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上海康登電氣科技有限公司
主營(yíng)產(chǎn)品： GVA-V智能拉桿式測(cè)流儀,ZB系列旋轉(zhuǎn)式變阻器,JXZ-1接線柱 |
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發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)的超低頻耐壓試驗(yàn)
超低頻絕緣耐壓試驗(yàn)原理
超低頻絕緣耐壓試驗(yàn)實(shí)際上是工頻耐壓試驗(yàn)的一種替代方法,。我們知道,，在對(duì)大型發(fā)電機(jī)、電纜等試品進(jìn)行工頻耐壓試驗(yàn)時(shí),，由于它們的絕緣層呈現(xiàn)較大的電容量,，所以需要很大容量的試驗(yàn)變壓器或諧振變壓器。這樣一些巨大的設(shè)備,，不但笨重,，造價(jià)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(yàn)頻率,，從而降低了試驗(yàn)電源的容量。從國(guó)內(nèi)外多年的理論和實(shí)踐證明,，用0.1Hz超低頻耐壓試驗(yàn)替代工頻耐壓試驗(yàn)，不但能有同樣的等效性,，而且設(shè)備的體積大為縮小,，重量大為減輕 ，理論上容量約為工頻的五百分之一,，且操作簡(jiǎn)單,，與工頻試驗(yàn)相比*性更多。這就是為什么發(fā)達(dá)國(guó)家普遍采用這一方法的原因,。國(guó)家*已制定了《35kV及以下交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜超低頻（0.1Hz）耐壓試驗(yàn)方法》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),。我國(guó)正在推廣這一方法，本儀器是根據(jù)我國(guó)這一需要研制而成的,?？蓮V泛用于電纜、大型高壓旋轉(zhuǎn)電機(jī)的交流耐壓試驗(yàn)之中,。
二,、 產(chǎn)品簡(jiǎn)介
本產(chǎn)品接合了現(xiàn)代數(shù)字變頻*技術(shù)，采用微機(jī)控制,，升壓,、降壓、測(cè)量,、保護(hù)*自動(dòng)化,。由于全電子化，所以體積小重量輕,、大屏幕液晶顯示,，清晰直觀、且能顯示輸出波形,、打印試驗(yàn)報(bào)告,。設(shè)計(jì)指標(biāo)*符合《電力設(shè)備測(cè)試儀器通用技術(shù)條件，第4部分：超低頻高壓發(fā)生器通用技術(shù)條件》電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),，使用十分方便?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)外均采用機(jī)械式的辦法進(jìn)行調(diào)制和解調(diào)產(chǎn)生超低頻信號(hào)，所以存在正弦波波形不標(biāo)準(zhǔn),，測(cè)量誤差大,，高壓部分有火花放電，設(shè)備笨重,，而且正弦波的二,，四象限還需要大功率高壓電阻進(jìn)行放電整形,，所以設(shè)備的整體功耗較大。本產(chǎn)品均能克服這樣一些不足之處,，另外,，還有如下特點(diǎn)需要特別說(shuō)明：
1.電流、電壓,、波形數(shù)據(jù)均直接從高壓側(cè)采樣獲得,，所以數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。
