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中試控股技術研究院魯工為您講解：感應倍頻測試儀

ZSDBF-15KVA 多倍頻感應耐壓試驗裝置

觸摸方式調節電壓可實現本裝置的多倍頻試驗電壓輸出
步長可以實時調節，任意選擇1V、2V、5V、10V

參考標準：DL/T 848.4-2004

多倍頻感應耐壓試驗裝置：多倍頻感應耐壓試驗裝置實現各種被試品的預防性交流耐壓試驗和交接性交流耐壓試驗，中試控股滿足35kV及以下電壓等級互感器的感應耐壓試驗我中試控股的感應耐壓試驗裝置采用微機控制

中試控股結合先進的變頻及高速采樣技術設計制造，比傳統的三倍頻發生器效率高，輸出電壓穩定，測量精度高，重復性好，并且可以實現自動升壓、升壓至設定值后自動計時、計時完成后自動降壓的功能，操作極其簡單。

儀器采用背光式大屏幕液晶顯示，全中文操作界面，帶實時時鐘和微型打印機。儀器采用一體化結構，重量輕，便于攜帶。

ZSDBF-15KVA 多倍頻感應耐壓試驗裝置技術指標

工作條件                  環境溫度：-10℃～50℃     相對濕度：30%～90%

供電電源                  三相AC380V±10%或AC220±10%    50 Hz±5 Hz

                          如用AC220供電，功率減半

輸出頻率                  30Hz～200Hz   調節細度0.1 Hz

輸出電壓                  0～400V正弦波

輸出功率                  15KW

最大輸出電壓              400V

最大輸出電流              35A

電壓最小分辨率            0.01V

電流最小分辨率            0.001A

電壓電流精度              ±1%

外形尺寸（mm）            570（長）×400（寬）×350（高）

中試控股儀器重量                  約44kg

感應分壓器主要有兩種使用狀態：可作為分壓器使用或與標準電壓互感器級聯使用. 下面分別對這兩種使用狀態進行說明。

      1.使用感應分壓器校電壓互感器（作分壓器使用）

感應分壓器校驗電壓互感器接線圖

      使用感應分壓器校驗電壓互感器時，按上圖連線，一般感應分壓器相對被檢電壓互感 器準確度而言，標準的誤差可以忽略不計，從電壓互感器校驗儀上可直接讀出被檢電壓互 感器的示值。 （感應分壓器效驗誤差值多為經過折算到一次的誤差值，所以要精確求出被檢互感器的誤 差值時，需要將感應分壓器所給誤差示值進行折算后作為標準修正值進行修正。）

      2.與標準電壓互感器級聯校被試電壓互感器

標準電壓互感器與感分級聯校驗被試電壓互感器接線圖

      以上為標準電壓互感器與感分級聯校驗被試電壓互感器接線圖，如果標準電壓互感器與被試電壓互感器額定變比不同時，可以用標準電壓互感器與感 應分壓器級聯，測出被檢電壓互感器的誤差。

多倍頻感應耐壓試驗裝置的作用：是完成變壓器和35-220kV電磁式電壓互感器的感應耐壓試驗！用來考核變壓器、互感器的主、縱向絕緣強度，同時也可對電機及小型變壓器的繞組進行感應試驗。
什么是感應耐壓測試儀？
感應耐壓試驗是指給變壓器規定的繞組外施一電壓，該電壓不低于2倍的額定電源電壓，頻率不小于2倍低額定頻率；要求在該電壓按規定持續的時間內繞組無灼熱、飛狐、擊穿或損傷等跡象；

要求感應耐壓試驗前后額定工作電源下的空載電流和功耗無明顯的變化。根據國家試驗標準，對電力變壓器及電壓互感器感應試驗電壓大致2-3倍工作相電壓考慮。眾所周知，變壓器在額定頻率，額定電壓下，鐵芯接近飽和

若用工頻電源在被試變壓器繞組兩端施加大于額定電壓的試驗電壓，則空載勵磁電流會急劇增加，達到不可允許的程度。變壓器、互感器感應耐壓試驗是檢驗該產品是否符合國家標準的一項重要試驗。

