低頻耐壓試驗裝置試驗原理

一、VLF3000低頻耐（nài）壓試驗裝置試驗原（yuán）理產品及選用

1、命名說明

2、超低頻係（xì）列產品                         表1

3、根據被試對向選擇（zé）適當規格的產品。

使用時，試（shì）品電容量（liàng）不得超過儀器的額定容（róng）量。試品電容（róng）量過小，會影響輸出波形。若小（xiǎo）於（yú）0.05µF，儀器將不能正常輸出。可並聯0.1 µF的電（diàn）容輔（fǔ）助輸出。下（xià）麵是一些（xiē）設備的電容量，供用戶參考。

不同發電機的單相對地電容量                          表2

交聯（lián）聚乙烯絕緣單芯電力電纜的電容量(µF/km)    表3

4、試品電流的估算方法：

計算公式：　Ｉ＝２πfＣＵ

二（èr）、VLF3000低（dī）頻耐壓試驗（yàn）裝置試（shì）驗原理（lǐ）絕緣耐壓（yā）試驗原理

超低頻（pín）絕緣耐壓試驗實際上（shàng）是工頻耐壓（yā）試驗（yàn）的一種替（tì）代方法。我們知道，在對大型發（fā）電機、電纜等試品進行工頻耐壓試驗時，由於它們的絕緣層呈現較（jiào）大的電容量，所以（yǐ）需要很大（dà）容量的試驗變（biàn）壓器（qì）或諧振變壓器。這樣一些巨大的設備，不但笨（bèn）重（chóng），造價高，而且使用十分不便。為了解決這一矛盾，電力部門采用了降低試驗頻率，從而（ér）降低了試驗電源的容量。從國內外多（duō）年的理論和實踐證明，用0.1Hz超低（dī）頻耐壓試（shì）驗替代（dài）工頻耐壓試驗，不但能有同樣（yàng）的等效性，而且設（shè）備（bèi）的體積大為縮小，重（chóng）量大為（wéi）減輕 ，理論上容量（liàng）約為工頻的五百分之一（yī）。試驗程序大大（dà）地減化，與工頻試驗相比優越性更（gèng）多。這就是為什麽發達國家普遍采用這一方法的原因（yīn）。我國電（diàn）力（lì）部以委（wěi）托武漢高壓研究所起草了《35kV及以下交聯聚乙烯（xī）絕緣電力電纜超低頻（0.1Hz）耐壓試（shì）驗（yàn）方（fāng）法》行業標準。我國正在推廣這一方（fāng）法，本儀器是根據我國這一需要研製而成的。可廣泛用於電纜、大型高壓旋轉電機、電力電容器的交流耐壓試驗之中。

三、VLF3000低頻耐壓試驗裝置試驗原理產品簡介

本產品接合了現代數字變頻先進技術，采用微機控製，升（shēng）壓、降壓、測量、保護完全自動化，並且在自動升壓過程中能進行人工幹預。由於全電子化，所以體積小重量輕、大屏幕液晶顯示（shì），清晰直觀、打印機（jī）輸出試驗報告（gào）。設計指（zhǐ）標完（wán）全符合《電力（lì）設備專用測試儀器通（tōng）用技術條件，第4部分：超（chāo）低頻高壓發生器通用技（jì）術條件》電力行業標準，使用十分方便。現在國內外均采用機械式（shì）的（de）辦法進行調製和解調產（chǎn）生超低頻信號，所（suǒ）以存在正弦波波形不標準，測量誤差大，高壓部分有火花放電，設備笨（bèn）重，而且（qiě）正弦波的二，四象限還需（xū）要大功率高壓電阻進行放電整形，所以設備的整體功（gōng）耗較大。本（běn）產品均能克服（fú）這樣一些（xiē）不足之處，另（lìng）外，還有如（rú）下特點需要（yào）特別說明：