2.具有過(guò)壓保護(hù)功能,，當(dāng)輸出超過(guò)所設(shè)定的限壓值時(shí),，儀器將停機(jī)保護(hù)，動(dòng)作時(shí)間小于20ms,。
3.具有過(guò)流保護(hù)功能：設(shè)計(jì)為高低壓雙重保護(hù),，高壓側(cè)可按設(shè)定值進(jìn)行精確停機(jī)保護(hù)；低壓側(cè)的電流超過(guò)額定電流時(shí)將進(jìn)行停機(jī)保護(hù),，動(dòng)作時(shí)間都小于20ms,。
4.高壓輸出保護(hù)電阻設(shè)計(jì)在升壓體內(nèi)，所以外面不需另接保護(hù)電阻,。
5.由于采用了高低壓閉環(huán)負(fù)反饋控制電路,，所以輸出無(wú)容升效應(yīng)。
三,、 超低頻系列產(chǎn)品及選用
1,、命名說(shuō)明
2、超低頻系列產(chǎn)品 表1
型號(hào) | 額定電壓 | 帶載能力 | 重量 | 用途 |
VLF-30 | 30kV （峰值） | 0.1Hz,≤1.1µF | 控制器：4㎏ 尺 寸：長(zhǎng)*寬*高 360*250*230 | 10kV電纜,、發(fā)電機(jī)等 |
0.05Hz,≤2.2µF | 升壓體：25㎏ 尺 寸：長(zhǎng)*寬*高 323*174*323 | |||
0.02Hz,≤5.5µF | ||||
VLF-40 | 40kV （峰值） | 0.1Hz,≤1.1µF | 控制器：5㎏ 尺 寸：長(zhǎng)*寬*高 360*250*230 | 13.8kV電纜,、發(fā)電機(jī)等 |
0.05Hz,≤2.2µF | 升壓體：30㎏ 尺 寸：長(zhǎng)*寬*高 357*208*343 | |||
0.02Hz,≤5.5µF | ||||
VLF-50 | 50kV （峰值） | 0.1Hz,≤1.1µF | 控制器：6㎏ 尺 寸：長(zhǎng)*寬*高 360*250*230 | 15.75kV電纜、發(fā)電機(jī)等 |
0.05Hz,≤2.2µF | 升壓體：45㎏ 尺 寸：長(zhǎng)*寬*高 357*210*365 | |||
0.02Hz,≤5.5µF | ||||
VLF-60 |
60kV （峰值） |
0.1Hz,≤1.1µF | 控制器：6㎏ 尺 寸：長(zhǎng)*寬*高 360*250*230 |
18kV電纜,、發(fā)電機(jī)等 |
0.05Hz,≤2.2µF | 升壓體：50㎏ 尺 寸：長(zhǎng)*寬*高 357*220*370 | |||
0.02Hz,≤5.5µF | ||||
VLF- 80 |
80kV （峰值）
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0.1Hz,≤0.5µF | 控制器：8㎏ 尺 寸：長(zhǎng)*寬*高 360*250*230 |
35kV電纜,、發(fā)電機(jī)等 |
0.05Hz,≤1.0µF | 升壓體：55㎏ 尺 寸：長(zhǎng)*寬*高 357*240*390 | |||
0.02Hz,≤2.5µF | ||||
VLF- 90 |
90kV （峰值）
|
0.1Hz,≤0.5µF | 控制器：9㎏ 尺 寸：長(zhǎng)*寬*高 360*250*230 |
35kV電纜、發(fā)電機(jī)等 |
0.05Hz,≤1.0µF | 升壓體：60㎏ 尺 寸：長(zhǎng)*寬*高 357*240*390 | |||
0.02Hz,≤2.5µF |
3,、根據(jù)被試對(duì)向選擇適當(dāng)規(guī)格的產(chǎn)品,。
使用時(shí)，試品電容量不得超過(guò)儀器的額定電容量,。試品電容量過(guò)小,，會(huì)影響輸出波形。此時(shí)可并聯(lián)0.1 µF的電容器（可由本公司提供）輔助輸出,。下面是一些設(shè)備的電容量,，供用戶參考。
