中试控股技术研究院鲁工为您讲解： 电缆直高发耐压发生器

ZSZGF-200KV/2mA直流高压发生器

适合电压等级：10KV、35KV、110KV、220KV、300KV、400KV、500KV、750KV、800KV、1000KV

电流分类：2mA、3mA、5mA、10mA、20mA

参考标准：DL/T 474.2-2018，电力行业DL/T848.1-2004《高压试验装置通用技术条件 第1部分：直流高压发生器》

ZSZGF-200KV/2mA直流高压发生器是由中试控股研发生产，适用于电力试品测试，对氧化锌避雷器、电力电缆、变压器、发电机、电动机、断路器/开关、开关柜、隔离开关、互感器、套管、支柱绝缘子、电抗器、母线、输电线路、熔断器、电容器、接触器、配电箱、绝缘材质、变电站系统等高压电气设备进行直流耐压试验，行业处于领先水平！

中试控股始于1986年 ▪ 30多年专业制造 ▪ 国家电网.南方电网.内蒙电网.入围合格供应商

ZSZGF-200KV/2mA直流高压发生器

一、简介
 ZSZGF系列直流高压发生器采用了高频倍压电路，应用了最新的PWM高频脉宽调制技术，闭环调整，采用了电压大反馈，使电压稳定度大幅度提高。使用性能卓越的大功率IGBT器件及驱动技术，并根据电磁兼容性理论，采用特殊屏蔽、隔离和接地等措施。使直流高压发生器实现了高品质、便携式，并能承受额定电压放电而不损坏。具有输出功率大、体积小的特点，有可靠的过压、过流及零位合闸保护功能，带0.75倍电压切换功能。主要适用于电力部门、工矿、冶金、钢铁等企业动力部门对氧化锌避雷器、电力电缆、变压器、断路器、发电机等高压电气设备进行直流耐压试验或直流泄漏电流试验。
二、执行标准
1DL/T 848.1-2004高压试验装置通用技术条件第一部分：直流高压发生器
2DL/T 596-2005 《电力设备预防性试验规程》
3DL/T 474.2-2006 《现场绝缘试验实施导则 第2部分:直流高电压试验》
四、主要技术参数特点
1．技术特点：
（1）精度高、测量准确。控制箱上电压表直接显示加在负载试品上的电压值，使用时无需外加分压器，接线简单。仪器具有高、低压端测量泄漏电流，高压端采用圆形屏蔽数字表显示，不怕放电冲击，抗干扰性能好，适合现场使用。
（2）电压调节稳定度高，全量程平滑调压，输出电压调节采用进口单个多圈电位器，升压过程平稳，调节精度高。
（3）负极性输出、零启动、连续可调、有过电压、过电流、回零、接地保护、特有断线保护等各种保护功能。自动保护电路功能强，保护完善可靠，使操作安全。
（4）采用最先进技术、工艺制造，率先应用中频倍压电路，采用最新的PWM高频脉宽调制技术和大功率IGBT器件，从而使输出高压稳定度更高，纹波系数更小。
（5）增设高精度0.75UDC1mA功能，为做氧化锌避雷器测量带来极大的方便。
（6）过电压整定采用了数字拨码开关，能将整定电压值直观显示，显示数值单位为kV，一目了然。
（7）故障取样采用专用的传感器，动作时间为纳秒级，光隔离元件也为纳秒级，可快速完全关断直流主回路，从而最大的保护仪器不受损伤。
（8）倍压筒采用新型材料，轻巧、坚固。底部设有三只内藏式支撑脚，增加了倍压筒的稳定性。外表涂特种绝缘材料，电气性能好，防潮能力强。
（9）机箱采用铝合金机箱，体积小，重量更轻、更美观、更可靠、操作简单、功能齐全，便于野外使用。
2．技术参数：
技术参数 200/2
额定电压(kV) 200
额定电流(mA) 2
额定功率(W) 400
控制箱质量(kg) 5.5
倍压筒质量(kg) 8.7
倍压筒高度(mm) 970
电压精度 ±(1.0%读数＋2个字)
电流精度 ±(1.0%读数＋2个字)
纹波系数 ≤0.5%
电压稳定度 电源电压变化±10%时≤1%
过载能力 空载电压可超出额定电压10%使用10分钟
最大充电电流为1.25倍额定电流
电源 单相交流50Hz  220V±10%
工作方式 间断使用：额定负载30分钟
1.1倍额定电压使用：10分钟
工作环境 温度：-10℃～+40℃
相对湿度：室温为25℃时不大于85%（无凝露）
海拔高度：1500米以下
带电容
