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電力技術

直流耐壓試驗器120KV

時間：2023-03-15

中試控股技術研究院魯工為您講解： 直流耐壓試驗器120KV

ZSZGF-120KV/2mA直流高壓發生器

適合電壓等級：10KV、35KV、110KV、220KV、300KV、400KV、500KV、750KV、800KV、1000KV

電流分類：2mA、3mA、5mA、10mA、20mA

參考標準：DL/T 474.2-2018，電力行業DL/T848.1-2004《高壓試驗裝置通用技術條件第1部分：直流高壓發生器》

ZSZGF-120KV/2mA直流高壓發生器是由中試控股研發生產，適用于電力試品測試，對氧化鋅避雷器、電力電纜、變壓器、發電機、電動機、斷路器/開關、開關柜、隔離開關、互感器、套管、支柱絕緣子、電抗器、母線、輸電線路、熔斷器、電容器、接觸器、配電箱、絕緣材質、變電站系統等高壓電氣設備進行直流耐壓試驗，行業處于領先水平！

中試控股始于1986年 ? 30多年專業制造 ? 國家電網.南方電網.內蒙電網.入圍合格供應商

ZSZGF-120KV/2mA直流高壓發生器

ZSZGF-120KV/2mA直流高壓發生器
儀器功能
本儀器適用于電力、鐵路、化工、工礦、冶金、鋼鐵等部門對氧化鋅避雷器、磁吹避雷器、電力電纜、變壓器、發電機等設備進行直流耐壓試驗和泄漏試驗，亦可作靜電吸塵、噴涂等電源。
1.3 執行標準
1DL/T848.1-2004　高壓試驗裝置通用技術條件第1部分：直流高壓發生器
2DL/T596-2005　電力設備預防性試驗規程
3GB11032-2010　交流無間隙金屬氧化物避雷器
4GB/T 16927.1-2011　高電壓試驗技術第1部分：一般定義及試驗要求
5DL/T474.2-2006　現場絕緣實驗實施導則:直流高電壓試驗
6GB/T.311-2012　高壓輸變電設備的絕緣配合
1.4儀器特征
1.輸出電壓穩定：采用高頻倍壓電路，應用最新PWM脈沖寬度調制技術和電壓電流雙閉環反饋技術，提高電源調整率和負載調整率，使電壓穩定度高，紋波小。全量程平滑調壓，輸出電壓精度高。主機電壓表直接顯示加載在負載上的電壓值，無需外加分壓器，接線操作簡單。電壓分辨率0.1kV，電流分辨率1uA。
2.保護全面：保護功能齊全，具有零位保護、過壓保護、過流保護、擊穿保護，保護電路選用納秒級專用傳感器，動作迅速可靠，有效保障人身及設備安全。
3.0.75U功能：增設智能高精度0.75U功能一鍵按鈕，按下此按鈕，電壓電流自動跳轉至0.75U狀態，利于氧化鋅避雷器的測試。
4.零起升壓：升壓電位器零起升壓，采用進口多圈電位器，升壓過程平穩，調節精度高。
5.過壓設定：過壓整定選用數字撥碼開關，操作簡單，并具有較高的整定精度。
6.一體式設計：選用一體式設計方案，主機和倍壓筒放置在一個機箱內。選用進口高頻高壓整流二極管，使倍壓筒體積小巧，提升整機效率，便于攜帶。
7.性能可靠：關鍵器件選用高性能進口元件，倍壓筒外表涂特種絕緣材料，電氣性能好、防潮能力強、無泄漏。
8.操作簡單：儀器界面各功能按鍵，布局合理，指示清晰，易學易用。
1.5　技術參數
技術參數 120/2
額定電壓（kV） 120
額定電流（mA） 2
額定功率（W） 240
整機質量（kg） 10
整機體積（mm3） 565*390*190
倍壓筒高度（mm） 535
輸出電壓精度 ±(1.0%讀數±2個字)
輸出電流精度 ±(1.0%讀數±2個字)
紋波系數 ≤0.5%
工作方式間斷使用，額定負載30分鐘
過載能力空載電壓可超出額定電壓10%使用10分鐘
最大充電電流為1.25倍額定電流
電源 AC220V±10%　50HZ
工作環境溫度： -10-40℃
相對濕度：室溫為25℃時不大于85%（無凝露）
海拔高度：1500米以下

ZSZGF-120KV/2mA直流高壓發生器直流高壓發生器具有多種保護功能，如：低壓過流、低壓過壓、高壓過流、高壓過壓、零位保護、不接地保護等。推動信號快速關斷保護在輸出端采用專用傳感器取樣，反應時間為納秒級，通過納秒級的光隔離元件和納秒級的模擬開關，全過程在2微秒內將功放電路的推動信號切斷，保證在輸出短路的情況下，不損壞功率器件。是指主要用于絕緣和漏電檢測中的高壓電源，高壓電源和高壓發生器已經沒有嚴格的區別。