不同發(fā)電機(jī)的單相對(duì)地電容量 表2
| 火 電 | 水 電 | |||||
發(fā)電機(jī)容量 （MW） | 200 | 300 | 600 | 85 | 125-150 | 300 | 400 |
單相對(duì)地電容（µF） | 0.2-0.25 | 0.18-0.26 | 0.31-0.34 | 0.69 | 1.8-1.9 | 1.7-2.5 | 2.0-2.5 |
交聯(lián)聚乙烯絕緣單芯電力電纜的電容量(µF/km) 表3
電 積 容 mm2 µF/Km
電壓kV | 16 | 25 | 35 | 50 | 70 | 95 | 120 | 150 | 185 | 240 | 270 |
10 | 0.15 | 0.17 | 0.18 | 0.19 | 0.21 | 0.24 | 0.26 | 0.28 | 0.32 | 0.38 | - |
35 | - | - | - | 0.11 | 0.12 | 0.13 | 0.14 | 0.15 | 0.16 | 0.17 | 0.19 |
4、試品電流的估算方法：
計(jì)算公式：?。桑?πfCU
四,、 技術(shù)參數(shù)
1.輸出額定電壓：參見(jiàn)表1
2.輸出頻率：0.1Hz、0.05Hz,、0.02Hz
3.帶載能力： 0.1Hz 大1.1µF
0.05Hz 大2.2µF
0.02Hz 大5.5µF
4.測(cè)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(nèi)、戶外,；溫度：-10℃～+40℃,；濕度：≤85％RH
8.電源保險(xiǎn)管：參見(jiàn)表1
9.市電源：頻率50Hz，電壓220V±5%,。
五、 儀器結(jié)構(gòu)說(shuō)明
1.控制器面板示意圖
圖1中各部件示意以及功能說(shuō)明：
“地”：接地端子,，使用時(shí)與大地相連,。
“輸出”：輸出多芯插座，使用時(shí)與升壓器的輸入多芯插座相連,。
“對(duì)比度”：對(duì)比度調(diào)節(jié)旋扭,，用于調(diào)節(jié)液晶顯示器的對(duì)比度。
“功能鍵”：其功能由顯示器提示欄對(duì)應(yīng)位置提示,。
“AC220V”：電源輸入插座,，內(nèi)藏保險(xiǎn)管。
“開(kāi)關(guān)”：電源開(kāi)關(guān),。內(nèi)藏指示燈,，開(kāi)時(shí)亮，關(guān)時(shí)熄,。
“打印機(jī)”：打印測(cè)試報(bào)告,。
“液晶顯示器”：顯示測(cè)試數(shù)據(jù)以及輸出波形。
“背景光”：顯示液晶屏背景燈光,。
2.升壓器結(jié)構(gòu)示意圖
圖2
3.顯示器顯示示意說(shuō)明
圖3
六,、 操作說(shuō)明
1.連線方法
圖4 （連線圖）
連線說(shuō)明：用本產(chǎn)品隨機(jī)配備的兩根線和接地線按圖4的方法連接,。電源插座用電源線連至50Hz/220V的交流電上,。
2.操作程序
(1) 開(kāi)機(jī)、關(guān)機(jī),、復(fù)位,。
按上述方法連好所有線路之后，就可以將電源開(kāi)關(guān)打開(kāi),。儀器在微機(jī)上電復(fù)位下,，自動(dòng)進(jìn)入如圖5所示的設(shè)置參數(shù)界面。在進(jìn)行連線、拆線,、或暫不使用儀器時(shí),，應(yīng)將電源關(guān)掉。電源插座上裝有保險(xiǎn)管,。若開(kāi)機(jī)屏幕無(wú)顯示,，應(yīng)先檢查保險(xiǎn)管是否熔斷。大小應(yīng)按表1提供的數(shù)據(jù)更換,。
