低頻耐壓*

中國(guó)上海測(cè)試中心（上海市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院）是政府按照集中投入大型科學(xué)儀器，開展科學(xué)技術(shù)研究，為社會(huì)綜合性測(cè)試技術(shù)服務(wù)而建立的技術(shù)機(jī)構(gòu)。1984年，被*定為guo家級(jí)測(cè)試中心，并要求逐步建設(shè)成為“分析測(cè)試方法的研究中心，儀器分析技術(shù)人員的培訓(xùn)中心，分析測(cè)試的技術(shù)服務(wù)中心"。

上海市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院是上海市政府計(jì)量行政部門依法設(shè)置的國(guó)家法定計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)，也是*計(jì)量行政部門批準(zhǔn)建立的華東地區(qū)法定計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)——華東國(guó)家計(jì)量測(cè)試中心，同時(shí)也是國(guó)家*批準(zhǔn)建立的guo家級(jí)分析測(cè)試中心——中國(guó)上海測(cè)試中心。國(guó)家計(jì)量器具質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心(上海)是在上海市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院基礎(chǔ)上籌建的，是國(guó)內(nèi)*的在地方計(jì)量機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)上籌建的綜合性guo家級(jí)計(jì)量器具質(zhì)檢機(jī)構(gòu)。
      掛靠我院的國(guó)家金銀制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心(上海)、上海市環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)總站、上海市電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站、上海市貴金屬寶玉石質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站、上海市信息系統(tǒng)及產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站、上海市氣體化工產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站，同時(shí)也是上海市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院設(shè)立的專門從事環(huán)保產(chǎn)品、電子產(chǎn)品、貴金屬寶玉石、信息系統(tǒng)及產(chǎn)品、氣體化工產(chǎn)品檢測(cè)的技術(shù)部門。
      上海市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院、華東國(guó)家計(jì)量測(cè)試中心、中國(guó)上海測(cè)試中心、國(guó)家計(jì)量器具質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心(上海)、國(guó)家金銀制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心(上海)通過了中國(guó)*的計(jì)量認(rèn)證。同時(shí)，我院通過了國(guó)家認(rèn)監(jiān)委的食品檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)的計(jì)量認(rèn)證。掛靠我院的各上海市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站通過了上海市*的計(jì)量認(rèn)證。計(jì)量認(rèn)證范圍可通過“機(jī)構(gòu)名稱"和“產(chǎn)品/產(chǎn)品類別"、“項(xiàng)目/參數(shù)"進(jìn)行查詢。

按照建立的初衷和*的要求，中心始終把服務(wù)社會(huì)、服務(wù)企業(yè)作為自己的一項(xiàng)神圣使命，為上海的科技創(chuàng)新、經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了重要技術(shù)支撐。多年來，為上海*塊石英電子表的誕生、桑塔那轎車國(guó)產(chǎn)化、風(fēng)云衛(wèi)星、大橋斜拉索、秦山核電站、浦東機(jī)場(chǎng)等多個(gè)重大工程、大型企業(yè)提供了測(cè)試服務(wù)，并制定或參與制定了一批產(chǎn)品、系統(tǒng)等方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，起到了技術(shù)平臺(tái)的作用。

一、產(chǎn)品及選用

1、命名說明

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

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

使用時(shí)，試品電容量不得超過儀器的額定容量。試品電容量過小，會(huì)影響輸出波形。若小于0.05µF，儀器將不能正常輸出。可并聯(lián)0.1 µF的電容輔助輸出。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：　Ｉ＝２πfＣＵ

二、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(guó)內(nèi)外多年的理論和實(shí)踐證明，用0.1Hz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。試驗(yàn)程序大大地減化，與工頻試驗(yàn)相比*性更多。這就是為什么發(fā)達(dá)國(guó)家普遍采用這一方法的原因。我國(guó)電力部以委托武漢高壓研究所起草了《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(yàn)方法》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)正在推廣這一方法，本儀器是根據(jù)我國(guó)這一需要研制而成的。可廣泛用于電纜、大型高壓旋轉(zhuǎn)電機(jī)、電力電容器的交流耐壓試驗(yàn)之中。

三、產(chǎn)品簡(jiǎn)介

本產(chǎn)品接合了現(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，并且在自動(dòng)升壓過程中能進(jìn)行人工干預(yù)。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(jī)輸出試驗(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。現(xiàn)在國(guó)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bo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)品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：

電流、電壓數(shù)據(jù)均直接通過高壓側(cè)采樣獲得，所以數(shù)據(jù)真實(shí)、準(zhǔn)確。

過壓保護(hù)：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２０ms。

過流保護(hù)：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２０ms。

★ 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。

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)。

四、技術(shù)參數(shù)

1、輸出額定電壓：參見表1

2、輸出頻率：0.1Hz、0.05Hz、0.01Hz。

3、帶載能力：參見表1    0.1  Hz  zui大1.1µF

0.05 Hz  zui大2.2µF

0.02 Hz  zui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：交流50 Hz，220V ±5%

9、電源保險(xiǎn)管：參見表1

五、儀器結(jié)構(gòu)說明

1、控制器面板示意圖  

                             圖1

圖1中各部件示意以及功能說明：

(1)“地"：接地端子，使用時(shí)與大地相連。

(2)“控制輸出"：輸出多芯插座，使用時(shí)與升壓體的輸入多芯插座相連。

(3)“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。

(4)“功能鍵"：其功能由顯示器提示欄對(duì)應(yīng)位置提示。

(5)“AC220V"：電源輸入插座，內(nèi)藏保險(xiǎn)管。

(6)“開關(guān)"：電源開關(guān)。內(nèi)藏指示燈，開時(shí)亮，關(guān)時(shí)熄。

(7)“打印機(jī)"：打印測(cè)試報(bào)告。

(8)“液晶顯示器"：顯示測(cè)試數(shù)據(jù)。

2、升壓器結(jié)構(gòu)示意圖

六 操作說明

1、連線方法

                        圖3 （連線圖）

連線說明：用本產(chǎn)品隨機(jī)配備的兩根線和接地線按圖3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)。(注意:每次開機(jī)前都要對(duì)試品充分放電，升壓過程中需要停機(jī)時(shí)請(qǐng)先按停機(jī)鍵，再用電源開關(guān))

