1、程控超低頻高壓發(fā)生器一、概述電氣設備的高壓耐壓試驗是絕緣預防性試驗規(guī)定的最重要項目之一。耐壓試驗可分為交流耐壓試驗和直流耐壓試驗，交流耐壓試驗又可分為工頻、變頻和0.1Hz超低頻測試技術，其中0.1Hz超低頻技術是最新技術，是當前國際電工委員會推薦的技術。新一代VLF系列微機式0.1Hz超低頻高壓發(fā)生器是本公司自主開發(fā)的核心產品，它克服了第一代機械式產品的諸多缺點，性價比遠遠高于同類進口產品，特別適用于絕緣等值電容較大的電氣設備（例如：電力電纜、電力電容器、大中型發(fā)電機和電動機等）耐壓試驗，符合2004年國家新頒布電力行業(yè)標準超低頻高壓發(fā)生器通用技術條件 DL/T849.4-2004要求。二、

2、0.1Hz超低頻耐壓技術優(yōu)點超低頻絕緣耐壓試驗實際上是工頻耐壓試驗的一種替代方法。在對大中型發(fā)電機、電動機、電力電纜等試品進行工頻耐壓試驗時，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變壓器或諧振變壓器。這樣一些巨大的設備，不但笨重，造價高，而且使用十分不便。為了解決這一矛盾，國際上普遍采用了降低試驗頻率，從而降低了試驗電源容量的方法。從國內外多年的理論和實踐證明，用0.1Hz超低頻耐壓試驗替代工頻耐壓試驗，不但能有同樣的等效性，而且設備的體積大為縮小，重量大為減輕，理論上容量約為工頻的五百分之一，且操作簡單。這就是為什么發(fā)達國家普遍采用這一方法的主要原因。根據(jù)我國電力系統(tǒng)實際情

3、況，國家發(fā)改委已制定了35kV及以下交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜超低頻（0.1Hz）耐壓試驗方法行業(yè)標準，2004年頒布了電力行業(yè)標準超低頻高壓發(fā)生器通用技術條件DL/T 849.42004，我國正在推廣這一最新的試驗方法。雖然直流耐壓試驗設備具有體積小、重量輕和造價低等優(yōu)點，但是直流耐壓試驗對被試品絕緣破壞性也是最大的。所以國家最新頒布的電氣設備預防性試驗相關規(guī)程已經明文規(guī)定不再使用直流高壓對電氣設備進行耐壓試驗，推薦使用交流耐壓試驗。本公司研制的新一代“VFL系列0.1Hz超低頻高壓發(fā)生器”采用最新電力電子元器件和微電腦技術，進一步降低了設備的體積和重量，傻瓜式操作，性能更穩(wěn)定，克服了第一代機械

4、式升壓器使用壽命短、故障率高、體積大的缺點。附：各種耐壓試驗設備的性能比較：比較內容工頻耐壓變頻耐壓0.1Hz耐壓直流耐壓等效性好好好差絕緣破壞性小小小大操作安全型較低較低高較低試驗接線復雜最復雜最簡單復雜設備體積最大較大小最小三、VLF系列產品技術參數(shù)1、產品命名說明其中，VLF為超低頻的英文縮寫。2、技術參數(shù)2.1產品主要參數(shù)如表1表1 VLF系列超低頻高壓發(fā)生器主要技術參數(shù)型 號峰值電壓測量范圍重 量用 途VLF-30/1.130kV0.1Hz時1.1F控制器：4kg升壓器：25kg10kV及以下電壓電纜、發(fā)電機等0.05Hz時2.2F0.02Hz時5.5FVLF-50/5.050kV0

