中试控股技术研究院鲁工为您讲解：交流超低频试验装置

ZSVLF-80KV超低频高压发生器 | 参考标准：DL/T849.4-2004

我国正在推广这一方法
超低频绝缘耐压试验实际上是工频耐压试验的一种替代方法。我们知道，在对大型发电机、电缆等试品进行工频耐压试验时，由于它们的绝缘层呈现较大的电容量，所以需要很大容量的试验变压器或谐振变压器。这样一些巨大的设备，不但笨重，而且使用十分不便。为了解决这一矛盾，电力部门采用了降低试验频率，从而降低了试验电源的容量。从国内外多年的理论和实践证明，用0.1Hz超低频耐压试验替代工频耐压试验，不但能有同样的等效性，而且设备的体积大为缩小，重量大为减轻 ，理论上容量约为工频的五百分之一。试验程序大大地减化，与工频试验相比优越性更多。这就是为什么发达国家普遍采用这一方法的原因。我国电力部以委托武汉高压研究所起草了《35kV及以下交联聚乙烯绝缘电力电缆超低频（0.1Hz）耐压试验方法》行业标准。本仪器是根据我国这一需要研制而成的。可广泛用于电缆、大型高压旋转电机、电力电容器的交流耐压试验之中。
超低频高压发生器是进行超低频交流耐压试验的高压测试装置，本装置适用于电力部门和工矿企业在现场对聚乙烯、交联聚乙烯塑料电缆及其他高压电气设备进行绝缘耐压试验。本装置相对于直流耐压试验具有较小的破坏性且与交流工频耐压具有等效性。

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一、用本ZSVLF-80KV超低频高压发生器做电缆和发电机耐压试验前，应该先用兆欧表进行测试，兆欧表测试没有问题后，才能使用本仪器。
10KV电缆试验时，应单相试验，电压设定为18KV，频率设定为0.1Hz(推荐使用)、
0.05Hz(推荐使用)、0.02Hz(升压过程较慢)、0.01Hz(升压过程很慢，10～40分钟，适合10公里以上电缆)，说明书上所说的带载能力是理论值，现场时10KV电缆长度可达到3-20公里。

超低频绝缘耐压试验实际上是工频耐压试验的一种替代方法。我们知道，在对大型发电机、电缆等试品进行工频耐压试验时，由于它们的绝缘层呈现较大的电容量，所以需要很大容量的试验变压器或谐振变压器。这样一些巨大的设备，不但笨重，而且使用十分不便。为了解决这一矛盾，电力部门采用了降低试验频率，从而降低了试验电源的容量。从国内外多年的理论和实践证明，用0.1Hz超低频耐压试验替代工频耐压试验，不但能有同样的等效性，而且设备的体积大为缩小，重量大为减轻 ，理论上容量约为工频的五百分之一。试验程序大大地减化，与工频试验相比优越性更多。这就是为什么发达国家普遍采用这一方法的原因。我国电力部以委托武汉高压研究所起草了《35kV及以下交联聚乙烯绝缘电力电缆超低频（0.1Hz）耐压试验方法》行业标准。我国正在推广这一方法，本仪器是根据我国这一需要研制而成的。可广泛用于电缆、大型高压旋转电机、电力电容器的交流耐压试验之中。
二、ZSVLF-80KV超低频高压发生器简介
结合了现代数字变频先进技术，采用微机控制，升压、降压、测量、保护完全自动化，并且在自动升压过程中能进行人工干预。由于全电子化，所以体积小重量轻、大屏幕液晶显示，清晰直观、打印机输出试验报告。设计指标完全符合《电力设备专用测试仪器通用技术条件，第4部分：超低频高压发生器通用技术条件》电力行业标准，使用十分方便。现在国内外均采用机械式的办法进行调制和解调产生超低频信号，所以存在正弦波波形不标准，测量误差大，高压部分有火花放电，设备笨重，而且正弦波的二，四象限还需要大功率高压电阻进行放电整形，所以设备的整体功耗较大。本产品均能克服这样一些不足之处，另外，还有如下特点需要特别说明：
1、电流、电压数据均直接通过高压侧采样获得，所以数据真实、准确。
2、过压保护：当输出超过所设定的限压值时，仪器将停机保护，动作时间小于２０ms。