多倍頻感應耐壓試驗裝置實現各種被試品的預防性交流耐壓試驗和交接性交流耐壓試驗，中試控股滿足35kV及以下電壓等級互感器的感應耐壓試驗；

中試控股考驗交聯橡塑電力電纜、電力變壓器、GIS、互感器、絕緣子、發電機、開關等被試品絕緣承受各種過電壓能力及容性負載的交流耐壓試驗。

直流系統的特殊運行工況由于直流控制系統的特殊調節作用，使換流變壓器遇到的運行工況以及故障情況不同于普通變壓器。這些不同主要包括以下幾點：

直流系統的故障相當于換流變壓器的區外故障，一般短路電流都不會太大。對于整流側，穿越換流變的電流會增大，但由于直流控制保護系統的快速作用，很快會減小。對于逆變側，直流系統的故障會造成直流電流無法傳變至交流側，反而會使穿越電流減小。

對于換流變壓器保護來說，直流系統造成的嚴酷的區外故障為整流側的閥短路故障，相當于換流變出口的兩相或三相短路故障。但由于直流保護的干預，實際只會出現半個周波的兩相短路。對于逆變側，由于觸發角很大，閥短路時流過換流變壓器的電流較整流側小很多。

換流變壓器發生區內故障時，直流系統一般不會提供短路電流。這是由直流控制系統的作用造成的。在整流側，功率由交流側轉換至直流側，換流變壓器的故障只會造成這種轉換的停止，而不會使功率反向，因此直流側不會提供短路電流；在逆變側，當故障輕微換相可以正常進行時，由于直流系統的定電流控制特性，直流側不會提供額外的短路電流。如果故障嚴重，必然造成換相無法進行（交流電壓降低），直流側更不會提供短路電流。

由于直流控制系統快速的調節作用，在需要的時候，可以快速的將功率傳輸由一個方向反至另一個方向，對于換流變壓器來說，就會出現快速的潮流反向。

換流變壓器保護區內發生接地故障時，實際造成了閥的短路。由于閥的單向導電性，故障電流半周電流大，半周電流小，導致差電流中含有較大的二次諧波。

對于逆變側的換流變壓器的區內故障，往往會導致換相失敗的發生，從而在穿越電流電流中產生很大的諧波，但差電流（即提供給故障點的電流）仍主要為工頻分量。

由于換流變壓器的特殊運行方式以及較大的漏抗（作為換相電抗），二次側故障一般不會造成各側TA的飽和，即使飽和造成保護的“誤動作”也是正確的（換流變的區外即閥的區內故障，都會造成直流的停運）。但對于一個半開關的接線方式，交流系統區外故障時高壓側TA存在飽和的可能。。這種情況下的誤動作是不可接受的，必須防止。

在閥未解鎖前，當閥側交流連線存在接地故障時，并不產生接地電流，也不會對變壓器造成損害。但如此時不發現故障，閥一解鎖后，就會造成閥的短路。因此要設置保護檢測這種情況下的接地故障。    中試控股技術博士為您解答：正激式開關電源輸出電壓一般是脈動直流的平均值，而脈動直流的平均值與控制開關的占空比有關，因此，在計算正激式開關電源變壓器初、次級線圈的匝數比之前，首先要確定控制開關的占空比D，把占空比D確定之后，根據（1）式就可以計算出正激式開關電源變壓器的初、次級線圈的匝數比：

Uo=Ua=nUi×Ton/T=Upa×D——整個周期（1）

由（1）可以求得：

n=Uo/Ui*T——變壓器匝數比（2）接地線成組直流電阻測試儀是用于考核接地線線鼻和匯流夾與多股銅質軟導線之間的接觸是否良好。也可考核多股銅質軟導線的截面積是否符合要求。

上式中，n為正激式開關電源變壓器次級線圈與初級線圈的匝數比，即：n=N2/N1；Uo為輸出直流電壓，Ui為變壓器初級輸入電壓，D為控制開關的占空比。

中試控股技術博士為您解答：在正常輸出負載的情況下，正激式開關電源控制開關的占空比D好取值為0.5左右。這樣，當負載比較輕的時候，占空比D會小于0.5，雖然儲能濾波電感會出現斷流，儲能濾波電容充電時間縮短，放電時間增加，但由于輸出電流比較小，儲能濾波電容充、放電的電流也很小，所以在電容兩端產生的電壓紋波不會增大，反而減小；當輸出負載比較重的時候，控制開關的占空比D會大于0.5，此時流過儲能濾波電感的電流為連續電流，輸出電流增大，儲能濾波電容充電的時間增加，放電的時間縮短，因此，電容兩端產生的電壓紋波也不會增大很多。

