停(ting)機保(bao)護(hu)，動(dong)作時間小于(yu)20ms。

3.具有過流(liu)保(bao)護(hu)功能：設計為高低壓雙重(zhong)保(bao)護(hu)，高壓側可(ke)按設定(ding)值進(jin)行精確停機保(bao)護(hu)；低壓(ya)側的電流超(chao)過額定電流時將進行停機保(bao)護(hu)，動作時間都小于20ms。

4.高(gao)壓輸出保護電(dian)阻(zu)設計在(zai)升壓體(ti)內，所以外面不需另(ling)接保護電(dian)阻(zu)。

5.由于采用了(le)高低壓閉環負(fu)反(fan)饋控制電(dian)路，所(suo)以輸出無容(rong)升效應。

三、　超低頻系(xi)列(lie)產品(pin)及選用          

1、命名說明

2、超低頻(pin)系列產品(pin)                                      表1

3、根據被試對(dui)向(xiang)選(xuan)擇適(shi)當規格的產品(pin)。

使用時(shi)，試(shi)品(pin)電(dian)容(rong)量不得(de)超過儀器的額定電(dian)容(rong)量。試(shi)品(pin)電(dian)容(rong)量過小，會影響(xiang)輸出波形(xing)。此時(shi)可(ke)并聯(lian)0.1 µF的電容(rong)器（可由本公司提供）輔助輸出。下面是一些設備(bei)的(de)電容量，供用戶(hu)參考(kao)。

不同發電(dian)機的單相對地電(dian)容量              表(biao)2

交聯(lian)聚乙烯絕緣單芯電力電纜(lan)的(de)電容量(µF/km)   表3

4、試品電流的估(gu)算(suan)方法：

　　　　   計算公式(shi)：　Ｉ＝2πfCU

四、　技術參數(shu)

1.輸(shu)出額定電壓：參見表1

2.輸出頻率：0.1Hz、0.05Hz、0.02Hz

3.帶(dai)載能力(li)： 0.1Hz   最大1.1µF              

0.05Hz  最大2.2µF

0.02Hz  最大5.5µF

4.測量精度(du)：3%

5.電壓正，負峰值誤差(cha)：≤3％

6.電壓波(bo)形失真度：≤5％

7.使(shi)用(yong)條(tiao)件：戶內、戶外(wai)；溫(wen)度：-10℃～+40℃；濕度：≤85％RH

8.電源(yuan)保險管：參見表(biao)1

9.市電源：頻率(lv)50Hz，電壓220V±5%。

五、 儀器結(jie)構說明

1.控制器(qi)面板示意(yi)圖  

圖1中(zhong)各部件示意以及功能說明：

“地(di)"：接地端子(zi)，使(shi)用時與大地相連。

　“輸出(chu)"：輸出(chu)多芯(xin)插(cha)(cha)座(zuo)，使用(yong)時與升壓器的輸入多芯(xin)插(cha)(cha)座(zuo)相連。

“對比度"：對(dui)比度調節旋扭，用于調節液晶(jing)顯示(shi)器的對(dui)比度。

“功(gong)能鍵"：其功能由顯示器提示欄對(dui)應位(wei)置提示。

“AC220V"：電源輸入(ru)插座，內藏保險管(guan)。

“開(kai)關"：電源(yuan)開關。內藏指示(shi)燈(deng)，開時亮，關時熄。

“打印機"：打印測試報(bao)告。

“液晶顯(xian)示(shi)器"：顯示測(ce)試數據以及輸出(chu)波形(xing)。

“背景(jing)光(guang)"：顯示液晶屏背景燈光(guang)。

2.升壓器結(jie)構示意圖

圖2

3.顯(xian)示(shi)器(qi)顯(xian)示(shi)示(shi)意說(shuo)明(ming)

圖3

六、 操作說明

1.連線方法

圖(tu)4　（連線圖(tu)）

連線(xian)說明(ming)：用本產品隨機配備的(de)兩根(gen)線(xian)和接地線(xian)按圖4的(de)方法(fa)連接。電源插座用電源線(xian)連至50Hz/220V的(de)交流(liu)電上。