ZSZGF-120KV/2mA直流高壓發生器

直流高壓發生器技術特點
采用中頻倍壓電路，應用PWM脈寬調制技術和大功率IGBT器件。
采用電壓大反饋，輸出電壓穩定度高，紋波系數小≤1%。
全量程平滑調壓，電壓調節細度好調節精度≤0.5%，穩定度≤1%，電壓電流誤差1%（讀數±0.2KV），電流誤差±1個字。
升壓電位器零起升壓。　　75%UDC1mA功能按鈕，方便氧化鋅避雷器試驗，精度1%讀數±1%。
過壓保護采用拔碼設定，一目了然，誤差±1%。
倍壓采用新型材料，輕巧、堅固。外表涂特種絕緣材料，電氣性能好，防潮能力強。
折疊式撐腳，直徑面積大，穩定性能好。
40KV一體化設計、高壓拖地電纜引出，方便現場試驗。
產品符合DL/T848.1-2004技術要求，并經電力部電氣設備質量檢測測試中心型式試驗.
具體型號與用途：Q系列、ZGF系列直流高壓發生器(直高發)是按照中國行業標準ZBF 24003-90《便攜式直流高壓發生器通用技術條件》的要求，研究、制造的便攜式直流高壓發生器，適用于電力部門、廠礦企業動力部門、科研單位、鐵路、化工、發電廠等對氧化鋅避雷器、磁吹避雷器、電力電纜、發電機、變壓器、開關等設備的直流高壓試驗。
直流高壓發生器(直高發)采用中頻倍壓電路，率先應用最新的PWM中頻脈寬調制技術，閉環調整，采用了電壓大反饋，使電壓穩定度大幅度提高。使用性能卓越的大功率IGBT器件及其驅動技術，并根據電磁兼容性理論，采用特殊屏蔽、隔離和接地等措施。使直流高壓發生器具備了高品質、便攜式，并能承受額定電壓放電而不損壞。
直流高壓發生器儀器(直高發)主要部件選用美國、德國、日本等國先進技術的元器件，使儀器更可靠、更穩定，倍壓筒體積小，容量大，過載能力強，便于現場作業試驗。

ZSZGF-120KV/2mA直流高壓發生器在直流高壓發生器在行業內率先采用分節式結構，即既可用于高電壓等級，又能用于較低電壓等級，并保持其精度不變。以100/200kV/2mA分兩節為例，單節時可做100kV/2mA使用，可用于35kV及以下系統電氣設備直流高壓試驗，此時可保證測量的準確性避免大馬拉小車；兩節使用時可做200kV/2mA 使用.可用于220kV分節、110kV及以下氧化鋅避雷器直流試驗及交聯電纜的直流耐壓試驗。

1、直流高壓發生器快速極性轉換方法

高壓發生器的整個極性轉換涉及一系列過程，例如發電機降壓，接地，硅堆極性切換，接地和升壓。在極性切換過程的每個步驟中使用大量時間。為了縮短極性切換時間并實現直流高壓發生器的快速極性切換，需要縮短每個過程的時間。

（1）降壓過程

加速降壓速度是縮短極性切換的一個方面，并且主要通過增加放電電阻來實現加速降壓速度。增加放電電阻不會增加放電電阻器的總電阻，而是增加與分壓器并聯的相同電阻值的電阻器的數量。列數越多，總電阻值越小，降壓速度越快。同時，應考慮放電電阻的下限，因為過小的放電電阻將不可避免地導致器件正常工作期間漏電流的增加。

（2）接地開關接地過程

在此過程中，將測試電壓接地到零或小電壓值需要很長時間。當直流高壓發電機電壓從測試值降低到一定水平時，通過直接接地快速接地開關的方法可以大大縮短接地開關的接地過程。但是，滿足高壓的接地快速接地開關可以承受所有高壓和大電流，這對快速接地開關來說是極其苛刻的。