5、.1Hz時5.0F控制器：5kg升壓器：55kg用于電纜故障的燒穿0.05Hz時10F0.02Hz時25FVLF-80/1.180kV0.1Hz時1.1F控制器：5kg升壓器：45kg35kV及以下電壓電纜、發(fā)電機等0.05Hz時2.2F0.02Hz時5.5F2.2使用電源：220V10%，505%Hz注意：若使用便攜式發(fā)電機供電，要求發(fā)電機輸出電壓、頻率穩(wěn)定（一般要求功率大于3kW，頻率50Hz，電壓220V5%），否則要使用一些輔助措施穩(wěn)定發(fā)電機輸出。2.3輸出電壓精度：輸出高壓峰值不穩(wěn)定度：1%輸出電壓頻率不穩(wěn)定度：3%輸出電壓波形畸變率：5%2.4使用環(huán)境： 溫度100C400C，濕度

6、85%RH2.5測試范圍說明：1）被試品電容量不得超過儀器額定電容量最大值，數(shù)值大小見表1；2）被試品電容量過小，會影響輸出波形。若小于0.05F，儀器將不能正常輸出，此時可采用本公司提供的輔助裝置（選配）即可。3）常用電氣設備電容量的估算見表2和表3表2 不同類型發(fā)電機的單相對地電容量型號汽輪發(fā)電機水輪發(fā)電機發(fā)電機容量（MW）20030060085125-150300400單相對地電容（F）0.1980.18-0.260.31-0.340.691.8-1.91.7-2.52.0-2.5表3 交聯(lián)聚乙烯絕緣單芯電力電纜的電容量(F/km)四、產品特點1、技術先進：采用數(shù)字變頻技術，微電腦控制，

7、升壓、降壓、測量、保護等測試過程全自動化。2、操作方便：接線簡單，傻瓜式操作。3、保護全面：多重保護（過壓保護、高低壓側過流保護），動作迅速（動作時間20ms）,儀器安全可靠。4、安全可靠：控制器和高壓發(fā)生器低壓連接，光電控制，使用安全可靠。5、采用了高低壓閉環(huán)負反饋控制電路，輸出無容升效應。6、配置齊全：液晶漢字顯示，自動存儲，自動打印。7、測試范圍大：0.1Hz、0.05Hz及0.02Hz多頻率選擇，測試范圍大。8、體積小、重量輕：十分利于戶外作業(yè)。五、儀器結構功能說明本儀器由兩個部分組成：即控制器和升壓器，兩部分結構和功能如下：1、控制器面板示意圖控制器面板各部件布置如圖1所示，各部件功

8、能說明如下： 圖1 控制器面板示意圖“地” 接地端子：使用時與大地相連?！拜敵觥?輸出多芯插座：使用時與升壓器的輸入多芯插座相連?！伴_關” 電源開關：內置指示燈，開時亮，關時熄。“對比度” 對比度調節(jié)旋扭：用于調節(jié)液晶顯示器的對比度?！肮δ苕I” 其功能由顯示器提示欄對應位置提示?！癆C220V” 電源輸入插座，內置保險管?！按蛴C” 打印測試報告?！耙壕э@示器” 顯示測試數(shù)據(jù)以及輸出波形。2、升壓器結構示意圖圖2升壓器結構示意圖3、顯示屏示意圖圖3顯示屏示意圖六、操作說明1、 接線方法圖4 接線示意圖接線說明：用本產品隨機配備的兩根專用線和接地線按圖4的方法連接。電源插座用電源線連至220V/

9、50Hz的交流電上。2、 操作程序1） 開機、關機、復位按上述方法連好所有線路之后，就可以將電源開關打開。儀器在微機上電復位下，自動進入如圖5所示的設置參數(shù)界面。在進行連線、拆線、或暫不使用儀器時，應將電源關掉。電源插座上裝有保險管。若開機屏幕無顯示，應先檢查保險管是否熔斷，保險管大小應按表1提供的數(shù)據(jù)更換。2）設置限定參數(shù)圖5操作主界面在圖5所示的設置參數(shù)界面上，可根據(jù)試驗的需要設定好輸出頻率、試驗時間、試驗電壓、高壓側的過流保護值、過壓保護值。修改方法如下：點擊“選擇”鍵，可在參數(shù)之間循環(huán)移動光標。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

