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中試控股技術研究院魯工為您講解：超低頻發電機絕緣耐壓試驗裝置

ZSVLF-50KV超低頻高壓發生器 | 參考標準：DL/T849.4-2004

我國正在推廣這一方法
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。我們知道，在對大型發電機、電纜等試品進行工頻耐壓試驗時，由于它們的絕緣層呈現較大的電容量，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，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，從而降低了試驗電源的容量。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。試驗程序大大地減化，與工頻試驗相比優越性更多。這就是為什么發達國家普遍采用這一方法的原因。我國電力部以委托武漢高壓研究所起草了《35kV及以下交聯聚乙烯絕緣電力電纜超低頻（0.1Hz）耐壓試驗方法》行業標準。本儀器是根據我國這一需要研制而成的。可廣泛用于電纜、大型高壓旋轉電機、電力電容器的交流耐壓試驗之中。
超低頻高壓發生器是進行超低頻交流耐壓試驗的高壓測試裝置，本裝置適用于電力部門和工礦企業在現場對聚乙烯、交聯聚乙烯塑料電纜及其他高壓電氣設備進行絕緣耐壓試驗。本裝置相對于直流耐壓試驗具有較小的破壞性且與交流工頻耐壓具有等效性。

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一、用本ZSVLF-50KV超低頻高壓發生器做電纜和發電機耐壓試驗前，應該先用兆歐表進行測試，兆歐表測試沒有問題后，才能使用本儀器。
10KV電纜試驗時，應單相試驗，電壓設定為18KV，頻率設定為0.1Hz(推薦使用)、
0.05Hz(推薦使用)、0.02Hz(升壓過程較慢)、0.01Hz(升壓過程很慢，10～40分鐘，適合10公里以上電纜)，說明書上所說的帶載能力是理論值，現場時10KV電纜長度可達到3-20公里。

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。我們知道，在對大型發電機、電纜等試品進行工頻耐壓試驗時，由于它們的絕緣層呈現較大的電容量，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，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，從而降低了試驗電源的容量。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。試驗程序大大地減化，與工頻試驗相比優越性更多。這就是為什么發達國家普遍采用這一方法的原因。我國電力部以委托武漢高壓研究所起草了《35kV及以下交聯聚乙烯絕緣電力電纜超低頻（0.1Hz）耐壓試驗方法》行業標準。我國正在推廣這一方法，本儀器是根據我國這一需要研制而成的。可廣泛用于電纜、大型高壓旋轉電機、電力電容器的交流耐壓試驗之中。
二、ZSVLF-50KV超低頻高壓發生器簡介
結合了現代數字變頻先進技術，采用微機控制，升壓、降壓、測量、保護完全自動化，并且在自動升壓過程中能進行人工干預。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、打印機輸出試驗報告。設計指標完全符合《電力設備專用測試儀器通用技術條件，第4部分：超低頻高壓發生器通用技術條件》電力行業標準，使用十分方便。現在國內外均采用機械式的辦法進行調制和解調產生超低頻信號，所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，設備笨重，而且正弦波的二，四象限還需要大功率高壓電阻進行放電整形，所以設備的整體功耗較大。本產品均能克服這樣一些不足之處，另外，還有如下特點需要特別說明：
1、電流、電壓數據均直接通過高壓側采樣獲得，所以數據真實、準確。
2、過壓保護：當輸出超過所設定的限壓值時，儀器將停機保護，動作時間小于２０ms。
3、過流保護：設計為高低壓雙重保護，高壓側可按設定值進行精確停機保護；低壓側的電流超過額定電流時將進行停機保護，動作時間都小于２０ms。
4、高壓輸出保護電阻設計在升壓體內，所以外面不需另接保護電阻。
5、由于采用了高低壓閉環負反饋控制電路，所以輸出無容升效應。
三、ZSVLF-50KV超低頻高壓發生器參數
1、輸出額定電壓：參見表
2、輸出頻率：0.1Hz、0.05Hz、0.02Hz、0.01Hz。
3、帶載能力：參見表1    0.1  Hz  最大1.1μF(理論值，現場電纜長度為3 - 8公里）
0.05 Hz  最大2.2μF(理論值，現場電纜長度為3 - 35公里）
0.02 Hz  最大5.5μF(理論值，現場電纜長度為3 - 35公里）
0.01 Hz  最大11.0μF(理論值，現場電纜長度為35公里以上）
4、測量精度：±（3%滿量程+0.5KV）
5、電壓波形失真度：≤5%
6、使用條件：戶內、戶外；溫度：-10℃∽+40℃；濕度：≤85%RH
7、電源：交流50 Hz，220V ±5%

電纜的超低頻耐壓試驗方法
1、將與試品相連的電器設備全部脫離試品電纜。
2、采用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，單相額定電壓 Ｕo：
4、試驗時間：3分鐘。
5、可分相進行測試。試品電纜的電容值在試驗設備負載容量能力范圍內時，可將試品電纜三相線芯并聯后，同時進行耐壓試驗。
6、用隨機附帶的專用柔性連接電纜將試驗設備與試品電纜按圖8所示的方法相連接。合上電源，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。升壓過程應密切監視高壓回路，監聽試品電纜是否有異常響聲。升至試驗電壓時，即開始記錄試驗時間并讀取試驗電壓值。
7、試驗時間到后，儀器自動停機。試驗中若無破壞性放電發生，則認為通過耐壓試驗。
8、在升壓和耐壓過程中，如電流異常增大，電壓不穩，試品電纜發生異味，煙霧或異常響聲或閃烙等現象，應立即停止升壓，停機后查明原因。這些現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過流保護，在查明原因后，應重新進行全時間連接耐壓試驗。不得僅進行“補足時間”試驗
八、大型高壓發電機的超低頻耐壓試驗方法
對發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重點補充說明。
1、在交接、大修、局部更換繞組以及常規試驗時，均可進行此項試驗。用0.1Hz超低頻對電機進行耐壓試驗，對發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，便于發現缺陷。
2、連線方法：試驗時應分相進行，被試相加壓，非被試相短接接地。如圖9所示
3、按照有關規程的要求，試驗電壓峰值可按如下公式確定：
Ｕmax＝√2βＫUo
          其中Ｕmax ：為0.1Hz試驗電壓的峰值（kV）
β：0.1Hz與50Hz電壓的等效系數，按我國規程的要求,取1.2
Ｋ：通常取1.3∽1.5  　一般取1.5
Ｕo ：發電機定子繞組額定電壓（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、試驗時間按有關規程進行
5、在耐壓過程中，若無異常聲響、氣味、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驗的考驗。為了更好地了解絕緣情況，應盡可能全面監視絕緣的表面狀態，
特別是空冷機組。經驗指出，外觀監視能發現儀表所不能反映的發電機絕緣不正常現象，如表面電暈、放電等。

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