3、过流保护：设计为高低压双重保护，高压侧可按设定值进行精确停机保护；低压侧的电流超过额定电流时将进行停机保护，动作时间都小于２０ms。
4、高压输出保护电阻设计在升压体内，所以外面不需另接保护电阻。
5、由于采用了高低压闭环负反馈控制电路，所以输出无容升效应。
三、ZSVLF-80KV超低频高压发生器参数
1、输出额定电压：参见表
2、输出频率：0.1Hz、0.05Hz、0.02Hz、0.01Hz。
3、带载能力：参见表1    0.1  Hz  最大1.1μF(理论值，现场电缆长度为3 - 8公里）
0.05 Hz  最大2.2μF(理论值，现场电缆长度为3 - 35公里）
0.02 Hz  最大5.5μF(理论值，现场电缆长度为3 - 35公里）
0.01 Hz  最大11.0μF(理论值，现场电缆长度为35公里以上）
4、测量精度：±（3%满量程+0.5KV）
5、电压波形失真度：≤5%
6、使用条件：户内、户外；温度：-10℃∽+40℃；湿度：≤85%RH
7、电源：交流50 Hz，220V ±5%

电缆的超低频耐压试验方法
1、将与试品相连的电器设备全部脱离试品电缆。
2、采用10000V兆欧表对试品电缆各相分别进行绝缘电阻试验，记录试验值。
3、试验电压峰值：Ｕmax＝３Ｕo，其中Ｕo为电缆导体对地或金属屏蔽之间的额定工作电压。例如：额定电压为10KV电缆，单相额定电压 Ｕo：
4、试验时间：3分钟。
5、可分相进行测试。试品电缆的电容值在试验设备负载容量能力范围内时，可将试品电缆三相线芯并联后，同时进行耐压试验。
6、用随机附带的专用柔性连接电缆将试验设备与试品电缆按图8所示的方法相连接。合上电源，设定好试验频率、时间和电压以及高压侧的过流保护值、过压保护值，然后开始升压试验。升压过程应密切监视高压回路，监听试品电缆是否有异常响声。升至试验电压时，即开始记录试验时间并读取试验电压值。
7、试验时间到后，仪器自动停机。试验中若无破坏性放电发生，则认为通过耐压试验。
8、在升压和耐压过程中，如电流异常增大，电压不稳，试品电缆发生异味，烟雾或异常响声或闪烙等现象，应立即停止升压，停机后查明原因。这些现象如果是试品电缆绝缘部分薄弱引起的，则认为耐压试验不合格。如确定是试品电缆由于空气湿度或表面脏污等原因所致，应将试品电缆清洁干燥处理后，再进行试验。
9、试验过程中，如果遇到非试品电缆绝缘缺陷使仪器出现过流保护，在查明原因后，应重新进行全时间连接耐压试验。不得仅进行“补足时间”试验
八、大型高压发电机的超低频耐压试验方法
对发电机的超低频耐压试验操作方法与以上对电缆的操作方法相似。下面就不同的地方作重点补充说明。
1、在交接、大修、局部更换绕组以及常规试验时，均可进行此项试验。用0.1Hz超低频对电机进行耐压试验，对发电机端部绝缘的缺陷比工频耐压试验更有效。其原因是在工频电压下，由于从线棒流出的电容电流在流经绝缘外面的半导体防晕层时造成了较大的电压降，因而使端部的线棒绝缘上承受的电压减小；而在超低频情况下，此电容电流大大减小了，半导体防晕层上的压降也大为减小，故端部绝缘上电压较高，便于发现缺陷。
2、连线方法：试验时应分相进行，被试相加压，非被试相短接接地。如图9所示
3、按照有关规程的要求，试验电压峰值可按如下公式确定：
Ｕmax＝√2βＫUo
          其中Ｕmax ：为0.1Hz试验电压的峰值（kV）
β：0.1Hz与50Hz电压的等效系数，按我国规程的要求,取1.2
Ｋ：通常取1.3∽1.5  　一般取1.5
Ｕo ：发电机定子绕组额定电压（kV）
例如：额定电压为13.8 kV的发电机，超低频的试验电压峰值计算方法为：
                 Ｕmax＝ ×1.2×1.5×13.8≈35.1(kV)
4、试验时间按有关规程进行
