智能超低頻高壓發生器

智能超低頻高壓發生器

超低頻絕緣(yuan)耐壓試驗原理

超低頻絕緣(yuan)耐壓(ya)試(shi)驗實際(ji)上是工頻耐壓(ya)試(shi)驗的(de)一種替代方法(fa)。我(wo)們知道，在對(dui)大(da)型發電(dian)機(ji)、電(dian)纜等試(shi)品(pin)進行工頻耐壓(ya)試(shi)驗時(shi)，由于它們的(de)絕緣(yuan)層呈(cheng)現較大(da)的(de)電(dian)容量(liang)，所以(yi)需要很大(da)容量(liang)的(de)試(shi)驗變(bian)壓(ya)器或諧(xie)振變(bian)壓(ya)器。這(zhe)(zhe)樣一些巨大(da)的(de)設備，不但笨重，造價(jia)高，而(er)且使用(yong)(yong)十分不便。為了(le)解決這(zhe)(zhe)一矛盾，電(dian)力部門采用(yong)(yong)了(le)降低試(shi)驗頻率，從(cong)而(er)降低了(le)試(shi)驗電(dian)源的(de)容量(liang)。從(cong)國內外多年的(de)理論(lun)和實踐證(zheng)明(ming)，用(yong)(yong)0.1Hz超低頻耐壓試驗替(ti)代工頻耐壓試驗，不但能有同樣的等(deng)效性，而且設備的體積大為縮(suo)小(xiao)，重量大為減輕(qing) ，理論上容量約為工頻(pin)的(de)五百(bai)分之一，且(qie)操作簡單，與工頻(pin)試驗相比(bi)優越性更多。這就是(shi)為什么發達國(guo)家普遍采用這一方法的(de)原因。國(guo)家發改委(wei)已制定了《35kV及以下(xia)交聯聚乙烯絕緣電力電纜超低頻（0.1Hz）耐壓(ya)試驗方法》行業(ye)標準。我國正在推廣(guang)這(zhe)一方法，本儀器是(shi)根據我國這(zhe)一需要研制而成的。可(ke)廣(guang)泛用(yong)于(yu)電(dian)(dian)纜、大型高壓(ya)旋轉電(dian)(dian)機的交流耐壓(ya)試驗之(zhi)中。

二、　產品簡(jian)介

本產品接合了現代數字變頻(pin)*技(ji)術(shu)，采用微機控(kong)制(zhi)，升壓、降壓、測量、保護*自(zi)動化。由于全電子(zi)化，所以體積(ji)小(xiao)重量輕、大屏幕液(ye)晶顯示，清晰直觀、且能顯示輸出波(bo)形、打印試驗報告。設計指(zhi)標*符(fu)合《電力(li)設備(bei)測試儀(yi)器通用技(ji)術(shu)條件(jian)，第4部分：超低頻高壓發生器通(tong)用技術條件》電力行(xing)業標準(zhun)，使用十(shi)分方便。現在國內外均采用機(ji)械式的辦法(fa)進行(xing)調制和解調產(chan)生超低頻信號，所以存在正(zheng)弦(xian)波(bo)波(bo)形不標準(zhun)，測(ce)量誤(wu)差大(da)，高壓部分有(you)火花放電，設(she)備笨重，而且(qie)正(zheng)弦(xian)波(bo)的二，四象(xiang)限還(huan)需要大(da)功率高壓電阻進行(xing)放電整形，所以設(she)備的整體功耗較大(da)。本產(chan)品均能克服這樣一(yi)些不足(zu)之處，另(ling)外，還(huan)有(you)如下特點需要特別說明(ming)：

1.電流、電壓(ya)、波形數據均(jun)直接從高壓(ya)側采樣獲得(de)，所以數據準確(que)。

2.具有(you)過(guo)壓保(bao)護功能(neng)，當輸出(chu)超(chao)過(guo)所(suo)設定的限壓值時(shi)，儀器將(jiang)停機(ji)保(bao)護，動作時(shi)間小于20ms。

