一：試驗(yàn)原理

    HDLF超低頻高壓發(fā)生器交流耐壓測試儀實(shí)際上是工頻耐壓試驗(yàn)和串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)的一種替代方法。我們知道，在對大型發(fā)電機(jī)、電纜等試品進(jìn)行工頻耐壓試驗(yàn)和串聯(lián)諧振交流耐壓時(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0.1Hz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，且操作簡單，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（0.1Hz）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)品簡介

HDLF超低頻交流耐壓測試儀接合了現(xiàn)代數(shù)字變頻先進(jìn)技術(shù)，采用微機(jī)控制，升壓、降壓、測量、保護(hù)*自動化。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，所以存在正弦波波形不標(biāo)準(zhǔn)，測量誤差大，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：

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)，動作時(shí)間小于20ms。

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)，動作時(shí)間都小于20ms。

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)。

三：技術(shù)參數(shù)

1.輸出額定電壓：可按參數(shù)定制。

2.輸出頻率：0.1Hz、0.05Hz、0.02Hz

3.帶載能力： 0.1Hz   ≤1.1µF

0.05Hz  ≤2.2µF

0.02Hz  ≤5.5µF

4.測量精度：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50Hz，電壓220V±5%。若使用便攜式發(fā)電機(jī)供電，發(fā)電機(jī)要求：頻率50Hz，電壓220V±5%，功率應(yīng)大于3KW，并且在發(fā)電機(jī)的輸出端并聯(lián)一只功率不小于800W的阻性負(fù)載（如電爐），以便穩(wěn)定發(fā)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度。否則儀器將不能正常工作。

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當(dāng)試驗(yàn)回路中ω0L=1ω0C(C包括CX、C1、C2) 時(shí),試驗(yàn)回路產(chǎn)生并聯(lián)諧振,此時(shí)試品電壓等于電抗器電壓也等于升壓變壓器高壓側(cè)電壓。由于電抗器的補(bǔ)償作用,變壓器理論上僅提供回路阻性電流,可以大大降低對試驗(yàn)變壓器的容量要求。因此該試驗(yàn)回路適用于試品電容量大,而電壓較低的情況。低電壓的電抗器一般容易制作,試驗(yàn)時(shí)可采用幾個(gè)低電壓電抗器并聯(lián)的方法或利用可調(diào)電抗器改變電感的方法來滿足并聯(lián)諧振要求。如果有一套調(diào)頻電源裝置的話,也可采用改變試驗(yàn)電源頻率的方法,使回路滿足試驗(yàn)要求。

 2·3串-并聯(lián)法

當(dāng)試驗(yàn)電壓較高、被試品電容量較大時(shí),采用上述兩種方法都難以滿足試驗(yàn)要求,主要是試驗(yàn)設(shè)備難以滿足要求:一是合適的高電壓大容量的電抗器一般單位都不具備;二是不同長度的電纜電容量不相同,需要的電抗器也不一樣,即使是可調(diào)電抗器也往往由于可調(diào)范圍有限而難以滿足試驗(yàn)要求。因此僅靠配備合適的電抗器來滿足試驗(yàn)要求就比較困難,所以國內(nèi)外進(jìn)行長電纜交流耐壓試驗(yàn)一般均采用串、并聯(lián)調(diào)頻諧振方式。

                 HDT變頻串聯(lián)諧振串-并聯(lián)諧振的等效電路

如圖3所示,在試驗(yàn)回路中串入電抗器產(chǎn)生串聯(lián)諧振來提高被試品試驗(yàn)電壓,在被試品兩端并聯(lián)電抗器使被試品電容電流大部份由電抗器來補(bǔ)償,從而使通過串聯(lián)電路中電抗器的電流大為減少,從而降低試驗(yàn)對電抗器、試驗(yàn)變壓器的要求。采用調(diào)頻電源裝置來改變試驗(yàn)頻率使ω0L =1ω0C,使試驗(yàn)回路產(chǎn)生諧振。這樣試驗(yàn)設(shè)備就比較容易滿足試驗(yàn)要求。

舉例來說，如一條110kV交聯(lián)電纜長為2km，其每km的電容量為0.12μF,每一相電纜總電容量大約為0.27uF,采用的補(bǔ)償電抗器為4個(gè)并聯(lián),每個(gè)電抗器的電感量為200H左右,串聯(lián)電抗器電感也為200H左右, 在電抗器1串4并的串并聯(lián)諧振接線情況下,通過變頻電源盡量使試驗(yàn)頻率接近于50Hz,計(jì)算的試驗(yàn)頻率大約為48-45Hz,計(jì)算被試品電力電纜的電容電流大約為9.04A, 4個(gè)電抗器補(bǔ)償電感電流為7.23A,每個(gè)補(bǔ)償電抗器通過的電流不到2A,而串聯(lián)回路中的電抗器電流僅為1.81A,這樣每個(gè)電抗器只需要耐壓150kV電流大于2A;升壓變壓器的變比為K=18 000V/400V=45,輸出電壓為18kV,電流也只需要2A就能滿足試驗(yàn)要求。

注:在電纜芯導(dǎo)體和金屬屏蔽層間施加試驗(yàn)電壓110kV,持續(xù)5min,試驗(yàn)結(jié)果全部通過。

 1)從試驗(yàn)中可以看出,“串-并聯(lián)諧振法”綿陽市超低頻高壓發(fā)生器交流耐壓測試儀訂做綿陽市超低頻高壓發(fā)生器交流耐壓測試儀訂做實(shí)質(zhì)上仍然是串聯(lián)諧振。這次試驗(yàn)主要還是利用L- C諧振原理·與傳統(tǒng)的串聯(lián)諧振不同之處在于,電抗器L不是簡單的與被試品電力電纜電容Cx構(gòu)成串聯(lián)諧振,而是與電抗器L1-L4和被試電纜電容Cx的并聯(lián)回路產(chǎn)生串聯(lián)諧振,諧振電壓為Uc。并聯(lián)電抗器L1-L4主要起補(bǔ)償作用。

 2)由于有了L1-L4的補(bǔ)償作用使得流過勵(lì)磁變壓器高壓側(cè)及串聯(lián)電抗器L上的電流I減小電抗器L的體積和重量將大大減輕以及勵(lì)磁變壓器容量也將大大減少相對提高了調(diào)頻諧振裝置的帶負(fù)載能力。使得原本很難進(jìn)行的試驗(yàn)項(xiàng)目,相對變得容易。