（3）硅堆極性轉換過程

簡而言之，硅堆棧需要實現快速極性切換，以轉換內部單管極性。要實現這一目標，首先要考慮動機問題。目前，有三種簡單的動力，由電動，氣動和液壓方法驅動。根據本文直流高壓發生器的結構，在高壓下不可能實現電力，氣動裝置具有氣缸使用的空氣源壓縮比。太大而無法實現硅疊層的平滑極性轉換;如果所有硅反應器都通過氣管串聯連接，當氣體中的濕度大時，整套設備將由于氣管排出，導致設備損壞等。液壓方法使用經過真空處理的烷基苯絕緣油，不會導致排放。其次，油的壓縮比遠小于氣體的壓縮比，可以實現硅反應器的平滑極性轉換，并且可以避免其他兩種方法的問題。相比之下，可以看出水力選擇方法是合理的。
在液壓驅動后，內部單管和末端液壓缸形成一組傳動機構。當液壓缸啟動時，內部單管開始平穩地轉換極性，直到液壓缸完成并且極性切換到位。此時，返回管路中的油激活壓力繼電器以給出控制信號，指示所有硅堆都在適當的位置。每個硅堆通過液壓油管連接，并且所有硅油積聚管和汽缸并聯連接，以確保縮短所有硅堆的極性轉換操作時間。
1、測量油紙絕緣電力設備的泄漏電流時，施加負極性的直流高壓試驗電壓，更容易發現其絕緣缺陷。它可用電滲現象(在外加電場作用下，液體通過多孔固體的運動現象)進行解釋。運行經驗表明，電纜或變壓器等油浸式電力設備的絕緣受潮通常是從外皮或外殼附近開始的。根據電滲現象，電纜或變壓器絕緣中的水分在電場作用下帶正電，當電纜心或變壓器繞組施加正極性電壓時，絕緣中的水分被其排斥而滲向外皮或外殼，使其水分含量相對減小，從而導致泄漏電流減小；當電纜心或變壓器繞組施加負極性電壓時，絕緣中的水分會被其吸引而滲過絕緣向電纜心或變壓器繞組移動，使其絕緣中高場強區的水分相對增加，導致泄漏電流增大。
2、進行直流耐壓試驗時，在棒—板電極構成的不對稱、極不均勻電場中，氣體間隙相同時，由于極性效應，負棒—正板的火花放電電壓是正棒—負極的火花放電電壓的2倍多，通常，電力設備的外絕緣水平比其內絕緣水平高，顯然，施加負極性試驗電壓外絕緣更不容易發生閃絡，這有利于實現直流耐壓試驗檢查內絕緣缺陷的目的。另外，對電纜等油浸紙絕緣的電力設備，由于電滲現象，其內絕緣施加負極性試驗電壓時的擊穿較正極性低10%左右，也就是說，電纜心接負極性試驗電壓檢出缺陷的靈敏度更高，即更容易發現絕緣缺陷。

直流高壓發生器的過流保護在電纜應用非常廣泛，尤其在電力部門的保護電纜工作中非常重要
以某供電線路的過流控制為例。由電流互感器現場測試儀檢測線路電流，當電流過大時，會發出報警信號，并切斷電源。其具體過程為：通過電流互感器，將大電流信號轉變為小電流，并通過電阻將其轉換為電壓信號，然后由LOGO!的模擬量輸入端將其輸入到LOGO!的內部。通過LOGO!的處理,延遲時間T1后，控制繼電器TM及報警信號燈，切斷電路的電源，并發出報警信號。并能在切斷后自動將電路接通。若此時電路電流正常，則報警燈熄滅。并且，在過流后的時間內，若再次發生直流高壓發生過流，不必再延遲T1時間，只需延遲時間T2，就會再次發出報警信號。這樣使LOGO!具有選擇性。在電機啟動等造成的電流瞬間過大時，LOGO!不會再啟動，減少了設備的誤動作。并且在一次報警后，若電流再次過大，則在較短的時間內，就會再次報警，減少了因故障未被排除而造成的損失。
調試中的問題

用電流電壓直流高壓發生器轉換裝置把電流信號轉變為電壓信號，并且可以調節輸出電壓的大小，以更好的滿足實際要求。在頻率觸發模塊中，將計數時間段設定為6S，使其具有了選擇功能，在電機啟動等正常的過流情況下，不會發出報警信號。并且在設定脈沖個數時，實際值為80個，而不是300個。這樣就避免了因干擾等造成電源電流偏小時，報警裝置不能啟動的情況。同時，減小了因過流發生在B02的計時時間內時，延遲時間過長的情況。同理，B03在設置脈沖個數時，只設定為70個。

為獲得較高的輸出電壓值，LM317穩壓器的調節端與地之間的電阻R2值及其壓降往往較大，在R2兩端并接一個小于10μF的電容C3，直流高壓發生器可有效地抑制輸出端的紋波。當輸入端或輸出端發生短路時，電容C3的放電將在R1上產生沖擊電壓，會危及穩壓器的基準電壓電路，因此需在R1兩端并二極管D3以保護穩壓器。

穩壓器的輸出端不加電容亦能工作，由于穩壓器在1∶1的深度負反饋下工作，當輸出端負載為容性的某一值時，穩壓器有可能出現自激現象。因此，在穩壓器的輸入端接入0.1μF的電容C1，輸出端接入1000μF的電解電容C5，提供足夠的電流供給，同時可以防止可能發生的自激振蕩以及減小高頻噪聲和改善負載的瞬態響應。當輸入端發生短路時，C5通過穩壓器的調整管放電，C5值較大，則放電時的沖擊電流很大，電壓會通過穩壓器內部的輸出晶體管放電，可能造成輸出晶體管發射結反向擊穿。為此，在穩壓器兩端并接二極管D2，輸入端短路時C5通過D2放電，保護穩壓器。

直流高壓測試的研究需要電壓水平高于±1000kV的直流電壓發生器。該裝置可用于研究直流高壓下直流輸電設備，換流站設備和絕緣材料的介電強度和極性轉換，也可用于交直流電力設備的漏電流測試。其他高壓測試設備，如浪涌電壓發生器，浪涌電流發生器和其他設備。隨著直流輸電工程的大規模部署，直流高壓發電機的數量和頻率大大增加。為了提高直流高壓發生器的效率，必須提高極性轉換的速度。