3.具有過流保護功(gong)能：設計為高低壓雙重保護，高壓側可(ke)按設定值(zhi)進行精(jing)確停(ting)機保護；低(di)壓側的電流(liu)超過額(e)定(ding)電流(liu)時(shi)將進行停(ting)機保護，動作時(shi)間都(dou)小于20ms。

4.高壓輸出保(bao)(bao)護電(dian)阻設計在升壓體(ti)內，所以外(wai)面不需另接保(bao)(bao)護電(dian)阻。

5.由于采用了高低壓(ya)閉環負反(fan)饋(kui)控制電路，所以輸(shu)出無容升效(xiao)應。

三、　超低頻系列產品及選用          

1、命名說(shuo)明

2、超低頻系列產(chan)品(pin)                                      表1

3、根據被試對向選擇(ze)適當規格的產品(pin)。

使用(yong)時(shi)(shi)，試(shi)品電容(rong)(rong)量(liang)不得超過儀器的額定電容(rong)(rong)量(liang)。試(shi)品電容(rong)(rong)量(liang)過小，會影響輸出波形。此時(shi)(shi)可并聯0.1 µF的電容器（可由本(ben)公司提供(gong)）輔助輸出。下面是一些設(she)備的電(dian)容量，供(gong)用戶參考。

不同(tong)發(fa)電(dian)機的單(dan)相對(dui)地電(dian)容量              表2

交(jiao)聯聚乙烯(xi)絕緣單芯電力電纜的電容(rong)量(liang)(µF/km)   表3

4、試品電流的估算方(fang)法：

　　　　   計算公式：　Ｉ＝2πfCU

四、　技術參(can)數

1.輸(shu)出額(e)定電壓：參見表1

2.輸出頻率：0.1Hz、0.05Hz、0.02Hz

3.帶載能力： 0.1Hz   最大1.1µF              

0.05Hz  最大2.2µF

0.02Hz  最大5.5µF

4.測量精(jing)度：3%

5.電壓正，負峰值誤差：≤3％

6.電壓波形(xing)失真度(du)：≤5％

7.使用條件：戶內、戶外；溫(wen)度：-10℃～+40℃；濕度：≤85％RH

8.電源(yuan)保險管：參見(jian)表1

9.市電(dian)源：頻率50Hz，電壓220V±5%。

五、 儀器結構說明(ming)

1.控制器面板示意圖  

圖(tu)1中各(ge)部件示意以及功能說(shuo)明：

“地"：接地端子(zi)，使用時(shi)與大(da)地相連(lian)。

　“輸出"：輸出多(duo)芯插(cha)座，使(shi)用時與升(sheng)壓器(qi)的輸入多(duo)芯插(cha)座相(xiang)連。

“對比(bi)度"：對比度(du)調(diao)節(jie)(jie)旋扭(niu)，用于(yu)調(diao)節(jie)(jie)液晶(jing)顯示器的對比度(du)。

“功能鍵"：其功能(neng)由顯(xian)示(shi)(shi)器提(ti)示(shi)(shi)欄對應(ying)位置提(ti)示(shi)(shi)。

“AC220V"：電源輸入插座，內藏保險管。

“開(kai)關"：電源開關。內藏指示燈，開時亮，關時熄。

“打印(yin)機"：打印測試(shi)報告。

“液晶顯示器(qi)"：顯示測試數據以及輸出波形。

“背景光"：顯示(shi)液晶屏背景燈光。

2.升(sheng)壓器結(jie)構示意圖

圖2

3.顯示器顯示示意說明

圖3

六、 操(cao)作(zuo)說明

1.連線方法(fa)

圖(tu)4　（連線圖(tu)）

連(lian)線(xian)說明：用本產品隨機配備的兩根線(xian)和接地線(xian)按圖4的方法(fa)連(lian)接。電源(yuan)插座用電源(yuan)線(xian)連(lian)至50Hz/220V的交流(liu)電上。

