：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(duì)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(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(dòng)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(dòng)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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主要是由于絕緣內(nèi)部放電產(chǎn)生的細(xì)微開裂，形成細(xì)小的通道，其通道內(nèi)空，管壁上有放電產(chǎn)生的碳粒痕跡。分枝少而清晰，呈冬天的樹枝狀。電樹枝按產(chǎn)生的機(jī)理分為以下幾種類型：
　　1）由于機(jī)械應(yīng)力的破壞使交聯(lián)聚乙烯絕緣產(chǎn)生應(yīng)變造成氣隙和裂紋，引發(fā)電樹枝放電。機(jī)械應(yīng)力一方面是因?yàn)殡娏﹄娎|生產(chǎn)、敷設(shè)運(yùn)行中不可避免地彎曲、拉伸等外力產(chǎn)生應(yīng)力，另一方面是由于電纜在運(yùn)行中電動(dòng)力對(duì)絕緣產(chǎn)生的應(yīng)力。
　　2）氣隙放電造成電樹枝的發(fā)展?，F(xiàn)代的生產(chǎn)工藝盡管可以消除交聯(lián)電纜生產(chǎn)線中某些宏觀的氣隙，但仍有1～10μm或少量的20～30μm的氣隙形成的微觀多孔結(jié)構(gòu)。多孔結(jié)構(gòu)中的放電形式主要以電暈放電為主。通道中的放電所產(chǎn)生的氣體壓力增加，導(dǎo)致了樹枝的擴(kuò)展和形狀的變化。
　　3）場致發(fā)射效應(yīng)導(dǎo)致樹枝性放電。在高電場作用下，電極發(fā)射的電子由于隧道效應(yīng)注入絕緣介質(zhì)，電子在注入過程中獲得足夠的動(dòng)能，使電子不斷地與介質(zhì)碰撞引起介質(zhì)破壞，導(dǎo)致樹枝放電。
　　4）缺陷。缺陷主要是導(dǎo)體屏蔽上的節(jié)疤和絕緣屏蔽中的毛刺以及絕緣內(nèi)的雜質(zhì)和空穴。這些缺陷使絕緣內(nèi)的電場集中，局部場強(qiáng)提高。引起場致發(fā)射，導(dǎo)致樹枝性放電。
1．2　水樹枝
　　主要是由于水分浸入交聯(lián)聚乙烯絕緣，在電場作用下形成樹枝狀物。水樹枝的特點(diǎn)是引發(fā)樹枝的空隙含有水分，且在較低的場強(qiáng)下發(fā)生。水樹枝的產(chǎn)生，將會(huì)使介質(zhì)損耗增加，絕緣電阻和擊穿電壓下降，電纜的壽命明顯縮短。目前國內(nèi)外對(duì)水樹枝的生長研究尚不完善。一般認(rèn)為，水樹枝的發(fā)展過程有以下幾種形式：
　　1）剩余應(yīng)變使水樹枝增長。當(dāng)電纜在外加電壓下，若絕緣中含有水分，導(dǎo)體附近的絕緣材料中剩余的應(yīng)變就會(huì)增加，而應(yīng)變較大的局部區(qū)域便會(huì)生成水樹枝。
　　2）電場下的化學(xué)作用發(fā)展了水樹枝。
　　3）電泳與擴(kuò)散力的作用使水樹枝生長。介質(zhì)電泳可以認(rèn)為是不帶電荷的，但是已經(jīng)極化的粒子或分子在畸變的電場中運(yùn)動(dòng)，若絕緣中含有帶水分的雜質(zhì)，這些雜質(zhì)會(huì)向?qū)щ娋€芯附近的高電場區(qū)聚集。這一區(qū)域的溫度相對(duì)偏高，水分因此而膨脹，形成較大的壓力，使間隙擴(kuò)大，引起水樹枝的擴(kuò)大和發(fā)展。
　　電樹枝往往在絕緣內(nèi)部產(chǎn)生細(xì)微開裂，形成細(xì)小的通道，并在放電通道的管壁上產(chǎn)生放電后的碳化顆粒。水樹枝的產(chǎn)生，將會(huì)使介質(zhì)損耗增加，絕緣電阻和擊穿電壓下降。因此，電纜中的電樹枝和水樹枝對(duì)電纜的電氣性能將會(huì)帶來嚴(yán)重的故障隱患。
2　電纜試驗(yàn)
　　為了保證電纜安全可靠運(yùn)行，有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電纜的各種試驗(yàn)做了明確的規(guī)定。主要試驗(yàn)項(xiàng)目包括：測量絕緣電阻、直流耐壓和泄漏電流。其中測量絕緣電阻主要是檢驗(yàn)電纜絕緣是否老化、受潮以及耐壓試驗(yàn)中暴露的絕緣缺陷。直流耐壓和泄漏攀枝花市超低頻高壓發(fā)生器交流耐壓品牌攀枝花市超低頻高壓發(fā)生器交流耐壓品牌電流試驗(yàn)是同步進(jìn)行的，其目的是發(fā)現(xiàn)絕緣中的缺陷。但是近年來國內(nèi)外的試驗(yàn)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明：直流耐壓試驗(yàn)不能有效地發(fā)現(xiàn)交聯(lián)電纜中的絕緣缺陷，甚至造成電纜的絕緣隱患。德國Sechiswag公司在1978～1980年41個(gè)回路的10 kV電壓等級(jí)的XLPE電纜中，發(fā)生故障87次；瑞典的3 kV～24．5 kV電壓等級(jí)XLPE電纜投運(yùn)超出9 000 km，發(fā)生故障107次，國內(nèi)也曾多次發(fā)生電纜事故，相當(dāng)數(shù)量的電纜故障是由于經(jīng)常性的直流耐壓試驗(yàn)產(chǎn)生的負(fù)面效應(yīng)引起。因此，國內(nèi)外有關(guān)部門廣泛推薦采用交流耐壓取代傳統(tǒng)的直流耐壓。
IEC62067／CD要求對(duì)于220 kV電壓等級(jí)以上的交聯(lián)電纜不允許直流耐壓。
　　研究表明，直流耐壓試驗(yàn)時(shí)對(duì)絕緣的影響主要表現(xiàn)在：
　　1）電纜的局部絕緣氣隙部位由于游離產(chǎn)生的電荷在此形成電荷積累，降低局部電場強(qiáng)度，使這些缺陷難以發(fā)現(xiàn)。
　　2）試驗(yàn)電壓往往偏高，絕緣承受的電場強(qiáng)度較高，這種高電壓對(duì)絕緣是一種損傷，使原本良好的絕緣產(chǎn)生缺陷，而且