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4所示的設(shè)限界面。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4（設(shè)定界面）

在圖4所示的設(shè)限界面上，可根據(jù)試驗(yàn)的需要設(shè)定好試驗(yàn)頻率、試驗(yàn)電壓、高壓側(cè)的過壓保護(hù)值、過流保護(hù)值、試驗(yàn)時(shí)間。將光標(biāo)移到相應(yīng)的設(shè)定，按確定鍵選擇。

頻率有三種選擇：0.1、0.05、0.02。它規(guī)定了儀器的輸出頻率。單位為Hz

試驗(yàn)電壓范圍為10KV至額定值。(請(qǐng)不要設(shè)小于10KV的試驗(yàn)電壓),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。

電壓保護(hù)值設(shè)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(dāng)電壓超過此設(shè)定時(shí)，儀器自動(dòng)切斷輸出，進(jìn)行停機(jī)操作。一般情況下電壓保護(hù)值設(shè)定為比試驗(yàn)電壓高4KV。

電流保護(hù)值設(shè)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(dāng)電流超過此設(shè)定時(shí)，儀器自動(dòng)切斷輸出，進(jìn)行停機(jī)操作。

定時(shí)修改范圍：0-99分。它規(guī)定了試驗(yàn)時(shí)間的長(zhǎng)短。單位為分鐘。

以上電壓，電流均為峰值，儀器顯示的測(cè)量數(shù)據(jù)，以及打印報(bào)告上的電壓電流值均為峰值。

將光標(biāo)移到“啟動(dòng)試驗(yàn)電壓"按確定鍵，儀器進(jìn)入圖5所示的升壓界面。

 自動(dòng)升壓

自檢成功后，儀器自動(dòng)進(jìn)入升壓狀態(tài)。儀器將用若干個(gè)周期的時(shí)間將電壓升至設(shè)定值。在升壓過程中，按停機(jī)鍵，儀器將切斷電壓輸出，回到開始畫面。當(dāng)升壓值接近設(shè)定值時(shí)出現(xiàn)圖6

                          圖6

此時(shí)按“上下"鍵，微調(diào)電壓，按“確定"鍵，儀器開始計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)結(jié)束后自動(dòng)打印試驗(yàn)報(bào)告。回到開始畫面，放電結(jié)束后再開始下一次測(cè)量。

    ★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)相應(yīng)的提示界面，放電結(jié)束后，再調(diào)整限制電壓值或限制電流值，再開始下次測(cè)量。

七　電纜的超低頻耐壓試驗(yàn)方法

1、將與試品相連的電器設(shè)備全部脫離試品電纜。

2、采用10000V兆歐表對(duì)試品電纜各相分別進(jìn)行絕緣電阻試驗(yàn)，記錄試驗(yàn)值。

3、試驗(yàn)電壓峰值：Ｕmax＝３Ｕo，其中Ｕo為電纜導(dǎo)體對(duì)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：

Ｕo＝１０/√３kV

所以試驗(yàn)電壓峰值為：Ｕmax＝３Ｕo

＝３×１０/√３kV

＝√３×１０kV

＝１７．３２kV

4、試驗(yàn)時(shí)間：60分鐘。

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)，可將試品電纜三相線芯并聯(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７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jian視高壓回路，監(jiān)聽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，如電流異常增大，電壓不穩(wěn)，試品電纜發(fā)生異味，煙霧或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)間連接耐壓試驗(yàn)。不得僅進(jìn)行“補(bǔ)足時(shí)間"試驗(yàn)

八、大型高壓發(fā)電機(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0.1Hz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小；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８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＝√2βＫUo

          其中Ｕmax ：為0.1Hz試驗(yàn)電壓的峰值（kV）

β：0.1Hz與50Hz電壓的等效系數(shù)，按我國(guó)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：

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jian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jian視能發(fā)現(xiàn)儀表所不能反映的發(fā)電機(jī)絕緣不正常現(xiàn)象，如表面電暈、放電等。

            圖8 測(cè)量定子的某相連線圖

九、電力電容器的超低頻耐壓試驗(yàn)方法

試驗(yàn)操作方法與上述方法相似，連線方法如圖9所示。在確定試驗(yàn)電壓和試驗(yàn)時(shí)間時(shí)，應(yīng)按照有關(guān)規(guī)程辦。   

           圖9   測(cè)量電容器的連線圖 

十、注意事項(xiàng)

1、本儀器所配升壓器不得作它用。

2、機(jī)內(nèi)帶電,切勿自行拆機(jī)修理，以免發(fā)生意外。儀器有故障，應(yīng)與我公司修理。

3、關(guān)機(jī)后應(yīng)用放電棒對(duì)試品進(jìn)行充分放電,再拆線。

4、開機(jī)前應(yīng)用放電棒對(duì)試品進(jìn)行充分放電。

5、每次啟動(dòng)升壓前應(yīng)用放電棒對(duì)試品進(jìn)行充分放電

十一、隨機(jī)附件

1、高壓連接電纜一根。

2、低壓連接電纜一根。

3、電源線一根。

4、電源保險(xiǎn)管十只。

5、放電棒一根。