2.操作程序

(1) 開機、關機、復位。

按(an)上述方法(fa)連好(hao)所(suo)有(you)線路之后，就可以(yi)將電(dian)源開(kai)關打開(kai)。儀器在(zai)微機上電(dian)復位下，自動進入如圖5所示的(de)設(she)置(zhi)參(can)數(shu)界(jie)面。在進行連線(xian)、拆線(xian)、或(huo)暫不(bu)使用(yong)儀器時，應(ying)將電源關掉(diao)。電源插(cha)座上裝有保(bao)(bao)險(xian)管。若開機屏幕無顯示，應(ying)先(xian)檢查(cha)保(bao)(bao)險(xian)管是否熔斷。大小(xiao)應(ying)按表1提供的(de)數(shu)據更換。

(2) 設置限(xian)定(ding)參(can)數

        圖5

在圖5所示的設置參數界面上，可(ke)根據試(shi)驗的需要設定好輸出頻率、試(shi)驗時間、試(shi)驗電壓、高壓側的過流保(bao)護值(zhi)、過壓保(bao)護值(zhi)。修改方法如下：

點擊“選(xuan)擇"鍵，可(ke)在(zai)參數(shu)(shu)之間循環移動光標。被(bei)選中的參數(shu)(shu)可(ke)用“改數"鍵按遞(di)增的(de)方(fang)式循環修改之(zhi)：

★ 頻率有(you)三種選擇：0.1、0.05、0.02。單(dan)位為(wei)Hz。

★ 定(ding)時修改范圍：0-99分。它規定了(le)試(shi)驗(yan)時間的長短。單位(wei)為(wei)分鐘。

★ 試驗(yan)電(dian)壓范圍為(wei)0至額(e)定值，單位為(wei)kV。它規定了我們(men)所要升(sheng)至的(de)試驗(yan)電(dian)壓。儀器升(sheng)至這個設定電(dian)壓值時(shi)，就不再升(sheng)壓，并保持在這個峰值下進行等幅的(de)正弦波輸出。

★ 電流保護值設定范圍為0至(zhi)額定值，單(dan)位為mA。它規定了通(tong)過試品的電(dian)流上限值，當電(dian)流超過此設定時，儀器自動切斷(duan)輸(shu)出(chu)。

★ 電壓(ya)保護值設(she)定(ding)范圍為0至額定(ding)值，單位為(wei)kV。它規定(ding)了(le)通過試(shi)品(pin)的電壓(ya)上限值，當電壓(ya)超過此設定(ding)時，儀器自動切斷輸(shu)出。

以上電(dian)(dian)壓、電(dian)(dian)流(liu)、儀器顯示(shi)的(de)測量數(shu)據(ju)均為峰值。

（3）待命界面

點擊“返回"鍵，儀器進入圖6所示的升壓(ya)待(dai)命界面。                      圖(tu)6　　　　　　　　　　　　　　圖(tu)7

待命界面(mian)提供如(ru)下(xia)三種功能：

點(dian)擊“升(sheng)壓"鍵(jian)，儀器進(jin)入(ru)自(zi)動升(sheng)壓程序。

點擊(ji)“設限"鍵(jian)，儀(yi)器返(fan)回至圖5所(suo)示的設限子(zi)界面(mian)，以便重新修(xiu)改(gai)參數。

點(dian)擊“查(cha)看"鍵，查(cha)看最近(jin)九次的試驗數據。

（4）自動升(sheng)壓

按圖6點擊升壓鍵后，儀器在(zai)電腦的控制下，按如下流程(cheng)進行(xing)升壓試(shi)驗：

　　自檢→升壓→等幅輸出(chu)→停機

若出現圖7所示的提示信息：“未接(jie)負(fu)載",表示未接升壓(ya)體或(huo)(huo)未接容(rong)性試品或(huo)(huo)儀器有(you)故障(zhang)。