2.操作程序(xu)

(1) 開(kai)機、關機、復位(wei)。

按上述方法連好所(suo)有線路之后(hou)，就(jiu)可(ke)以將電源(yuan)開關打開。儀器(qi)在微機上電復位下，自動進入如圖5所示的設置參(can)數(shu)界面(mian)。在(zai)進(jin)行連線、拆線、或暫(zan)不使用儀器時，應將電源關掉。電源插座上(shang)裝有保險管。若開機屏幕(mu)無(wu)顯示，應先(xian)檢查保險管是否(fou)熔(rong)斷。大小(xiao)應按(an)表1提供的數(shu)據更換(huan)。

(2) 設置限定(ding)參數

        圖5

在(zai)圖5所示的設置參數界(jie)面上，可根據試驗的需要設定好(hao)輸出頻率、試驗時間、試驗電壓(ya)、高(gao)壓(ya)側(ce)的過流保(bao)護(hu)值、過壓(ya)保(bao)護(hu)值。修改(gai)方法如(ru)下：

點擊“選擇"鍵，可(ke)在(zai)參數(shu)之間循環移動光標。被選中的參數(shu)可(ke)用“改數(shu)"鍵(jian)按遞增(zeng)的方式循環(huan)修改之：

★ 頻(pin)率(lv)有(you)三(san)種選擇：0.1、0.05、0.02。單位為Hz。

★ 定時修(xiu)改范圍：0-99分。它規定(ding)了試驗時間的長短。單位為分鐘。

★ 試驗(yan)電(dian)壓范(fan)圍為(wei)0至額定值(zhi)(zhi)，單位為(wei)kV。它規定了我們(men)所要(yao)升至的試驗(yan)電(dian)壓。儀器(qi)升至這個(ge)設定電(dian)壓值(zhi)(zhi)時，就不再升壓，并(bing)保持在這個(ge)峰(feng)值(zhi)(zhi)下進行(xing)等幅的正弦(xian)波輸出。

★ 電流保護值設定范圍為0至額(e)定(ding)值(zhi)，單位為mA。它(ta)規定(ding)了通過(guo)試品的電(dian)流上(shang)限值(zhi)，當(dang)電(dian)流超過(guo)此設定(ding)時，儀器自動切斷(duan)輸(shu)出(chu)。

★ 電壓保(bao)護(hu)值設定范圍為0至額定(ding)(ding)值(zhi)，單位(wei)為kV。它規(gui)定(ding)(ding)了通(tong)過(guo)試品的電壓上限值(zhi)，當(dang)電壓超過(guo)此設(she)定(ding)(ding)時，儀器自(zi)動切斷輸(shu)出。

以上電壓(ya)、電流、儀器(qi)顯示的測(ce)量(liang)數據均為峰(feng)值(zhi)。

（3）待命界面

點擊“返回"鍵(jian)，儀器進入圖6所示的升(sheng)壓待(dai)命(ming)界面。                      圖6　　　　　　　　　　　　　　圖7

待命界面提(ti)供如下三種(zhong)功能：

點(dian)擊“升壓"鍵，儀器進入自動升壓程序。

點(dian)擊“設(she)限(xian)"鍵，儀(yi)器(qi)返(fan)回(hui)至(zhi)圖5所示(shi)的設(she)限(xian)子界面，以(yi)便重新修改參數。

點擊“查(cha)看(kan)"鍵，查(cha)看(kan)最近九次的試驗數據。

（4）自動升(sheng)壓

按(an)圖6點擊升壓鍵后，儀器在(zai)電腦的控制下(xia)，按(an)如下(xia)流(liu)程進行升壓試驗：

　　自檢→升壓→等(deng)幅輸(shu)出→停機

若出(chu)現圖(tu)7所示(shi)的提示(shi)信息：“未接(jie)負載",表示未(wei)(wei)接(jie)升(sheng)壓體或(huo)未(wei)(wei)接(jie)容性(xing)試品或(huo)儀器(qi)有故障。

