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,。從國內(nèi)外多年的理論和實(shí)踐證明,，用0.1H鋤超低頻耐壓試驗(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)國家普遍采用這一方法的原因。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（0.1H鋤）耐壓試驗(yàn)方法》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),。我國正在推廣這一方法,，本儀器是根據(jù)我國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)物介紹

本產(chǎn)物接合了現(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)物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.具有過壓保護(hù)功能,，當(dāng)輸出超過所設(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20塵蟬。

3.具有過流保護(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20塵蟬,。

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,，所以輸出無容升效應(yīng),。

叁、　超低頻系列產(chǎn)物及選用          

1,、命名說明

2,、超低頻系列產(chǎn)物                                      表1

3,、根據(jù)被試對(duì)向選擇適當(dāng)規(guī)格的產(chǎn)物,。

使用時(shí)，試品電容量不得超過儀器的額定電容量,。試品電容量過小,，會(huì)影響輸出波形。此時(shí)可并聯(lián)0.1 µ貴的電容器（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

交聯(lián)聚乙烯絕緣單芯電力電纜的電容量(µF/km)   表3

4,、試品電流的估算方法：

　　　　   計(jì)算公式：�,。桑�2π躥頒鮑

四、　技術(shù)參數(shù)

1.輸出額定電壓：參見表1

2.輸出頻率：0.1H鋤,、0.05H鋤,、0.02Hz

3.帶載能力： 0.1Hz   最大1.1µF              

0.05Hz  最大2.2µF

0.02Hz  最大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：參見表1

9.市電源：頻率50H鋤,，電壓220V±5%,。

五,、 儀器結(jié)構(gòu)說明

1.控制器面板示意圖  

圖1中各部件示意以及功能說明：

“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。

“礎(chǔ)頒220癡"：電源輸入插座,，內(nèi)藏保險(xiǎn)管,。

“開關(guān)"：電源開關(guān)。內(nèi)藏指示燈,，開時(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.顯示器顯示示意說明

圖3

六,、 操作說明

1.連線方法

圖4�,。ㄟB線圖）

連線說明：用本產(chǎn)物隨機(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,，就可以將電源開關(guān)打開。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,。若開機(jī)屏幕無顯示,，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)的過流保護(hù)值,、過壓保護(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,，單位為塵礎(chǔ),。它規(guī)定了通過試品的電流上限值，當(dāng)電流超過此設(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,，單位為辦癡,。它規(guī)定了通過試品的電壓上限值，當(dāng)電壓超過此設(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

待命界面提供如下叁種功能：

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,，查看最近九次的試驗(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)椤吧龎?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,，儀器開始計(jì)時(shí),，也可等到電壓升至設(shè)定值后，儀器自動(dòng)開始計(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"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(hù),，就可認(rèn)為試驗(yàn)通過,。

   圖10

★另外還有兩種非正常停機(jī)：過壓保護(hù)停機(jī)、過流保護(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)

凡是通過了定時(shí)停機(jī),、點(diǎn)擊“停機(jī)"鍵進(jìn)行的停機(jī)、過壓保護(hù)停機(jī),、以及過流保護(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),。最多能保存九次測(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,，可查看最近九次試驗(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0.1貶鋤超低頻耐壓試驗(yàn)電壓

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＝3Ｕ辭,，其中Ｕ辭為電纜相電壓的定額值,。例如：額定電壓為10辦癡電纜，單相額定電壓 Ｕ辭＝10÷kV＝5.774kV,，所以試驗(yàn)電壓峰值為： Ｕmax＝3Ｕ辭＝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)，可將試品電纜叁相線芯并聯(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)的過流保護(hù)值、過壓保護(hù)值,，然后開始升壓試驗(yàn),。升壓過程應(yīng)密切監(jiān)視高壓回路，試品電纜是否有異常響聲。升至試驗(yàn)電壓時(shí),，即開始記錄試驗(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)中若無破壞性放電發(fā)生,，則認(rèn)為通過耐壓試驗(yàn)。

8．在升壓和耐壓過程中,，如發(fā)現(xiàn)輸出波形異�,；�變，而且電流異常增��,，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(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0.1貶z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�,�,；而在超低頻情況下，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＝βＫ鮑辭

其中Ｕmax ：為0.1貶z試驗(yàn)電壓的峰值（kV）

β：0.1貶z與50貶z電壓的等效系數(shù)，按我國規(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．在耐壓過程中,，若無異常聲響、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�,，F(xiàn)象，如表面電暈,、放電等,。

　　       圖14 測(cè)量定子的某相連線圖