                              圖(tu)9

自(zi)檢成(cheng)功(gong)后，儀(yi)器自(zi)動(dong)進入升壓(ya)狀(zhuang)態(tai)，如圖(tu)8。儀(yi)器將(jiang)用若干個周期(qi)的時間電壓(ya)升至設(she)定值。在升壓(ya)過(guo)程中，若想暫停(ting)升壓(ya)，可點擊(ji)(ji)圖(tu)8中的“暫停(ting)"鍵(jian)，儀(yi)器將(jiang)進行等幅輸(shu)出(chu)，同時此(ci)鍵(jian)自(zi)動(dong)變為“升壓(ya)"鍵(jian)。若想繼續升壓(ya)，可點擊(ji)(ji)此(ci)鍵(jian)，儀(yi)器將(jiang)繼續升壓(ya)，直(zhi)至設(she)定電壓(ya)為止(zhi)。這(zhe)兩(liang)種(zhong)功(gong)能可反(fan)復交替進行。點擊(ji)(ji)“計(ji)時"鍵(jian)，儀(yi)器開始計(ji)時，也(ye)可等到電壓(ya)升至設(she)定值后，儀(yi)器自(zi)動(dong)開始計(ji)時。點擊(ji)(ji)“停(ting)機(ji)"鍵(jian)儀(yi)器停(ting)止(zhi)高壓(ya)輸(shu)出(chu)，并(bing)對試(shi)品進行自(zi)動(dong)放電。

（5）電壓微(wei)調

電(dian)壓(ya)升(sheng)到設定值后(hou)出(chu)現圖9所示界面。若輸出(chu)電(dian)壓(ya)不滿(man)足(zu)要求，可點擊“微(wei)升(sheng)"或(huo)“微(wei)降"鍵(jian)來調整電(dian)壓。每點擊一次之后，應至少觀(guan)察(cha)一個(ge)周(zhou)期再作調整，直到(dao)滿(man)意(yi)為止。

（6）停機                                

本儀器提供(gong)兩種停機方式：

　　★ 定時停(ting)機：當計時達到設(she)定時間，儀器自動停(ting)機。

★ 手動停機：點擊“停(ting)機"鍵可停機。

這兩種(zhong)停(ting)機(ji)方(fang)式(shi)為正(zheng)常停(ting)機(ji)。停(ting)機(ji)后出現圖10所示(shi)的“試驗通過"提(ti)示(shi)界面。一般電(dian)流未出(chu)(chu)現異常(chang)情況、試品未有放電(dian)現象或出(chu)(chu)現過流保護，就可認為試驗通過。

   圖10

★另外(wai)還有(you)兩種非正常停機：過(guo)壓保護停機、過(guo)流保護停機。停機后出(chu)現   圖11，圖12所(suo)示(shi)(shi)的提示(shi)(shi)界面。

起動停(ting)機指(zhi)令后，儀器自(zi)動切斷輸(shu)出，再執行數據歷(li)史(shi)保存，并進(jin)入(ru)相應(ying)   的提(ti)示

（7）打印

根據圖10的(de)提示點擊“打(da)印(yin)"鍵，可將顯(xian)(xian)示器上(shang)的本次數據打印成試驗告(gao)。在(zai)查看歷史(shi)數據狀態下，點擊“打印"鍵，可打印屏幕上(shang)顯(xian)(xian)示的那一次歷史(shi)數據。

（8）查看歷史(shi)數據

凡(fan)是(shi)通(tong)過了定(ding)時停(ting)機(ji)(ji)、點擊“停(ting)機(ji)(ji)"鍵進行(xing)的(de)(de)停(ting)機(ji)(ji)、過壓保(bao)(bao)護(hu)停(ting)機(ji)(ji)、以及過流保(bao)(bao)護(hu)停(ting)機(ji)(ji)的(de)(de)數(shu)據儀器自動將其保(bao)(bao)存為歷史數(shu)據。最(zui)多能(neng)保(bao)(bao)存九次(ci)(ci)(ci)測(ce)量的(de)(de)數(shu)據，九次(ci)(ci)(ci)以前的(de)(de)將自動刪除。點擊圖６中的(de)(de)“查看"鍵，可(ke)查看最(zui)近九次(ci)(ci)(ci)試(shi)驗的(de)(de)歷史數(shu)據