5、在耐压过程中，若无异常声响、气味、冒烟以及数据显示不稳定等现象，可以认为绝缘耐受住了试验的考验。为了更好地了解绝缘情况，应尽可能全面监视绝缘的表面状态，
特别是空冷机组。经验指出，外观监视能发现仪表所不能反映的发电机绝缘不正常现象，如表面电晕、放电等。

超低频高压发生器操作说明
1、连接方法
   （1）单独使用I号升压器（试验电压≤30KV）连接方法
连线说明：用本产品随机配备的一根专用线和接地线按图3的方法连接。电源插座用电源线连至50Hz/220V的交流电上。
   （2）I号升压器和II号升压器串联使用（试验电压≤80KV）连线方法
连线说明：用本产品随机配备的两根专用线和接地线按图4的方法连接。电源插座用电源线连至50Hz/220V的交流电上。
2、中试控股详细介绍操作程序
(1) 开机。(注意:每次开机前都要对试品充分放电，升压过程中需要停机时请先按停机键，再用电源开关)开机前请将升压器上的排气孔旋松，升压过程可能会有少量油溢出，是正常现象。
按上述方法连好所有线路之后，就可以将电源开关打开。仪器在微机上电复位下，自动进入如图5所示的设限界面。在进行连线、拆线、或暂不使用仪器时，应将电源关掉。电源插座上装有保险管。若开机屏幕无显示，应先检查保险管是否熔断。大小应按表1提供的数据更换。
(2) 设置限定参数
  程控超低频高压发生器的设限界面上，可根据试验的需要设定好试验频率、试验电压、高压侧的过压保护值、过流保护值、试验时间。将光标移到相应的设定，按确定键选择。
  升压器号设定：如果使用I号升压器单独升压，升压器号设定为I号（此时试验电压设定≤30KV），如果使用I号升压器和II号升压器串联升压，升压器号设定为I+II号。
  频率有三种选择：0.1、0.05、0.02。它规定了仪器的输出频率。单位为Hz。
  试验电压范围为10KV至额定值。(请不要设小于10KV的试验电压),它规定了我们所要升至的试验电压。仪器升至接近这个设定电压值时，就不再升压，并保持在这个峰值下进行等幅的正弦波输出。
  电压保护值设定范围为0至额定值，单位为kV。它规定了通过试品的电压上限值，当电压超过此设定时，仪器自动切断输出，进行停机操作。一般情况下电压保护值由系统自动设定,比试验电压高2-4KV。
  程控超低频高压发生器电流保护值设定范围为0至额定值，单位为mA。它规定了通过试品的电流上限值，当电流超过此设定时，仪器自动切断输出，进行停机操作, 一般情况下电流保护值由系统自动设定。
  定时修改范围：0-60分。它规定了试验时间的长短。单位为分钟。
  以上电压，电流均为峰值，仪器显示的测量数据，以及打印报告上的电压电流值均为峰值。将光标移到“启动试验电压”按确定键，仪器进入图6所示的升压界面。
自动升压 
自检成功后，仪器自动进入升压状态。仪器将用若干个周期的时间（几分钟）将电压升至设定值。在升压过程中，按停机键，仪器将切断电压输出，回到开始画面。当升压值接近设定值时出现图7
在程控超低频高压发生器此时按“上下”键1秒钟，微调电压，可多次调整，调整到设定值时按“确定”键1秒钟，仪器开始计时，计时结束后自动打印试验报告。回到开始画面，放电结束后关机再开始下一次测量。另外还有两种非正常停机：过压保护停机、过流保护停机。停机后出现相应的提示界面，放电结束后，再调整限制电压值或限制电流值，再开始下次测量。

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中试控股践行“精细制造，深耕技术”产出ZSVLF-80KV超低频高压发生器优质产品能够在市场中赢得用户信赖,树立中试控股新形象打下了坚实的根底。