(2) 設(shè)置限定參數(shù)
圖5
在圖5所示的設(shè)置參數(shù)界面上,，可根據(jù)試驗(yàn)的需要設(shè)定好輸出頻率、試驗(yàn)時(shí)間,、試驗(yàn)電壓,、高壓側(cè)的過(guò)流保護(hù)值、過(guò)壓保護(hù)值,。修改方法如下：
點(diǎn)擊“選擇”鍵,，可在參數(shù)之間循環(huán)移動(dòng)光標(biāo)。被選中的參數(shù)可用“改數(shù)”鍵按遞增的方式循環(huán)修改之：
★ 頻率有三種選擇：0.1,、0.05,、0.02。單位為Hz,。
★ 定時(shí)修改范圍：0-99分,。它規(guī)定了試驗(yàn)時(shí)間的長(zhǎng)短。單位為分鐘,。
★ 試驗(yàn)電壓范圍為0至額定值,，單位為kV。它規(guī)定了我們所要升至的試驗(yàn)電壓,。儀器升至這個(gè)設(shè)定電壓值時(shí),，就不再升壓，并保持在這個(gè)峰值下進(jìn)行等幅的正弦波輸出,。
★ 電流保護(hù)值設(shè)定范圍為0至額定值,，單位為mA。它規(guī)定了通過(guò)試品的電流上限值,，當(dāng)電流超過(guò)此設(shè)定時(shí),，儀器自動(dòng)切斷輸出。
★ 電壓保護(hù)值設(shè)定范圍為0至額定值,，單位為kV,。它規(guī)定了通過(guò)試品的電壓上限值，當(dāng)電壓超過(guò)此設(shè)定時(shí),，儀器自動(dòng)切斷輸出,。
以上電壓,、電流、儀器顯示的測(cè)量數(shù)據(jù)均為峰值,。
（3）待命界面
點(diǎn)擊“返回”鍵,，儀器進(jìn)入圖6所示的升壓待命界面。 圖6 圖7
待命界面提供如下三種功能：
點(diǎn)擊“升壓”鍵,，儀器進(jìn)入自動(dòng)升壓程序,。
點(diǎn)擊“設(shè)限”鍵，儀器返回至圖5所示的設(shè)限子界面,，以便重新修改參數(shù),。
點(diǎn)擊“查看”鍵，查看近九次的試驗(yàn)數(shù)據(jù),。
（4）自動(dòng)升壓
按圖6點(diǎn)擊升壓鍵后,，儀器在電腦的控制下，按如下流程進(jìn)行升壓試驗(yàn)：
自檢→升壓→等幅輸出→停機(jī)
若出現(xiàn)圖7所示的提示信息：“未接負(fù)載”,表示未接升壓體或未接容性試品或儀器有故障,。
圖9
自檢成功后,，儀器自動(dòng)進(jìn)入升壓狀態(tài)，如圖8,。儀器將用若干個(gè)周期的時(shí)間電壓升至設(shè)定值。在升壓過(guò)程中,，若想暫停升壓,，可點(diǎn)擊圖8中的“暫停”鍵，儀器將進(jìn)行等幅輸出,，同時(shí)此鍵自動(dòng)變?yōu)?ldquo;升壓”鍵,。若想繼續(xù)升壓，可點(diǎn)擊此鍵,，儀器將繼續(xù)升壓,，直至設(shè)定電壓為止。這兩種功能可反復(fù)交替進(jìn)行,。點(diǎn)擊“計(jì)時(shí)”鍵,，儀器開(kāi)始計(jì)時(shí)，也可等到電壓升至設(shè)定值后,，儀器自動(dòng)開(kāi)始計(jì)時(shí),。點(diǎn)擊“停機(jī)”鍵儀器停止高壓輸出，并對(duì)試品進(jìn)行自動(dòng)放電,。
（5）電壓微調(diào)
電壓升到設(shè)定值后出現(xiàn)圖9所示界面,。若輸出電壓不滿足要求，可點(diǎn)擊“微升”或“微降”鍵來(lái)調(diào)整電壓,。每點(diǎn)擊一次之后,，應(yīng)至少觀察一個(gè)周期再作調(diào)整，直到滿意為止。
（6）停機(jī)
本儀器提供兩種停機(jī)方式：
★ 定時(shí)停機(jī)：當(dāng)計(jì)時(shí)達(dá)到設(shè)定時(shí)間,，儀器自動(dòng)停機(jī),。