七(qi)、　電(dian)纜(lan)的超(chao)低頻(pin)耐壓試驗方(fang)法

橡塑(su)絕(jue)緣電力電纜(lan)0.1Hz超低頻耐壓試驗電壓

1．將與試品相連的電器(qi)設(she)備全部脫(tuo)離(li)試品電纜。

2．用兆歐表對試品電纜各相分(fen)別(bie)進(jin)行絕緣電阻試驗(yan)，合格方可(ke)進(jin)行低頻耐壓試驗(yan)。

3．試(shi)驗電壓峰值：Ｕmax＝3Ｕo，其中Ｕo為電纜相(xiang)電壓的定(ding)額值。例如：額定(ding)電壓為10kV電纜，單相(xiang)額定(ding)電壓 Ｕo＝10÷kV＝5.774kV，所(suo)以試驗電壓峰值為： Ｕmax＝3Ｕo＝17.32kV。

4．試驗時間(jian)：按電力試驗要求設(she)定。

5．可分相進(jin)行測試(shi)(shi)。試(shi)(shi)品(pin)電(dian)纜的電(dian)容(rong)值在試(shi)(shi)驗(yan)設備負載容(rong)量能力范(fan)圍內時(shi)(shi)，可將試(shi)(shi)品(pin)電(dian)纜三相線芯并聯(lian)后，同時(shi)(shi)進(jin)行耐壓試(shi)(shi)驗(yan)。

6．用隨(sui)機附帶(dai)的(de)柔性連接(jie)電(dian)纜將(jiang)試(shi)驗(yan)設(she)備與(yu)試(shi)品(pin)電(dian)纜按圖13所(suo)示的(de)方法相連接(jie)。合上電(dian)源(yuan)，設(she)定好試(shi)驗(yan)頻率、時間和電(dian)壓(ya)(ya)(ya)以(yi)及(ji)高(gao)壓(ya)(ya)(ya)側的(de)過(guo)流保護值(zhi)、過(guo)壓(ya)(ya)(ya)保護值(zhi)，然后(hou)開始(shi)升(sheng)壓(ya)(ya)(ya)試(shi)驗(yan)。升(sheng)壓(ya)(ya)(ya)過(guo)程應密切監視高(gao)壓(ya)(ya)(ya)回路，試(shi)品電纜是(shi)否有異常(chang)響聲(sheng)。升至試(shi)驗(yan)(yan)電壓(ya)時，即開始記錄試(shi)驗(yan)(yan)時間(jian)并(bing)讀取試(shi)驗(yan)(yan)電壓(ya)值。

7．試驗時間(jian)到后，儀器自動停機(ji)。試驗中(zhong)若無破(po)壞(huai)性放電發生，則認為通過耐(nai)壓(ya)試驗。

8．在升壓和耐(nai)(nai)壓過程中，如發現(xian)輸出(chu)波形異常畸變，而且電(dian)流異常增(zeng)大，電(dian)壓不穩，試(shi)(shi)品(pin)(pin)電(dian)纜發生(sheng)異味、煙霧、異常響聲或(huo)閃烙等現(xian)象(xiang)(xiang)，應立即(ji)停止升壓，停機后查明原(yuan)因。這(zhe)些現(xian)象(xiang)(xiang)如果是試(shi)(shi)品(pin)(pin)電(dian)纜絕緣部分薄(bo)弱引起的，則認為耐(nai)(nai)壓試(shi)(shi)驗不合格。如確定是試(shi)(shi)品(pin)(pin)電(dian)纜由于空氣(qi)濕(shi)度(du)或(huo)表(biao)面臟污(wu)等原(yuan)因所致，應將試(shi)(shi)品(pin)(pin)電(dian)纜清(qing)潔(jie)

干(gan)燥處理后，再進行試驗。

9．試(shi)驗(yan)過程中，如果遇到非試(shi)品電纜絕緣缺(que)陷(xian)使(shi)儀(yi)器出現過流保護，在查明原因后，應(ying)重新進行全時(shi)間耐(nai)壓(ya)試(shi)驗(yan)。