超低频高压发生器又名超低频交流高压试验装置，这个仪器是工频耐压试验的一种替代方法。大家都知道，在大型发电机、电缆等试品进行工频耐压试验时，由于它们的绝缘层呈现较大的电容量，所以我们就要用很大容量的试验变压器或者谐振变压器。如果是这样的话，大家的设备就很笨重，造价高，使用起来也不是很方便。为了解决这些问题，我们中试控股电力就制造研制出超低频高压发电器，这个仪器是接合了现代数字变频先进技术，采用微机控制，升压、降压、测量、保护完全自动化，并且在自动升压过程中能够进行人工干预。超低频高压发生器的优点：
           1、体积小重量轻；
           2、大屏幕液晶显示；
           3、清晰直观，能够直接显示输出波形；
           4、打印机输出试验报告。超低频高压发生器使用时需要注意哪些方面？
          １、本仪器所配升压器不得作它用。
           2、机内带电,切勿自行拆机修理，以免发生意外。仪器有故障，应与我公司联系修理。
          ３、关机后应用放电棒对试品进行充分放电,再拆线。
 超低频高压发生器结合了现代数字变频先进技术，采用微机控制，升压、降压、测量、保护完全自动化，并且在自动升压过程中能进行人工干预。由于全电子化，所以体积小重量轻、大屏幕液晶显示，清晰直观、打印机输出试验报告。现在国内外超低频高压发生器均采用机械式的办法进行调制和解调产生超低频信号，所以存在正弦波波形不标准，测量误差大，高压部分有火花放电，设备笨重，而且正弦波的二，四象限还需要大功率高压电阻进行放电整形，所以超低频高压发生器设备的整体功耗较大。
一、超低频高压发生器特征
1、电流、电压数据均直接通过高压侧采样获得，所以数据真实、准确。
2、过压保护：当输出超过所设定的限压值时，超低频高压发生器将停机保护，动作时间小于２０ms。
3、过流保护：设计为高低压双重保护，高压侧可按设定值进行精确停机保护；低压侧的电流超过额定电流时将进行停机保护，动作时间都小于２０ms。
4、高压输出保护电阻设计在升压体内，所以外面不需另接保护电阻。
5、由于超低频高压发生器采用了高低压闭环负反馈控制电路，所以输出无容升效应。
二、超低频高压发生器参数
1、输出频率：0.1Hz、0.05Hz、0.02Hz。
2、带载能力：0.1  Hz  最大1.1μF(理论值，现场电缆长度为3 - 8公里）；0.05 Hz  最大2.2μF(理论值，现场电缆长度为3 - 8公里）；0.02 Hz  最大5.5μF(理论值，现场电缆长度为3 - 8公里）
3、测量精度：±（3%满量程+0.5KV）
4、电压波形失真度：≤5%
5、使用条件：户内、户外；温度：-10℃
三、超低频高压发生器使用安全
1、超低频高压发生器开机前一定用放电棒将试品充分放电(放电棒使用方法为：先用限流放电端放电，再用接地端放电)。配两个升压器的超低频接线方法：当单独使用升压器I时(试验电压≤30KV)，仪器控制输出I务必接到升压器I，控制输出II不连接。当升压器I与升压器II串联使用时(试验电压≤80KV)，超低频高压发生器控制输出I务必接到升压器I，控制输出II务必接到升压器II，绝对不能接反！否则会损坏仪器或者试品。
2、开机升压后，如需要中断请不要关闭电源开关，请务必使用停机键，用放电棒将试品充分放电后再关闭电源。否则一定会损坏仪器！
3、请务必严格按照"超低频高压发生器"屏幕提示操作，试验时请将高压线接头旋紧、接触好。
4、由于升压器内绝缘油已装满，升压后可能有少量油溢出，是正常现象，不影响使用。
5、10KV电缆试验时，应单相试验，电压设定为18KV，频率设定为0.1Hz(推荐使用)、0.05Hz(推荐使用)、0.02Hz(升压过程较慢)，超低频高压发生器说明书上所说的带载能力是理论值，现场时10KV电缆长度可达到3-8公里。
6、35KV电缆试验时，应单相试验，电压设定为60KV(常规要求)-78KV(按规程需要)，频率设定为0.1Hz(推荐使用)、0.05Hz(推荐使用)、0.02Hz(升压过程较慢)，说明书上所说的带载能力是理论值，现场时35KV电缆长度可达到3-5公里。