                             ; 圖9

自檢成功后(hou)，儀(yi)(yi)(yi)器自動(dong)進入升壓(ya)狀態，如圖(tu)8。儀(yi)(yi)(yi)器將(jiang)用若(ruo)干個周期的(de)時(shi)(shi)(shi)間電壓(ya)升至(zhi)設定值。在升壓(ya)過(guo)程(cheng)中(zhong)，若(ruo)想暫停升壓(ya)，可(ke)點擊圖(tu)8中(zhong)的(de)“暫停"鍵(jian)(jian)，儀(yi)(yi)(yi)器將(jiang)進行(xing)(xing)等(deng)幅輸(shu)出(chu)，同時(shi)(shi)(shi)此鍵(jian)(jian)自動(dong)變為“升壓(ya)"鍵(jian)(jian)。若(ruo)想繼續升壓(ya)，可(ke)點擊此鍵(jian)(jian)，儀(yi)(yi)(yi)器將(jiang)繼續升壓(ya)，直(zhi)至(zhi)設定電壓(ya)為止(zhi)。這兩種(zhong)功能(neng)可(ke)反復交替進行(xing)(xing)。點擊“計(ji)時(shi)(shi)(shi)"鍵(jian)(jian)，儀(yi)(yi)(yi)器開始計(ji)時(shi)(shi)(shi)，也可(ke)等(deng)到電壓(ya)升至(zhi)設定值后(hou)，儀(yi)(yi)(yi)器自動(dong)開始計(ji)時(shi)(shi)(shi)。點擊“停機"鍵(jian)(jian)儀(yi)(yi)(yi)器停止(zhi)高(gao)壓(ya)輸(shu)出(chu)，并對試品進行(xing)(xing)自動(dong)放電。

（5）電壓(ya)微調(diao)

電壓(ya)升到設定值(zhi)后出(chu)現圖9所示界(jie)面。若(ruo)輸出(chu)電壓(ya)不滿(man)足要求(qiu)，可點擊“微升"或“微降(jiang)"鍵來調整(zheng)(zheng)電(dian)壓。每點(dian)擊一次(ci)之后，應至少觀(guan)察一個周期再作調整(zheng)(zheng)，直到(dao)滿意為止。

（6）停機                                

本儀器提供兩種停機方式：

　　★ 定時停機(ji)：當計時達到(dao)設定時間(jian)，儀器自動停機(ji)。

★ 手(shou)動停(ting)機：點(dian)擊(ji)“停機"鍵可(ke)停機。

這兩種停(ting)機(ji)方式(shi)為正常(chang)停(ting)機(ji)。停(ting)機(ji)后出現圖10所示的“試驗通(tong)過"提示界面。一般電流未出(chu)現異常情況(kuang)、試品未有(you)放電現象或(huo)出(chu)現過(guo)流保(bao)護(hu)，就可認(ren)為試驗通過(guo)。

   圖10

★另外還有兩(liang)種非正(zheng)常停(ting)(ting)機(ji)：過壓保護停(ting)(ting)機(ji)、過流保護停(ting)(ting)機(ji)。停(ting)(ting)機(ji)后出現(xian)   圖(tu)11，圖(tu)12所示(shi)的提示(shi)界面。

起動停(ting)機指令后，儀器自(zi)動切斷(duan)輸出，再(zai)執行數據歷史保(bao)存，并進入相(xiang)應   的提示

（7）打印

根據圖(tu)10的提示點擊“打(da)印"鍵，可(ke)將(jiang)顯(xian)示器上(shang)的本(ben)次(ci)數據打(da)印(yin)成試(shi)驗告(gao)。在查(cha)看(kan)歷(li)史(shi)數據狀態下(xia)，點擊“打(da)印(yin)"鍵，可(ke)打(da)印(yin)屏幕上(shang)顯(xian)示的那一次(ci)歷(li)史(shi)數據。