因此，如果正激式開關電源電路中的儲能濾波電感和儲能濾波電容充電以及控制開關占空比，三者取得合適，輸出電壓紋波會很小。正激式開關電源變壓器次級反電動勢能量吸收反饋線圈N3繞組與初線圈N1繞組的匝數比n一般為1：1，即：N3/N1=1。如果n大于1，反饋線圈N3繞組與整流二極管D3的限幅保護作用就會增強，但流過反饋線圈N3繞組和整流二極管D3的電流也會增大，從而會增加損耗；如果n小于1，反饋線圈N3繞組與整流二極管D3的限幅保護作用就會減弱，尖峰脈沖很容易把電源開關管擊穿。

正激式開關電源變壓器次級反電動勢能量吸收反饋線圈N3繞組匝數的計算與限幅穩壓二極管的計算方法是很相似的，不過線圈匝數與穩壓二極管的擊穿電壓正好相反，擊穿電壓取得越高限幅保護的作用反而越弱。

變壓器線圈漆包線的電流密度一般取每平方毫米為2~3安培比較合適。當開關電源的工作頻率取得很高時，電流密度好取得小一些，或者用多股線代替單股線，以免電流在導體中產生趨膚效應，增大損耗使導線發熱。另外，目前繞制變壓器使用的漆包線大部分都不是純銅線，因此電阻率相對比較大，把這些因素一起考慮，電流密度更不能取高。   中試控股技術博士為您解答：變壓器的磁心和結構參數，取決于在裝配中所選用的磁心型式和繞制技術。當選擇磁心時，通常其物理高度和成本是重要的。這對于交流電網轉換器中的開關電源是十分重要的，因為通常它們是封裝在密閉的塑料盒內。當應用元件的高度允許的尺寸要求較小時，可以使用低成本的BE型或者是EI型磁心(如日本的TDK和TOKIN公司產品，或者是歐洲的PHILIPS、SIEMENS和THOMSON公司產品)。

當設計應用需要較小的磁心截面積時，可以選用BPD型的磁心產品，如果要設計多重輸出電源時，PER型磁心提供了一個大的窗口面積，它需要的匝數較少，真繞線架的可用引出腳較多。當空間不是問題時，ETD型磁心通常用于較高的功率。PQ型磁心比較昂貴，但它所占據的印制板空間較少，并且比E型磁心需要的匝數少些。對于安全絕緣要求高的場合，應選用罐型磁心、RM磁心。環型磁心通常不適合反激式開關電源變壓器使用。水內冷發電機絕緣電阻測試儀輸出電流大于20mA。額定輸出電壓2500V。內含高精度微電流測量系統、數字升壓系統。

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反激式變壓器在繞制時，應在初級與次級之間加入絕緣措施。例如，通信技術設各必須滿足歐洲的IEC950和美國的UL1950的電氣絕緣標準的要求。這些文件同時還詳細地說明了使用于變壓器結構的絕緣系統的漏電和間隔距離。通常在變壓器初級與次級之間需要有5～6 mm的漏電距離(符合規范和要求)。電氣絕緣指標通常是指定電氣強度的測試，施加典型值3000 V交流高壓的時間長達60 s而不被擊穿。如果每個絕緣隔層的電氣強度不滿足規范要求，那么在變壓器初級與次級之間可以采用兩個絕緣層，一層是基本的，另一層是補充的。如果兩個絕緣層組合仍不符合電氣強度要求，也可以采用帶增強的三個絕緣層

        中試控股技術博士為您解答：通常，邊緣限制是用膠帶來隔層的，膠帶開縫的寬度要求留有邊限，以便包裹封裝，以足夠的隔層來配合繞組高度。在一般情況下，繞組單側絕緣限度是半個初級繞組到次級繞組的漏電距離(通常是2.5 mm)。磁心的骨架應當選擇得足夠大，實際上繞組的絕緣寬度小是兩倍的總漏電距離。注意保持變壓器的耦合并減小漏感。初級繞組是在邊框之內卷繞的。為了減少因絕緣磨損而引起的隔層電壓擊穿，改進層與層之間的絕緣，并減少分布電容，初級繞組的隔層應少用一層UL規范要求的聚酯薄膜膠帶(3M1298)絕緣隔離，在邊框之間膠帶應有適合的寬度。