圖(tu)13 單(dan)相測量連(lian)線圖(tu)

八 、發電機、電動(dong)機的超低頻耐壓(ya)試驗方法(fa)

對發電機的超低頻耐壓試驗操作方法(fa)與(yu)以上對電纜的操作方法(fa)相似。下(xia)面就不同的地(di)方作重點(dian)補充說(shuo)明。

1．在(zai)交(jiao)接、大(da)修、局(ju)部更換繞組以及常規(gui)試驗時，均可進行此項試驗。用0.1Hz超低(di)頻(pin)(pin)對電機進行耐壓(ya)試驗，對發電機端部絕(jue)緣(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)的(de)缺陷比(bi)工頻(pin)(pin)耐壓(ya)試驗更(geng)有效。其(qi)原因(yin)是在工頻(pin)(pin)電壓(ya)下，由于從線棒流(liu)(liu)出的(de)電容電流(liu)(liu)在流(liu)(liu)經絕(jue)緣(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)外(wai)面的(de)半(ban)導(dao)體(ti)防(fang)(fang)暈層時造(zao)成了較(jiao)大的(de)電壓(ya)降(jiang)，因(yin)而使端部的(de)線棒絕(jue)緣(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)上(shang)(shang)(shang)承受的(de)電壓(ya)減小(xiao)(xiao)；而在超低(di)頻(pin)(pin)情(qing)況下，此(ci)電容電流(liu)(liu)大大減小(xiao)(xiao)了，半(ban)導(dao)體(ti)防(fang)(fang)暈層上(shang)(shang)(shang)的(de)壓(ya)降(jiang)也大為減小(xiao)(xiao)，故端部絕(jue)緣(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)上(shang)(shang)(shang)電壓(ya)較(jiao)高，便于發現缺陷。

2．連線方(fang)法(fa)：試(shi)(shi)(shi)驗時應分(fen)相(xiang)進行(xing)，被試(shi)(shi)(shi)相(xiang)加壓(ya)，非被試(shi)(shi)(shi)相(xiang)短接接地。如圖14所示

3．按照有(you)關規程的要求，試驗電壓峰值可按如下公式確定(ding)：

Ｕmax＝βＫUo

其中Ｕmax ：為0.1Hz試驗電(dian)壓的(de)峰值（kV）

β：0.1Hz與50Hz電壓的等效系數，按我國規(gui)程的要求(qiu),取1.2

Ｋ：通常取1.3～1.5  　一般取1.5

Ｕo ：發(fa)電機定子繞組額定電壓（kV）

例如：額定(ding)電壓(ya)為(wei)13.8 kV的(de)發電機，超低頻的(de)試驗(yan)電壓峰值(zhi)計算方法(fa)為：

Ｕmax＝×1.2×1.5×13.8≈35.1(kV)

　　4． 試(shi)驗時(shi)間(jian)按有關規程進行

5．在(zai)耐壓過程中，若無(wu)異(yi)常聲響(xiang)、氣(qi)味、冒煙以及數據顯(xian)示不穩定等現象(xiang)，可以認為絕(jue)(jue)緣耐受住了試(shi)驗的(de)(de)考(kao)驗。為了更好(hao)地了解絕(jue)(jue)緣情況(kuang)，應盡可能(neng)全面監(jian)視(shi)(shi)絕(jue)(jue)緣的(de)(de)表面狀態，特(te)別是空冷機組(zu)。經驗指(zhi)出，外(wai)觀監(jian)視(shi)(shi)能(neng)發(fa)(fa)現儀(yi)表所不能(neng)反映的(de)(de)發(fa)(fa)電(dian)(dian)機絕(jue)(jue)緣不正常現象(xiang)，如表面電(dian)(dian)暈、放電(dian)(dian)等。

　　       圖14 測量(liang)定(ding)子(zi)的某(mou)相連線圖