電流、電壓數據均直接通過高（gāo）壓側采樣獲得，所以數據真實、準確。

過壓保護：當輸出超過所設定（dìng）的限壓值時，儀（yí）器將停機保（bǎo）護，動作時間小於２０ms。

過流保護：設（shè）計為高低壓雙重保護，高壓側可按設定值進行**停（tíng）機（jī）

保護；低（dī）壓側的電流超過額定電流時將進行停機保護，動作時間都小於（yú）２０ms。

★ 高壓輸出保護（hù）電阻設計在升壓體內，所以外麵不（bú）需另接保護（hù）電（diàn）阻。

由（yóu）於采用了高低壓閉環負反（fǎn）饋控（kòng）製電路，所（suǒ）以輸出無容升效應。

四、VLF3000低頻耐壓試驗裝置試驗原理技術（shù）參數（shù）

1、輸（shū）出（chū）額定電（diàn）壓（yā）：參見表1

2、輸出（chū）頻率：0.1Hz、0.05Hz、0.01Hz。

3、帶載能力：參見表1    0.1  Hz  *大1.1µF

0.05 Hz  *大2.2µF

0.02 Hz  *大5.5µF

4、測量精度：３%

5、電壓正，負（fù）峰值誤差：≤３％

6、電壓波形失真度：≤５％

7、使用條件：戶內、戶外；溫度：-10℃∽+40℃；濕度（dù）：≤85％RH

8、電源：交流50 Hz，220V ±5%

9、電源（yuán）保險管：參見表1

五（wǔ）、VLF3000低頻耐（nài）壓（yā）試驗裝置試（shì）驗原理結構說明

1、控製器麵板（bǎn）示意圖  

                             圖1

圖1中各部件示（shì）意以及功能說明：

(1)“地”：接地端子，使用時與（yǔ）大地相連。

(2)“控製輸出（chū）”：輸出多芯插座，使用（yòng）時與升（shēng）壓體的輸入（rù）多（duō）芯插座（zuò）相連。

(3)“對比度”：對比度調（diào）節旋扭，用於調節液晶顯（xiǎn）示（shì）器的（de）對比度。

(4)“功能鍵”：其功能由顯示器提示欄對應位置提（tí）示。

(5)“AC220V”：電源輸（shū）入插座，內藏保險管。

(6)“開關”：電源開關。內藏指示燈（dēng），開時（shí）亮，關時熄（xī）。

(7)“打印機”：打印測試報告。

(8)“液晶（jīng）顯示器”：顯示測試數據。

2、升（shēng）壓器結構示意圖

六 操作說明

1、連線方法

                        圖3 （連線圖）

連線說明：用本產品隨機配備的兩根專用線和接地（dì）線按圖3的方法連接。電源插座用電（diàn）源線連至50Hz/220V的交流電（diàn）上。

2、操作程序（xù）

(1) 開機。(注意:每次開（kāi）機前都要對試品充分放電，升壓過程中需要停機時請先按停機鍵，再用電源開關)

按上述方法連好所有線路之後，就（jiù）可以將電源開關打（dǎ）開。儀器在微機上電（diàn）複位下，自動進入如圖4所示的設限界（jiè）麵。在進行連線、拆線、或暫不使用儀器時，應將（jiāng）電源關（guān）掉。電源插（chā）座上裝有保險管。若（ruò）開（kāi）機屏幕無顯（xiǎn）示，應先檢查保險管是否熔斷。大小應按表1提供的數據更換。

(2) 設置限定（dìng）參數

                      圖4（設定界麵）

在圖4所示的設限界麵上，可根據試驗的需要設定好（hǎo）試驗頻率、試驗電壓、高壓側的過（guò）壓保護值、過流保護（hù）值、試驗時間。將光（guāng）標移（yí）到相應的（de）設定，按確定（dìng）鍵選擇。

頻率有三種選擇：0.1、0.05、0.02。它規定了（le）儀器的輸出頻率。單位為Hz

試驗電壓範圍為10KV至額定值。(請不要設小（xiǎo）於10KV的試（shì）驗（yàn）電壓),它規定了我們所要升至的試驗電（diàn）壓。儀器升至這個設定電壓值（zhí）時，就不再升壓，並保（bǎo）持在這個峰值下（xià）進行等幅的正（zhèng）弦波輸出。