7、如电缆长度较短(小于500米)，试品电容小于0.1μF时不能正常升压，此时请并联0.1μF高压电容。
8、请将高压线尼龙端子按上面的编号旋到相应的尼龙座上，要保证高压线接触良好, 接触不好，会引起放电，烧坏高压端。尼龙端子旋紧时, 要注意力度,过度旋紧可能会损坏尼龙端子。
9、如果是配两个升压器的超低频：当试验电压≤30KV时，可将升压器号设定为I，此时只需I号升压器升压，II号升压器不连接，也可将升压器号设定为I+II，此时I号升压器和II号升压器串联使用；当试验电压＞30KV时，必须将I号升压器和II号升压器串联使用，连接方法见说明书内操作说明。
10、试验室检定时，由于分压器反应速度很慢，需要多看几个周期，才能看到电压峰值。
11、控制输出线接升压器端的航空插头需要往下压再旋转，才能拔出！
12、建议使用220V交流电源：若一定要使用便携式发电机供电，发电机要求：频率50Hz，电压220V±5%，功率应大于5KW，并且在发电机的输出端并联一只功率不小于800W的阻性负载(如电炉)，以便稳定发电机的运转速度。在整个升压过程中，必须使用连续工作的阻性负载，不能使用会自动切断的阻性负载(如电开水壶、有温控开关的电炉，水开以后或者温度达到后，会自动切断负载)，否则一定会严重损坏超低频高压发生器。
     断开与测试产品链接的所有电气设备与测试产品电缆的连接，并用兆欧表测试测试电缆各相的绝缘电阻。只有在合格的情况下，才能使用超低频耐压测试设备进行机箱耐压测试。
        峰值测试电压：Umax=3Uo，其中Uo是电缆相电压的配额值，例如：电缆的额定电压为10KV，单相的额定电压Uo=10÷3KV的平方根=5.77KV，因此峰值测试电压为Umax=3Uo=17.32KV。
       测试时间根据功率测试要求设置。当测试电缆的电容在测试设备的负载能力之内时，测试电缆可以链接到三相线 芯并联并可以同时进行测试。关闭电源，在高压侧设置测试频率，时间和电压过电流保护值以及过电压保护值，然后开始加强测试。在升压过程中应密切监视高压电路，并应监视测试电缆是否有异常声音。当测试电压上升时，将记录测试时间并读取测试电压值。
       测试时间结束后，超低频高压发生器将自动停止。如果在测试期间未发生破坏性放电，则认为已通过压力测试
      交流耐压测试的功率容量与测试频率成正比。容量越大，音量越大。因此，0.1Hz超低频耐压测试也适用于电源线测试，功率电容器测试，大中型发电机测试以及电机测试。根据耐压测试的功能，将超低频高压发生器按功能分为程序控制的超低频高压发生器和智能型超低频高压发生器。 实际使用中可以达到1/50到1/100，试验设备很容易实现小型化，并能有效解决长电缆的现场测试问题。
        与工频耐压测试相比，超低频耐压测试具有较低的水树缺陷局部放电起始电压和较高的击穿通道增长率，即可以促进水分支向电气分支的转变。因此，很容易检测到交联电缆的水分支缺陷。另一方面，超低频耐压测试的缺点在于，它很容易导致受水分支影响的交联电缆绝缘层迅速老化。余弦方波和正弦波主要有两种。
        余弦方波与直流耐压设备没有本质区别。在工程实践中，主要选择正弦方波超低频发生器。另外，尽管超低频测试设备要求低的测试能力，但是随着电压水平的提高，极性转换开关的技术难度和体积已经大大增加。因此，目前的超低频高压发生器主要用于中低压电缆的测试。
    中试控股电力生产超低频绝缘耐压试验实际上是工频耐压试验的一种替代方法.我们知道,在对大型发电机、电缆等试品进行工频耐压试验时,由于它们的绝缘层呈现较大的电容量,所以需要很大容量的试验变压器或谐振变压器.使用十分不便.为了解决这一矛盾,电力部门采用了降低试验频率,从而降低了试验电源的容量.