10、，單位為Hz。定時修改范圍：0-99分。它規(guī)定了試驗時間的長短，單位為分鐘。試驗電壓范圍為0至額定值，單位為kV。它設置了我們所要升至的試驗電壓。儀器升至這個設定電壓值時，就不再升壓,并保持在這個峰值下進行等幅的正弦波輸出。電流保護值設定范圍為0至額定值，單位為mA。它規(guī)定了通過試品的電流上限值，當電流超過此設定時，儀器自動切斷輸出。電壓保護值設定范圍為0至額定值，單位為kV。它規(guī)定了通過試品的電壓上限值，當電壓超過此設定時，儀器自動切斷輸出。（注意：以上電壓、電流及儀器顯示的測量數(shù)據(jù)均為峰值。）3） 待命界面點擊“返回”鍵，儀器進入圖6所示的升壓待命界面。 圖6 圖7待命界面提供如下三種功能

11、：點擊“升壓”鍵，儀器進入自動升壓程序。點擊“設限”鍵，儀器返回至圖5所示的設限子界面，以便重新修改參數(shù)。點擊“查看”鍵，查看最近九次的試驗數(shù)據(jù)。4） 自動升壓按圖6點擊升壓鍵后，儀器在電腦的控制下，按如下流程進行升壓試驗：自檢升壓等幅輸出停機若出現(xiàn)圖7所示的提示信息：“未接負載”,表示未接升壓體或未接容性試品。 圖8 圖9自檢成功后，儀器自動進入升壓狀態(tài)，如圖8所示,儀器將用若干個周期的時間將電壓升至設定值。在升壓過程中，若想暫停升壓，可點擊圖8中的“暫?！辨I，儀器將進行等幅輸出，同時此鍵自動變?yōu)椤吧龎骸辨I。若想繼續(xù)升壓，可點擊此鍵，儀器將繼續(xù)升壓，直至設定電壓為止。這兩種功能可反復交替進行

12、。點擊“計時”鍵，儀器開始計時，也可等到電壓升至設定值后，儀器自動開始計時。點擊“停機”鍵儀器停止高壓輸出，并對試品進行自動放電。5）電壓微調電壓升到設定值后出現(xiàn)圖9所示界面。若輸出電壓不滿足要求，可點擊“微升”或“微降”鍵來調整電壓。每點擊一次之后，應至少觀察一個周期再作調整，直到滿意。6）停機 本儀器提供兩種停機方式：定時停機：當計時達到設定時間，儀器自動停機。 手動停機：點擊“停機”鍵可停機。這兩種停機方式為正常停機。停機后出現(xiàn)圖10所示的“試驗通過”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)過流保護，就可認為試驗通過。圖10試驗通過界面 另外還有兩種非正常停機:過壓保護停

13、機、過流保護停機。停機后出現(xiàn)如圖11、圖12所示的提示界面。起動停機指令后，儀器自動切斷輸出，再執(zhí)行數(shù)據(jù)歷史保存，并進入相應的提示界面。 圖11過壓保護動作界面 圖12過流保護動作界面7）打印根據(jù)圖10的提示點擊“打印”鍵，可將顯示器上的本次數(shù)據(jù)打印成試驗報告。在查看歷史數(shù)據(jù)狀態(tài)下，點擊“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)凡是通過了定時停機、點擊“停機”鍵進行的停機、過壓保護停機、以及過流保護停機的數(shù)據(jù)儀器自動將其保存為歷史數(shù)據(jù)。最多能保存九次測量的數(shù)據(jù)，九次以前的將自動刪除。點擊圖中的“查看”鍵，可查看最近九次試驗的歷史數(shù)據(jù)。七、電力電纜耐壓試驗方法1、將與被測試電