用清漆或環氧樹脂浸漬也可以改善隔層之間的絕緣性能與電氣強度，但不能減少分布電容。偏置繞組可以隨后卷繞在初級繞組之上。補充的或增強的絕緣，由兩層或三層符合UL規范要求的聚酯薄膜膠帶剪成骨架的滿寬度，然后再包裹在初級繞組與偏置繞組外。邊緣部分還需要再三卷繞隔離。次級繞組被卷繞在邊界之內。另外，還要增加兩層或三層膠帶來固定繞組。絕緣套管常用于套隔導線跨越所有繞組時，以確保在導線穿越之處符合漏電距離的要求。

應采用小壁厚為0.41 mm的尼龍或四氟乙烯套管，使繞組符合安全的絕緣要求。考慮到因為變壓器磁心是被隔離的無電壓金屬材料，也就是說磁心雖然導電，但沒有任何部分接觸電路，因此它是安全的。從初級繞組(或者是導線通過之處)到磁心的距離，以及從磁心到次級繞組(或者是導線通過之處)增加的距離，必須等于或大于規范要求的漏電距離。

當初級繞組有多個絕緣隔層時，圖1給出了初級的Z形繞制法和C形繞制法。注意接漏極的初級端繞線，它被埋在第二個隔層之下，可以做自身屏蔽，減少電磁干擾EMI(共模傳導輻射電流)。Z形繞法減少了變壓器的分布電容，也就減少了高頻交變損耗，提高了效率，但繞制比較困難，成本較高。而C形繞法比較容易實現，繞制成本也比較低，但它的損耗較大，效率較低。

       在雙重絕緣導線中，通常每個絕緣隔層都能符合安全的電氣強度要求;在三重絕緣導線中，每兩個隔層之間都起絕緣效果，通常應符合電氣強度要求。在變壓器骨架的繞制和焊接過程中，特別要注意防止絕緣層的損傷，細心總結實際的制作工藝與技巧。

上述工藝減小了變壓器的尺寸，并且降低了增加邊緣界線的工作量，但其材料成本較高，增加了繞組的成本。初級繞組被卷繞在骨架邊緣的全部寬度上，可以考慮把偏置繞組覆蓋在初級繞組上。在初級或偏置繞組與次級繞組之間，通常需有一層膠帶，以防止絕緣導線的磨損。為了固定絕緣繞組，還需另外增加一層膠帶。    相對于變壓器的主絕緣即繞組與繞組之間以及繞組與鐵心之間的絕緣而言，變壓器還有另外一項重要的絕緣性能指標——縱絕緣。縱絕緣是指變壓器繞組具有不同電位的不同點和不同部位之間的絕緣，主要包括繞組匝間、層間和段間的絕緣性能，而國家標準和國際電工委員會（IEC）標準中規定的“感應耐壓試驗”則是專門用于檢驗變壓器縱絕緣性能的測試方法之一。變壓器的縱絕緣主要依賴于繞組內的絕緣介質棗漆包線本身的絕緣漆、變壓器油、絕緣紙、浸漬漆和絕緣膠等等（不同種類的變壓器可能包含其中一種或多種絕緣介質）；高低壓電流互感器變比測試儀檢測35KV及以下的計量裝置用電流互感器的變比和極性，該儀器使用簡便、易于攜帶、安全系數高，是用電稽查人員不可多得的檢測工具。縱絕緣電介質很難保證100%的純凈度，難免混含固體雜質、氣泡或水份等，生產過程中也會受到不同程度的損傷；變壓器工作時的高場強集中在這些缺陷處，長期負載運作的溫升又降低絕緣介質的擊穿電壓，造成局部放電，電介質通過外施交變電場吸收的功率即介質損耗會顯著增加，導致電介質發熱嚴重，介質電導增大，該部位的大電流也會產生熱量，就會使電介質的溫度繼續升高，而溫度的升高反過來又使電介質的電導增加。如此長期惡性循環下去，后導致電介質的熱擊穿和整個變壓器的毀壞。這一故障表現在變壓器的特性上就是空載電流和空載功耗顯著增加，并且繞組有灼熱、飛弧、振動和嘯叫等不良現象。

       可見利用感應耐壓試驗檢測出變壓器是否含有縱絕緣缺陷是極其必要的。