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電纜的超低頻耐壓試驗(yàn)

簡(jiǎn)要描述:

電纜的超低頻耐壓試驗(yàn)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。 ,用0.1Hz超低頻耐壓試驗(yàn)替代工頻耐壓試驗(yàn),

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更新時(shí)間:2024-07-08

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電纜的超低頻耐壓試驗(yàn)
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電纜的超低頻耐壓試驗(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(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,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(guó)家普遍采用這一方法的原因。國(guó)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(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)的交流耐壓試驗(yàn)之中。



二、 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。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(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)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、 超低頻系列產(chǎn)品及選用          

1、命名說明

             


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

型號(hào)

額定電壓

帶載能力

重量

用途

VLF-30

30kV

(峰值)

0.1Hz,≤1.1µF

控制器:4㎏

尺  寸:長(zhǎng)*寬*高

     360*250*230

10kV電纜、發(fā)電機(jī)等

0.05Hz,≤2.2µF

升壓體:25㎏

尺  寸:長(zhǎng)*寬*高

323*174*323

0.02Hz,≤5.5µF

VLF-40

40kV

(峰值)

0.1Hz,≤1.1µF

控制器:5㎏

尺  寸:長(zhǎng)*寬*高

     360*250*230

13.8kV電纜、發(fā)電機(jī)等

0.05Hz,≤2.2µF

升壓體:30㎏

尺  寸:長(zhǎng)*寬*高

357*208*343

0.02Hz,≤5.5µF

VLF-50

50kV

(峰值)

0.1Hz,≤1.1µF

控制器:6㎏

尺  寸:長(zhǎng)*寬*高

     360*250*230

15.75kV電纜、發(fā)電機(jī)等

0.05Hz,2.2µF

升壓體:45㎏

尺  寸:長(zhǎng)*寬*高

357*210*365

0.02Hz,5.5µF



VLF-60



60kV

(峰值)


0.1Hz,≤1.1µF

控制器:6㎏

尺  寸:長(zhǎng)*寬*高

     360*250*230



18kV電纜、發(fā)電機(jī)等

0.05Hz,2.2µF

升壓體:50㎏

尺  寸:長(zhǎng)*寬*高

357*220*370

0.02Hz,5.5µF



VLF- 80



80kV

峰值



0.1Hz,≤0.5µF

控制器:8㎏

尺  寸:長(zhǎng)*寬*高

     360*250*230



35kV電纜、發(fā)電機(jī)等

0.05Hz,≤1.0µF

升壓體:55㎏

尺  寸:長(zhǎng)*寬*高

357*240*390

0.02Hz,≤2.5µF



VLF- 90



90kV

峰值



0.1Hz,≤0.5µF

控制器:9㎏

尺  寸:長(zhǎng)*寬*高

     360*250*230



35kV電纜、發(fā)電機(jī)等

0.05Hz,≤1.0µF

升壓體:60㎏

尺  寸:長(zhǎng)*寬*高

357*240*390

0.02Hz,≤2.5µF


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 µF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


火    電

水         電

發(fā)電機(jī)容量

(MW)

200

300

600

85

125-150

300

400

單相對(duì)地電容(µF)

0.2-0.25

0.18-0.26

0.31-0.34

0.69

1.8-1.9

1.7-2.5

2.0-2.5


交聯(lián)聚乙烯絕緣單芯電力電纜的電容量(µF/km)   表3

      截面

電       積       容     mm2

µF/Km


電壓kV

16

25

35

50

70

95

120

150

185

240

270

10

0.15

0.17

0.18

0.19

0.21

0.24

0.26

0.28

0.32

0.38

-

35

-

-

-

0.11

0.12

0.13

0.14

0.15

0.16

0.17

0.19

4、試品電流的估算方法:

       計(jì)算公式:?。桑?πfCU


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、0.02Hz

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:≤85RH

8.電源保險(xiǎn)管:參見表1

9.市電源:頻率50Hz,電壓220V±5%。


五、 儀器結(jié)構(gòu)說明

1.控制器面板示意圖  

1中各部件示意以及功能說明

 

"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。

“AC220V"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



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 (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、0.050.02。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(zhǎng)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。

★ 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。

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

待命界面提供如下三種功能:

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"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0.1Hz超低頻耐壓試驗(yàn)電壓

電纜額定電壓

U0/UN

交接試驗(yàn)電壓

預(yù)防性試驗(yàn)電壓

電壓倍數(shù)

電壓值(k V)

電壓倍數(shù)

電壓值(k V)

1.8/3

3 U0

5

2.1U0

4

3.6/6

3 U0

11

2.1U0

8

6/6

3 U0

18

2.1U0

13

6/10

3 U0

18

2.1U0

13

8.7/10

3 U0

26

2.1U0

18

12/20

3 U0

36

2.1U0

25

21/35

3 U0

63

2.1U0

44

26/35

3 U0

78

2.1U0

55



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:max=3Uo,其中Uo為電纜相電壓的定額值。例如:額定電壓為10kV電纜,單相額定電壓 Uo=10÷kV=5.774kV,所以試驗(yàn)電壓峰值為: Umax=3Uo=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?;儯译娏鳟惓T龃?,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0.1Hz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??;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:

maxβKUo

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

o :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:

max×1.2×1.5×13.835.1(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                                            



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