14、纜相連的電氣設備全部斷開。2、用兆歐表測試電纜各相絕緣參數(shù)，測試合格方可進行超低頻耐壓試驗。3、整定試驗電壓值：max3o，其中o為電纜的額定相電壓值。例1：某電纜參數(shù)：額定線電壓為10kV、額定相電壓o6kV，所以試驗電壓整定值為：max3o18kV。各種型號橡塑絕緣電力電纜0.1Hz超低頻試驗電壓值整定值如表4。表4 各種型號橡塑絕緣電力電纜0.1Hz超低頻試驗電壓和時間額定電壓U0/UN(kV)交接試驗預防性試驗倍數(shù)試驗電壓(kV)試驗時間（分鐘）倍數(shù)試驗電壓(kV)試驗時間（分鐘）1.8/33U05603U05153.6/63U011603U011156/63U018603U01815

15、6/103U018603U018158.7/103U026603U0261512/203U036603U0361521/353U063603U0631526/353U078603U07815注：UN為電纜額定線電壓，U0為額定相電壓4、試驗時間：交接試驗時試驗時間為60分鐘，預防性試驗時間為15分鐘。5、 過流保護整定電流值：超低頻耐壓試驗試品容性電流（或泄漏電流）的估算方法：02fCU23.140.1CU(mA) (公式1)其中：C為電纜對地電容量，單位為F；U為試驗電壓有效值，單位為kV。例2：某型號10kV（UN=10kV，U0=8.7kV）電纜長4km,單相對地電容0.21F/km，0

16、.1Hz超低頻耐壓試驗電壓為26kV(峰值),則泄漏電流近似為：02fCU23.140.1CU0.6280.214269.69（mA）過流保護整定電流值：I=k0 (公式2)其中：k為過流保護可靠系數(shù)，顯然k1若k取1.5，則過流保護整定電流值可?。?4.5mA6、試驗接線：用隨機附帶的專用連接線將試驗設備與試驗電纜按圖13所示的方法連接。仔細檢查接線正確后合上電源，再次設定好試驗頻率、時間和電壓以及高壓側的過流保護值、過壓保護值，然后開始升壓試驗。升壓過程應密切監(jiān)視高壓回路，監(jiān)聽試品電纜是否有異常響聲。升至試驗電壓時，儀器開始自動記錄試驗時間、顯示試驗電壓值。圖13 單相電纜測試接線圖7、試

17、驗時間到后，儀器自動停機。若試驗中無破壞性放電發(fā)生，則認為通過耐壓試驗。8、在升壓和耐壓過程中，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，應立即停止升壓，停機后查明原因。這些現(xiàn)象如果是試品電纜絕緣部分薄弱引起的，則認為耐壓試驗不合格。如確定是試品電纜由于空氣濕度或表面臟污等原因所致，應將試品電纜清潔干燥處理后，再進行試驗。9、試驗過程中，如果遇到非試品電纜絕緣缺陷使儀器出現(xiàn)過流保護，在查明原因后，應重新進行耐壓試驗。八、同步電機耐壓試驗方法對同步電機的超低頻耐壓試驗操作方法與以上對電纜的操作方法相似。下面就不同的地方作補充說明。1、在交接

18、、大修、局部更換繞組以及常規(guī)試驗時，均可進行此項試驗。用0.1Hz超低頻對電機進行耐壓試驗，對發(fā)電機端部絕緣的缺陷比工頻耐壓試驗更有效。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絕緣外面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電壓減小；而在超低頻情況下，此電容電流大大減小了，半導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、接線方法：試驗時應分相進行，給被試相加壓，非被試相短接接地。試驗接線如圖14所示。圖14 測試某相定子的接線圖3、按照規(guī)程規(guī)定，試驗電壓峰值可按如下公式3確定：maxUo(公式3)其中max: 0.1Hz試驗電壓的峰值（kV）；: 0.1Hz與50Hz電壓的等效系數(shù)，按我國規(guī)程的要求,取1.2；: 整定系數(shù)，通常為1.31.5，一般取1.5o: 同步電機定子繞組額定電壓（kV）例如：額定電壓為10.5kV的同步電機，超低頻的試驗電壓峰值計算方法為：max1.21.510.526(kV)4、試驗時間整定：與工頻耐壓的試驗時間相同，一般為1min。5、 過流保護動作電流整定值：整定方法與電纜