★ 手動(dòng)停機(jī)：點(diǎn)擊“停機(jī)”鍵可停機(jī)。
這兩種停機(jī)方式為正常停機(jī),。停機(jī)后出現(xiàn)圖10所示的“試驗(yàn)通過(guò)”提示界面,。一般電流未出現(xiàn)異常情況、試品未有放電現(xiàn)象或出現(xiàn)過(guò)流保護(hù),，就可認(rèn)為試驗(yàn)通過(guò),。
圖10
★另外還有兩種非正常停機(jī)：過(guò)壓保護(hù)停機(jī)、過(guò)流保護(hù)停機(jī),。停機(jī)后出現(xiàn) 圖11,，圖12所示的提示界面。
起動(dòng)停機(jī)指令后,，儀器自動(dòng)切斷輸出,，再執(zhí)行數(shù)據(jù)歷史保存，并進(jìn)入相應(yīng) 的提示
（7）打印
根據(jù)圖10的提示點(diǎn)擊“打印”鍵,，可將顯示器上的本次數(shù)據(jù)打印成試驗(yàn)告,。在查看歷史數(shù)據(jù)狀態(tài)下，點(diǎn)擊“打印”鍵,，可打印屏幕上顯示的那一次歷史數(shù)據(jù),。
（8）查看歷史數(shù)據(jù)
凡是通過(guò)了定時(shí)停機(jī)、點(diǎn)擊“停機(jī)”鍵進(jìn)行的停機(jī),、過(guò)壓保護(hù)停機(jī),、以及過(guò)流保護(hù)停機(jī)的數(shù)據(jù)儀器自動(dòng)將其保存為歷史數(shù)據(jù)。多能保存九次測(cè)量的數(shù)據(jù),，九次以前的將自動(dòng)刪除,。點(diǎn)擊圖６中的“查看”鍵，可查看近九次試驗(yàn)的歷史數(shù)據(jù)
七,、 電纜的超低頻耐壓試驗(yàn)方法
橡塑絕緣電力電纜0.1Hz超低頻耐壓試驗(yàn)電壓
電纜額定電壓 U0/UN | 交接試驗(yàn)電壓 | 預(yù)防性試驗(yàn)電壓 | ||
電壓倍數(shù) | 電壓值（k V） | 電壓倍數(shù) | 電壓值（k V） | |
1.8/3 | 3 U0 | 5 | 2.1U0 | 4 |
3.6/6 | 3 U0 | 11 | 2.1U0 | 8 |
6/6 | 3 U0 | 18 | 2.1U0 | 13 |
6/10 | 3 U0 | 18 | 2.1U0 | 13 |
8.7/10 | 3 U0 | 26 | 2.1U0 | 18 |
12/20 | 3 U0 | 36 | 2.1U0 | 25 |
21/35 | 3 U0 | 63 | 2.1U0 | 44 |
26/35 | 3 U0 | 78 | 2.1U0 | 55 |
1．將與試品相連的電器設(shè)備全部脫離試品電纜,。
2．用兆歐表對(duì)試品電纜各相分別進(jìn)行絕緣電阻試驗(yàn)，合格方可進(jìn)行低頻耐壓試驗(yàn),。
3．試驗(yàn)電壓峰值：Ｕmax＝3Ｕo,，其中Ｕo為電纜相電壓的定額值。例如：額定電壓為10kV電纜,，單相額定電壓 Ｕo＝10÷
kV＝5.774kV,，所以試驗(yàn)電壓峰值為： Ｕmax＝3Ｕo＝17.32kV。
4．試驗(yàn)時(shí)間：按電力試驗(yàn)要求設(shè)定,。
5．可分相進(jìn)行測(cè)試,。試品電纜的電容值在試驗(yàn)設(shè)備負(fù)載容量能力范圍內(nèi)時(shí),，可將試品電纜三相線芯并聯(lián)后，同時(shí)進(jìn)行耐壓試驗(yàn),。