负荷能力 被试品电容量无限制
可用1.5倍的额定电流充电
结构特点 电气绝缘倍压筒
空气绝缘、无泄漏之虑
操作箱特点 高精度0.75UDC1mA单触按钮（精度≤1.0%）
最适合氧化锌避雷器试验
过压保护采用数字拨码开关，一目了然
便携式机箱，现场更方便
注：因产品不断更新，不另行通知，以实样为准，本公司保留解释权。
五、产品功能说明
1、接地端子 2、五芯航插 3、过压整定拨码
4、电源插座 5、电源开关 6、电流表头
7、电压调节旋钮钮 8、高压断带灯按钮  9、高压通带灯按
10、0.75倍带灯按钮 11、电压表头
    说明：
（1）控制箱接地端子：控制箱接地端子与倍压筒接地端子及试品接地端连接为一点后再与接地网相连。
（2）中频及测量电缆快速连接插座：用于机箱与倍压筒的连接。连接时只需对准将电缆插头压下顺时针方向转动到位,拆线时只需逆时针转动电缆插头。
（3）过压整定拨盘：用于设定过电压保护值。拨盘所显示单位为kV，设定值为试验电压的1.1倍。
（4）电源输入插座：将随机配备的电源线与电源输入插座相连。(交流220V±10％，插座内自带保险管。)
（5）电源开关：向前按下，电源接通，高压断红灯亮。反之为关断。
（6）数显电流表：数字显示直流高压输出电流。
（7）电压调节电位器：该电位器为多圈电位器。顺时针旋转为升压，反之为降压。此电位器具备控制电子零位保护功能，因此升压前必须先回零。
（8）红色带灯按钮：高压断红灯亮，表示电源已接通及高压断开。在高压通绿灯亮状态下按下高压断红色按钮，绿灯灭红灯亮，高压回路切断。 
（9）绿色带灯按钮：高压接通按钮、高压指示灯。在高压断红灯亮的状态下，按下高压通绿色按钮后，绿灯亮红灯灭，表示高压回路接通，此时可升压。此按钮须在电压调节电位器回零状态下才有效。如按下高压通绿色按钮，绿灯亮红灯仍亮，但松开绿色按钮绿灯灭红灯亮，表示机内保护电路已工作，此时必须关机检查过压整定拨码开关设置是否小于满量的5%及有无其它故障后再开机。
（10）黄色带灯按钮：高压通绿灯亮时有效，当按下0.75UDC1mA黄色按钮后黄灯亮，输出高压降至原来的0.75倍，并在一分钟内保持此状态。此功能是专为氧化锌避雷器快速测量0.75UDC1mA用。按下高压断红色按钮，红灯亮、绿灯和黄灯灭，高压切断并退出0.75倍状态。
（11）数显电压表：数字显示直流高压输出电压。
1.高压引出接线柱（可连接微安表和限流电阻） 
2.均压球
3.倍压筒体
4.接地端子    
5.底座
6.中频连接端子
六、操作步骤
6.1、使用前准备
※ 如做容性负载试验时，应接入限流电阻
6.1.1 直流高压发生器在使用前应检查连接电缆不应有断路和短路现象，倍压筒不应有凝露现象，设备无破裂等损坏。
6.1.2 将控制箱与倍压筒用五芯连接电缆连接好，倍压筒和控制箱必须保持足够距离。保护接地线与工作接地线以及放电棒的接地线均应单独接到试品的地线上(即一点接地)。严禁各接地线相互串联，为此，应使用DHV专用接地线。
6.1.3 电源开关置于关断位置并将调压电位器回至零位。过电压保护整定值设定为试验电压的1.1倍。
6.2、空载升压验证过电压保护整定
6.2.1 接通电源开关，此时高压断红灯亮，表示电源接通。
6.2.2 按下高压通绿色按钮，则绿灯亮，表示高压接通。
6.2.3 顺时针方向平缓调节调压电位器，输出端即从零开始升压，升至所需电压后，按规定时间记录电流表读数，并检查控制箱及高压输出线有无异常现象及声响。必要时用外接高压分压器校准控制箱上的电压表头。
6.2.4 降压，将调压电位器回零后，随即按高压断红色按钮，切断高压并关闭电源开关。
6.3、对试品进行泄漏及直流耐压试验
6.3.1 在进行6.1-6.2检查试验确认直流高压发生器无异常情况后，即可开始进行试品的泄漏及直流耐压试验。将试品、地线等连接好，检查无误后即打开电源。
6.3.2 根据步骤6.2.1-6.2.3升压至所需电压或电流。
升压速度以每秒3～5kV试验电压为宜。对于大电容试品升压时还需监视电流表充电电流不超过额定的最大充电电流。