    8.在升压和耐压过程中,如发现输出波形异常畸变,而且电流异常增大,电压不稳,试品电缆发生异味、烟雾、异常响声或闪烙等现象,应立即停止升压,停机后查明原因.这些现象如果是试品电缆绝缘部分薄弱引起的,则认为耐压试验不合格.如确定是试品电缆由于空气湿度或表面脏污等原因所致,应将试品电缆清洁干燥处理后,再进行试验.
    9.试验过程中,如果遇到非试品电缆绝缘缺陷使仪器出现过流保护,在查明原因后,应重新进行全时间耐压试验.
    发电机的超低频耐压试验方法
    对发电机的超低频耐压试验操作方法与以上对电缆的操作方法相似.下面就不同的地方作重点补充说明.
    1.在交接、大修、局部更换绕组以及常规试验时,均可进行此项试验.用0.1Hz超低频对电机进行耐压试验,对发电机端部绝缘的缺陷比工频耐压试验更有效.其原因是在工频电压下,由于从线棒流出的电容电流在流经绝缘外面的半导体防晕层时造成了较大的电压降,因而使端部的线棒绝缘上承受的电压减小;而在超低频情况下,此电容电流大大减小了,半导体防晕层上的压降也大为减小,故端部绝缘上电压较高,便于发现缺陷.
    5.在耐压过程中,若无异常声响、气味、冒烟以及数据显示不稳定等现象,可以认为绝缘耐受住了试验的考验.为了更好地了解绝缘情况,应尽可能全面监视绝缘的表面状态,特别是空冷机组.经验指出,外观监视能发现仪表所不能反映的发电机绝缘不正常现象,如表面电晕、放电等.超低频高压发生器
  中试控股电力生产超低频高压发生器接合了现代数字变频先进技术,采用微机控制,升压、降压、测量、保护完全自动化.由于全电子化,所以体积小重量轻、大屏幕液晶显示,清晰直观、且能显示输出波形、打印试验报告.设计指标完全符合《电力设备专用测试仪器通用技术条件,第4部分:超低频高压发生器通用技术条件》电力行业标准,使用十分方便.对发电机的超低频耐压试验操作方法与以上对电缆的操作方法相似.下面就不同的地方作重点补充说明.
    ●  在交接、大修、局部更换绕组以及常规试验时,均可进行此项试验.用0.1Hz超低频对电机进行耐压试验,对发电机端部绝缘的缺陷比工频耐压试验更有效.其原因是在工频电压下,由于从线棒流出的电容电流在流经绝缘外面的半导体防晕层时造成了较大的电压降,因而使端部的线棒绝缘上承受的电压减小;而在超低频情况下,此电容电流大大减小了,半导体防晕层上的压降也大为减小,故端部绝缘上电压较高,便于发现缺陷