電壓保護（hù）值設定範圍（wéi）為0至額定值，單位為kV。它規定了通過試品的電壓上限值，當電壓超過此設（shè）定時，儀器自動切斷輸出，進（jìn）行停機操作。一般情況（kuàng）下電壓保護（hù）值（zhí）設定為比試（shì）驗電壓高4KV。

電流保（bǎo）護值設定範（fàn）圍為0至額定值，單位為mA。它規（guī）定了通過試品的電流上（shàng）限（xiàn）值，當電流超過此設定時，儀器（qì）自動切斷輸出，進行停機操作。

定時修改範圍：0-99分。它規定了試驗（yàn）時間的長短。單位為（wéi）分鍾。

以上電壓，電（diàn）流均為峰值，儀器顯示的測量數據，以及打印報告上的電壓電流值均為峰值。

將光（guāng）標移到（dào）“啟動試驗電壓”按確（què）定鍵，儀器進入圖5所示的升壓（yā）界麵。

 自（zì）動升壓

自檢成功後，儀器自動進入升壓狀態。儀器將用若幹個周期的時間將電壓（yā）升至設定值。在升壓過程中，按停機鍵，儀器將切斷電壓輸出，回到開始畫麵。當升壓值接近設定（dìng）值時（shí）出現圖6

                          圖（tú）6

此時（shí）按“上下”鍵，微調電壓，按“確定”鍵，儀器（qì）開始計時，計時結束後自動打印試驗（yàn）報告。回到開（kāi）始畫麵，放（fàng）電結束（shù）後再（zài）開始下一次測量。

    ★另外還有兩種非正常停機：過壓保護停機（jī）、過流保護停機。停機後出（chū）現相應的提示（shì）界麵，放電結束後，再調整限製電（diàn）壓（yā）值或（huò）限製電流值，再開始下次測量。

七 電纜的超低（dī）頻耐壓試驗方法

1、將（jiāng）與試品相連的電器設備全部脫離試品電纜。

2、采（cǎi）用10000V兆歐表對試品電纜各相分別進行絕緣電阻試驗，記錄試驗（yàn）值。

3、試驗電壓峰值：Ｕmax＝３Ｕo，其中Ｕo為電纜導體對地或金屬屏蔽之間的額定工作電壓。例如：額定電壓為10KV電纜（lǎn），單（dān）相額（é）定電壓 Ｕo：

Ｕo＝１０/√３kV

所以試驗（yàn）電壓峰（fēng）值為：Ｕmax＝３Ｕo

＝３×１０/√３kV

＝√３×１０kV

＝１７．３２kV

4、試驗時間：60分鍾。

5、可分相進行測試。試品電纜的電容（róng）值在試驗設備負載容量能力範圍內時，可將試品電纜（lǎn）三相線芯並（bìng）聯後，同時進行耐壓試驗。

6、用隨機附帶的專用（yòng）柔性連接電纜將試驗設備與（yǔ）試品電纜（lǎn）按圖７所示的方法相連接。合上電（diàn）源，設（shè）定好試驗頻率、時間和電壓以及高壓（yā）側（cè）的過流保護值、過壓（yā）保（bǎo）護值，然後開始升壓試（shì）驗。升壓過程應密切監視高壓回路（lù），監（jiān）聽試品電纜是否有異常響（xiǎng）聲。升至試驗電壓時，即開始記錄試驗時間並讀取試驗電（diàn）壓值。

7、試驗時間到後，儀器自動停機。試驗中若無破壞（huài）性放電發生，則認（rèn）為通過耐壓試驗。

8、在升壓和（hé）耐壓過程中，如電流異常增大，電壓不穩，試品電（diàn）纜（lǎn）發生異味，煙霧或異常響聲或閃（shǎn）烙（lào）等現象，應（yīng）立即停止（zhǐ）升壓，停機後查明原因（yīn）。這些（xiē）現象如（rú）果是試品電纜絕緣部分薄弱引起的，則認為耐壓（yā）試驗不合格。如確定是試品電纜由於空氣濕（shī）度或表麵髒汙等原因所致，應將試品電纜清潔幹燥處（chù）理後，再進行試驗。