6．用隨機(jī)附帶的柔性連接電纜將試驗(yàn)設(shè)備與試品電纜按圖13所示的方法相連接,。合上電源，設(shè)定好試驗(yàn)頻率,、時(shí)間和電壓以及高壓側(cè)的過(guò)流保護(hù)值,、過(guò)壓保護(hù)值，然后開(kāi)始升壓試驗(yàn),。升壓過(guò)程應(yīng)密切監(jiān)視高壓回路,，監(jiān)聽(tīng)試品電纜是否有異常響聲。升至試驗(yàn)電壓時(shí),，即開(kāi)始記錄試驗(yàn)時(shí)間并讀取試驗(yàn)電壓值,。
7．試驗(yàn)時(shí)間到后，儀器自動(dòng)停機(jī),。試驗(yàn)中若無(wú)破壞性放電發(fā)生,，則認(rèn)為通過(guò)耐壓試驗(yàn)。
8．在升壓和耐壓過(guò)程中,，如發(fā)現(xiàn)輸出波形異?；儯译娏鳟惓Ｔ龃?，電壓不穩(wěn),，試品電纜發(fā)生異味、煙霧,、異常響聲或閃烙等現(xiàn)象，應(yīng)立即停止升壓,，停機(jī)后查明原因,。這些現(xiàn)象如果是試品電纜絕緣部分薄弱引起的，則認(rèn)為耐壓試驗(yàn)不合格,。如確定是試品電纜由于空氣濕度或表面臟污等原因所致,，應(yīng)將試品電纜清潔
干燥處理后，再進(jìn)行試驗(yàn),。
9．試驗(yàn)過(guò)程中,，如果遇到非試品電纜絕緣缺陷使儀器出現(xiàn)過(guò)流保護(hù)，在查明原因后,，應(yīng)重新進(jìn)行全時(shí)間耐壓試驗(yàn),。
圖13 單相測(cè)量連線圖
八 、發(fā)電機(jī),、電動(dòng)機(jī)的超低頻耐壓試驗(yàn)方法
對(duì)發(fā)電機(jī)的超低頻耐壓試驗(yàn)操作方法與以上對(duì)電纜的操作方法相似,。下面就不同的地方作重點(diǎn)補(bǔ)充說(shuō)明,。
1．在交接、大修,、局部更換繞組以及常規(guī)試驗(yàn)時(shí),，均可進(jìn)行此項(xiàng)試驗(yàn)。用0.1Hz超低頻對(duì)電機(jī)進(jìn)行耐壓試驗(yàn),，對(duì)發(fā)電機(jī)端部絕緣的缺陷比工頻耐壓試驗(yàn)更有效,。其原因是在工頻電壓下，由于從線棒流出的電容電流在流經(jīng)絕緣外面的半導(dǎo)體防暈層時(shí)造成了較大的電壓降,，因而使端部的線棒絕緣上承受的電壓減?。欢诔皖l情況下,，此電容電流大大減小了,，半導(dǎo)體防暈層上的壓降也大為減小，故端部絕緣上電壓較高,，便于發(fā)現(xiàn)缺陷,。
2．連線方法：試驗(yàn)時(shí)應(yīng)分相進(jìn)行，被試相加壓,，非被試相短接接地,。如圖14所示
3．按照有關(guān)規(guī)程的要求，試驗(yàn)電壓峰值可按如下公式確定：
Ｕmax＝
βＫUo
其中Ｕmax ：為0.1Hz試驗(yàn)電壓的峰值（kV）
β：0.1Hz與50Hz電壓的等效系數(shù),，按我國(guó)規(guī)程的要求,取1.2
Ｋ：通常取1.3～1.5 一般取1.5
Ｕo ：發(fā)電機(jī)定子繞組額定電壓（kV）
例如：額定電壓為13.8 kV的發(fā)電機(jī),，超低頻的試驗(yàn)電壓峰值計(jì)算方法為：
Ｕmax＝
×1.2×1.5×13.8≈35.1(kV)
4． 試驗(yàn)時(shí)間按有關(guān)規(guī)程進(jìn)行
5．在耐壓過(guò)程中，若無(wú)異常聲響,、氣味,、冒煙以及數(shù)據(jù)顯示不穩(wěn)定等現(xiàn)象，可以認(rèn)為絕緣耐受住了試驗(yàn)的考驗(yàn),。為了更好地了解絕緣情況,，應(yīng)盡可能全面監(jiān)視絕緣的表面狀態(tài)，特別是空冷機(jī)組,。經(jīng)驗(yàn)指出,，外觀監(jiān)視能發(fā)現(xiàn)儀表所不能反映的發(fā)電機(jī)絕緣不正常現(xiàn)象,，如表面電暈,、放電等。
圖14 測(cè)量定子的某相連線圖