（8）查看歷史數(shu)據

凡是通過(guo)(guo)了定時停(ting)機、點擊“停(ting)機"鍵(jian)進行的停(ting)機、過(guo)(guo)壓保(bao)護停(ting)機、以(yi)及過(guo)(guo)流保(bao)護停(ting)機的數據(ju)儀器自動將其保(bao)存為歷史數據(ju)。最(zui)多能保(bao)存九(jiu)(jiu)次測量的數據(ju)，九(jiu)(jiu)次以(yi)前(qian)的將自動刪除。點擊圖６中的“查看"鍵(jian)，可(ke)查看最(zui)近九(jiu)(jiu)次試驗(yan)的歷史數據(ju)

七、　電纜的超低(di)頻(pin)耐壓試驗方法

橡(xiang)塑(su)絕緣電力(li)電纜0.1Hz超低(di)頻耐壓試驗電壓

1．將與試品(pin)相連(lian)的(de)電(dian)器(qi)設備全部脫離試品(pin)電(dian)纜。

2．用兆歐表對試(shi)品(pin)電(dian)纜各相分別進(jin)行(xing)絕緣電(dian)阻試(shi)驗，合格方(fang)可進(jin)行(xing)低頻(pin)耐壓試(shi)驗。

3．試驗電壓(ya)峰值：Ｕmax＝3Ｕo，其中Ｕo為電(dian)(dian)纜(lan)相(xiang)電(dian)(dian)壓的定額(e)值(zhi)。例如：額(e)定電(dian)(dian)壓為10kV電(dian)(dian)纜(lan)，單相(xiang)額(e)定電(dian)(dian)壓 Ｕo＝10÷kV＝5.774kV，所以試驗電壓峰(feng)值為： Ｕmax＝3Ｕo＝17.32kV。

4．試驗時間：按電力試驗要求設(she)定。

5．可(ke)分(fen)相進行測試。試品電(dian)纜的電(dian)容值在試驗(yan)設備負載容量能力范圍內時(shi)，可(ke)將試品電(dian)纜三(san)相線芯(xin)并(bing)聯(lian)后，同時(shi)進行耐壓試驗(yan)。

6．用隨機附帶的柔(rou)性連(lian)接電(dian)纜將試(shi)(shi)驗(yan)設備與試(shi)(shi)品電(dian)纜按圖13所(suo)示的方法相連(lian)接。合上電(dian)源(yuan)，設定好試(shi)(shi)驗(yan)頻率、時(shi)間和電(dian)壓以(yi)及高壓側的過流保護(hu)值、過壓保護(hu)值，然(ran)后開始升(sheng)壓試(shi)(shi)驗(yan)。升(sheng)壓過程應密切監視(shi)高壓回路(lu)，試品(pin)電纜是否有(you)異(yi)常響聲。升(sheng)至試驗(yan)電壓時(shi)(shi)，即開始記錄試驗(yan)時(shi)(shi)間并讀(du)取試驗(yan)電壓值。

7．試(shi)(shi)驗(yan)時(shi)間到后，儀器自(zi)動停機(ji)。試(shi)(shi)驗(yan)中若無破壞性放電發(fa)生，則(ze)認(ren)為通過耐壓試(shi)(shi)驗(yan)。

8．在升壓(ya)和(he)耐壓(ya)過程中，如(ru)發現(xian)輸出波形(xing)異(yi)(yi)常(chang)(chang)(chang)畸變，而且電流異(yi)(yi)常(chang)(chang)(chang)增大(da)，電壓(ya)不穩(wen)，試品電纜發生異(yi)(yi)味(wei)、煙霧、異(yi)(yi)常(chang)(chang)(chang)響聲或(huo)閃烙(luo)等現(xian)象，應立即停止升壓(ya)，停機(ji)后查(cha)明原因。這些現(xian)象如(ru)果是試品電纜絕緣部分(fen)薄弱引起的，則(ze)認為耐壓(ya)試驗不合格。如(ru)確(que)定是試品電纜由于(yu)空氣濕度或(huo)表面(mian)臟污等原因所致(zhi)，應將(jiang)試品電纜清潔(jie)

