簡述超低頻交流耐壓裝置的兩種測試方法?

電氣設備的高壓耐壓試驗是《絕緣預防性試驗》規定的最重要項目之一。耐壓試驗可分為交流耐壓試驗和直流耐壓試驗,交流耐壓試驗又可分為工頻、變頻和0.1Hz超低頻測試技術,其中0.1Hz超低頻技術是最新技術,是當前國際電工委員會推薦的技術。新一代VLF系列微機式0.1Hz超低頻高壓發生器是本公司自主開發的核心產品,它克服了第一代機械式產品的諸多缺點,性價比遠遠高於同類進口產品,特別適用於絕緣等值電容較大的電氣設備(例如:電力電纜、電力電容器、大中型發電機和電動機等)耐壓試驗,符合2004年國家新頒佈電力行業標準《超低頻高壓發生器通用技術條件 DL/T849.4-2004》要求。

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儀器結構功能說明

本儀器由兩個部分組成:即控制器和升壓器,兩部分結構和功能如下:

1、控制器面板示意圖

控制器面板各部件佈置如圖1所示,各部件功能說明如下:

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“地” - 接地端子:使用時與大地相連。

“輸出” - 輸出多芯插座:使用時與升壓器的輸入多芯插座相連。

“開關” - 電源開關:內置指示燈,開時亮,關時熄。

“對比度”- 對比度調節旋扭:用於調節液晶顯示器的對比度。

“功能鍵”- 其功能由顯示器提示欄對應位置提示。

“AC220V”- 電源輸入插座,內置保險管。

“打印機”- 打印測試報告。

“液晶顯示器”- 顯示測試數據以及輸出波形。

2、升壓器結構示意圖

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3、顯示屏示意圖

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第一種、電力電纜耐壓試驗方法

1、將與被測試電纜相連的電氣設備全部斷開。

2、用兆歐表測試電纜各相絕緣參數,測試合格方可進行超低頻耐壓試驗。

3、整定試驗電壓值:Umax=3Uo,其中Uo為電纜的額定相電壓值。

例1:某電纜參數:額定線電壓為10kV、額定相電壓Uo=6kV,所以試驗電壓整定值為:

Umax=3Uo=18kV。

各種型號橡塑絕緣電力電纜0.1Hz超低頻試驗電壓值整定值如表4。

表4 各種型號橡塑絕緣電力電纜0.1Hz超低頻試驗電壓和時間

注:UN為電纜額定線電壓,U0為額定相電壓

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4、試驗時間:交接試驗時試驗時間為60分鐘,預防性試驗時間為15分鐘。

5、 過流保護整定電流值:

超低頻耐壓試驗試品容性電流(或洩漏電流)的估算方法:

I0=2πfCU=2×3.14×0.1CU(mA) …………………………(公式1)

其中:C為電纜對地電容量,單位為μF;U為試驗電壓有效值,單位為kV。

例2:某型號10kV(UN=10kV,U0=8.7kV)電纜長4km,單相對地電容0.21μF/km,0.1Hz超低頻耐壓試驗電壓為26kV(峰值),則洩漏電流近似為:

I0=2πfCU=2×3.14×0.1CU=0.628×0.21×4×26/

=9.69(mA)

過流保護整定電流值:

I=kI0 …………………………………………………(公式2)

其中:k為過流保護可靠係數,顯然k>1

取1.5,則過流保護整定電流值可取:14.5mA

6、試驗接線:用隨機附帶的專用連接線將試驗設備與試驗電纜按圖13所示的方法連接。仔細檢查接線正確後合上電源,再次設定好試驗頻率、時間和電壓以及高壓側的過流保護值、過壓保護值,然後開始升壓試驗。

升壓過程應密切監視高壓回路,監聽試品電纜是否有異常響聲。升至試驗電壓時,儀器開始自動記錄試驗時間、顯示試驗電壓值。

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7、試驗時間到後,儀器自動停機。若試驗中無破壞性放電發生,則認為通過耐壓試驗。

8、在升壓和耐壓過程中,如發現輸出波形異常畸變,而且電流異常增大,電壓不穩,試品電纜發生異味、煙霧、異常響聲或閃烙等現象,應立即停止升壓,停機後查明原因。這些現象如果是試品電纜絕緣部分薄弱引起的,則認為耐壓試驗不合格。如確定是試品電纜由於空氣溼度或表面髒汙等原因所致,應將試品電纜清潔乾燥處理後,再進行試驗。

9、試驗過程中,如果遇到非試品電纜絕緣缺陷使儀器出現過流保護,在查明原因後,應重新進行耐壓試驗。

第二種、同步電機耐壓試驗方法

對同步電機的超低頻耐壓試驗操作方法與以上對電纜的操作方法相似。下面就不同的地方作補充說明。

1、在交接、大修、局部更換繞組以及常規試驗時,均可進行此項試驗。用0.1Hz超低頻對電機進行耐壓試驗,對發電機端部絕緣的缺陷比工頻耐壓試驗更有效。其原因是在工頻電壓下,由於從線棒流出的電容電流在流經絕緣外面的半導體防暈層時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,半導體防暈層上的壓降也大為減小,故端部絕緣上電壓較高,便於發現缺陷。

2、接線方法:試驗時應分相進行,給被試相加壓,非被試相短接接地。試驗接線如圖14所示。

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3、按照規程規定,試驗電壓峰值可按如下公式3確定:

Umax= βKUo…………………………………(公式3)

其中Umax: 0.1Hz試驗電壓的峰值(kV);

β: 0.1Hz與50Hz電壓的等效係數,按我國規程的要求,β取1.2;

K: 整定係數,通常為1.3~1.5,一般取1.5

Uo: 同步電機定子繞組額定電壓(kV)

例如:額定電壓為10.5kV的同步電機,超低頻的試驗電壓峰值計算方法為:

Umax= ×1.2×1.5×10.5≈26(kV)

4、試驗時間整定:與工頻耐壓的試驗時間相同,一般為1min。

5、 過流保護動作電流整定值:整定方法與電纜相同。

6、在耐壓過程中,若無異常聲響、氣味、冒煙以及數據顯示不穩定等現象,可以認為絕緣耐受住了試驗的考驗。為了更好地瞭解絕緣情況,應儘可能全面監視絕緣的表面狀態,特別是空冷組。經驗指出,外觀監視能發現儀表所不能反映的同步電機絕緣不正常現象,如表面電暈、放電等。

注:異步電機的結構與同步電機相比只是沒有轉子繞組,其試驗接線與同步電機類似。

注意事項

試驗時請嚴格遵守高壓試驗的安全規範,由專業人員操作;

儀器如有故障,切勿自行拆機修理,應與我公司聯繫;

關機後應用放電棒對被試品進行充分放電,確信放電完畢後,再拆線!

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