9、試驗過程中，如果遇到非試（shì）品電纜絕緣缺陷使儀器出現過流保護，在查明原因後，應重新進行全時間連接耐壓試驗。不得僅（jǐn）進行“補足時間”試驗

八、大型（xíng）高壓發電機的超低頻（pín）耐壓試驗（yàn）方法

對（duì）發電機的超低頻耐壓試驗操（cāo）作（zuò）方法（fǎ）與以上對電纜的操作方法（fǎ）相似。下麵就不同的地方作重點補充說（shuō）明。

1、在交接、大修、局部更換繞組以及常規試驗時，均可進行此項（xiàng）試（shì）驗。用0.1Hz超低頻對電機進行耐壓（yā）試驗，對發電機端部（bù）絕緣的缺陷比工頻耐壓試驗更（gèng）有效。其原因是（shì）在工（gōng）頻電壓下，由於從線棒流出的電容電流在流經絕緣外麵的半導體防暈層時造成了較大的電壓降，因而使端部的線棒絕緣上承受的（de）電壓減小；而在超（chāo）低頻情況下，此電（diàn）容電流大大減小了，半導體防暈層上的壓降也大為（wéi）減小，故端部絕緣上電壓較高（gāo），便於發現缺陷（xiàn）。

2、連（lián）線方法（fǎ）：試驗時（shí）應分相進行，被試（shì）相加壓，非被試相短接接地。如圖８所示

3、按照有關規程的要求，試驗電壓峰值可按（àn）如下公式確定：

Ｕmax＝√2βＫUo

其中Ｕmax ：為（wéi）0.1Hz試驗（yàn）電壓的峰值（kV）

β：0.1Hz與50Hz電（diàn）壓的等效係數，按（àn）我國規程的要（yào）求,取1.2

Ｋ：通（tōng）常取1.3∽1.5   一般取1.5

Ｕo ：發電機（jī）定子繞組額定電壓（kV）

例如：額定電壓（yā）為13.8 kV的發電（diàn）機，超低頻的試（shì）驗電壓峰值計算方法為（wéi）：

4、試驗時（shí）間按有關規程進行

5、在耐壓（yā）過程中，若無異常聲響、氣（qì）味、冒煙以及數據顯示不穩定等現象，可以認為絕緣耐受住了試（shì）驗的考（kǎo）驗。為了更好地了解絕緣情況，應盡可能全方麵監視絕緣的表麵狀態，

特別是空冷機組。經驗指出，外（wài）觀監視能發現儀表所不能反映的發（fā）電機（jī）絕（jué）緣不正常現象，如表（biǎo）麵（miàn）電暈、放電等。

            圖8 測量定子的某相連線圖

九、電力電容器的（de）超低頻（pín）耐壓試驗方法（fǎ）

試驗操作方法（fǎ）與上述方法相似，連線方法如圖9所示。在確定試驗電壓和試驗時間時，應按照有關規程辦。   

           圖9   測量電容器的連線圖（tú） 

十、注意事項

1、所（suǒ）配升壓器不得作它用。

2、機內帶電,切勿自行拆機修理，以免發生意外。儀器有故障，應與我公司聯（lián）係修理。

3、關機後應用放**對試品進行充分放電,再拆線。

4、開機前應用（yòng）放**對試品進行充分放電。

5、每次啟動升壓前（qián）應用放**對試品（pǐn）進行充分放電

十一、隨機附（fù）件

1、專用高壓連接電纜一根。

2、專（zhuān）用低壓連接電纜（lǎn）一根。

3、電（diàn）源線一根。

4、電源保（bǎo）險（xiǎn）管（guǎn）十隻。

5、放**一根。

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