干燥處理(li)后(hou)，再進行試驗。

9．試(shi)驗過(guo)程中，如果遇到非試(shi)品電纜絕緣缺陷使儀器(qi)出現過(guo)流保護，在(zai)查(cha)明原(yuan)因后，應重新(xin)進行全時間耐壓試(shi)驗。

圖(tu)13 單相(xiang)測(ce)量連線圖(tu)

八(ba) 、發電(dian)機、電(dian)動機的超(chao)低頻耐壓試驗方法

對發電(dian)機的(de)超低頻耐壓試(shi)驗操作方(fang)(fang)法與以上(shang)對電(dian)纜(lan)的(de)操作方(fang)(fang)法相(xiang)似。下面就不同的(de)地方(fang)(fang)作重點補(bu)充說明。

1．在(zai)交接、大(da)修、局部更換繞(rao)組(zu)以及常規試(shi)驗時，均可進行此項(xiang)試(shi)驗。用0.1Hz超低頻(pin)對電機進行耐壓試驗，對發電機端(duan)(duan)部絕緣的(de)(de)缺(que)陷(xian)比工(gong)頻(pin)耐壓試驗更有(you)效。其(qi)原因是在工(gong)頻(pin)電壓下，由于從線棒(bang)流出(chu)的(de)(de)電容電流在流經絕緣外面的(de)(de)半(ban)導(dao)體(ti)(ti)防暈層(ceng)時造成(cheng)了較大的(de)(de)電壓降，因而使端(duan)(duan)部的(de)(de)線棒(bang)絕緣上承受的(de)(de)電壓減(jian)小；而在超低頻(pin)情況下，此電容電流大大減(jian)小了，半(ban)導(dao)體(ti)(ti)防暈層(ceng)上的(de)(de)壓降也大為減(jian)小，故端(duan)(duan)部絕緣上電壓較高，便于發現缺(que)陷(xian)。

2．連(lian)線(xian)方法(fa)：試驗時應分相進行，被試相加壓(ya)，非(fei)被試相短接(jie)接(jie)地。如圖14所示

3．按照有關規(gui)程(cheng)的要求，試驗電(dian)壓(ya)峰值可(ke)按如下公式確定：

Ｕmax＝βＫUo

其(qi)中Ｕmax ：為0.1Hz試驗(yan)電壓的峰值（kV）

β：0.1Hz與50Hz電壓(ya)的等效系數，按我(wo)國規程(cheng)的要求,取1.2

Ｋ：通(tong)常取(qu)1.3～1.5  　一(yi)般取(qu)1.5

Ｕo ：發(fa)電機定(ding)子繞組額定(ding)電壓（kV）

例如：額定電壓為13.8 kV的發電機，超低頻的試驗電壓峰值計算方法為：

Ｕmax＝×1.2×1.5×13.8≈35.1(kV)

　　4． 試驗(yan)時間按有關(guan)規程進(jin)行

5．在耐(nai)壓過程中，若無異(yi)常(chang)聲(sheng)響、氣味、冒煙以及數據(ju)顯(xian)示不穩定(ding)等(deng)現象(xiang)(xiang)，可以認為絕緣耐(nai)受住了試驗(yan)的考驗(yan)。為了更(geng)好地(di)了解絕緣情況，應盡可能(neng)全面監視絕緣的表(biao)面狀(zhuang)態，特別(bie)是空冷機(ji)組。經驗(yan)指出，外觀監視能(neng)發現儀表(biao)所不能(neng)反映(ying)的發電機(ji)絕緣不正(zheng)常(chang)現象(xiang)(xiang)，如表(biao)面電暈、放電等(deng)。

　　       圖14 測量定(ding)子(zi)的(de)某(mou)相連線(xian)圖    ;