对小电容试品如氧化锌避雷器、磁吹避雷器等，先升至所需电压(电流)的95％左右，再缓慢升压至所需的电压(电流)，从数显表上读出电压(电流)值。如需对氧化锌避雷器进行泄漏值测量时，先升压至电流为1mA时的电压值，然后按下0.75倍黄色按钮，此时电压降至原来的0.75倍，并在一分钟内保持此状态。此时可读取泄漏电流值（uA）。测量完毕后，调压电位器逆时针回到零，按下高压断红色按钮，如需再次升压时按高压通绿色按钮即可。  
6.3.3 试验完毕，根据步骤6.2.4降压。   
 ※ 必要时用外接高压分压器比对控制箱上的电压。
6.4、几种测量方法
6.4.1 一般测量时，当接好线后，先将连接试品的线悬空，升压至试验电压后，记录空载试验时的电晕和杂散电流I1，然后接上试品连接线，升压至试验电压后，读取总电流I2,得到试品的泄漏电流为Io=I2-I1。
6.4.2 当需要精确测量被试品泄漏电流时，则应在高压侧串入高压微安表，如图5所示。
图5 微安表接入试品CX高压侧接线图
微安表必须有金属屏蔽，应采用屏蔽线与试品连接。高压引线的屏蔽引出应与仪表端的屏蔽紧密连接。如果试品表面污秽要排除试品表面泄漏电流的影响，可在试品高电位端用裸金属软线紧密绕几圈后与高压引线的屏蔽层相连接，如图6所示。
6.4.3对氧化锌、磁吹避雷器等试品接地端可拆开的情况下，也可采用在试品的底部(地电位侧)串入电流表进行测量的方式，如图7所示。当要排除试品表面泄漏电流的影响，可用软的裸铜线在试品地电位端绕上几圈并与屏蔽线的屏蔽层相连接，如图8所示。
6.4.4 对于氧化锌避雷器等小电容试品，试验完后一般通过机内测压电阻放电，时间很快。而对电缆等大电容试品，试验完后一般要待试品电压自放电至试验电压的20％以下，再通过配套的放电棒进行放电，待试品充分放电后挂好接地线，才允许进行高压引线的拆除和更换接线的工作。
6.5、保护动作后的操作
在使用过程中发现高压通绿灯灭，高压断红灯亮，电压下降的现象，即为保护动作。此时应关闭电源开关，面板指示灯均不亮，将调压电位器退回零位，一分钟后待机内低压电容器充分放电，查明情况后，才允许再次打开电源开关，重新进行试验。
七、数显式直流高压微安表使用说明
1、本高压微安表用于直流电压试验，在高压侧测量高压电气设备内绝缘泄漏电流值。
2、本高压微安表是根据法拉第笼等电位屏蔽法来测量，所有测量元器件均处于金属屏蔽球体的内部。
3、直流高压发生器高压输出端经限流电阻接到该高压微安表，再经高压微安表的专用插头，屏蔽导线接到被试品。
4、为减少被试品高压线头裸露时的电晕离子电流对内绝缘泄漏电流的附加误差影响，建议用良好的绝缘套将被试品高压接线处包起来。
5、本高压微安表内部采用9V干电池供电。当高压屏蔽微安表上显示"LOW BAT"时，请更换9V电池，以避免测量误差。高压引线插头插入后，内部电源接通，拔出时内部断电，为延长电池使用寿命，建议在停止测量后尽可能拔出高压引线插头，以此断开内部电源。
6、试品进行直流高压试验完毕后，应用配套直流高压试验专用放电棒对高压微安表外壳处放电。
八、关于配套限流电阻使用参考
在交流或直流高压试验回路中一般均应接入限流电阻R，如图9所示，其目的是当被试品C x在回路中放电或被击穿时起限制电流作用，不至于高压短路导致试验设备的损坏。但在某些高压试验中可不用接入限流电阻，为此对限流电阻的使用提出以下建议：
1、对氧化锌避雷器、普通阀式避雷器高压开关和电力变压器等电力设备进行直流高压试验时，可以不用接入限流电阻。
2、电力电缆试验时应在高压回路中串接限流电阻（只需将配套的限流电阻拧至倍压筒顶部高压输出螺栓上即可）。
九、放电棒的使用
1、试验完后一般要待试品电压自放电至试验电压的20％以下，再通过配套的专用放电棒进行放电。放电时放电棒应与高压输出端保持一段距离，待放电棒尖端先产生电晕放电，再将放电棒顶端接触微安表外壳进行放电，最后再将放电棒接地端地线直接接触被试品进行放电。
2、特别注意：不能将地线直接接在高压微安表外壳上直接放电，以免强大的冲击放电电流引起高压微安表损坏。
十、故障检查及处理
1电源开关接通后高压断红灯不亮且风扇不转。 电源线开路或者电源保险丝熔断。 更换电源线。
更换保险丝。
2按高压通绿色按钮绿灯不亮。 调压电位器未回零。 电位器回零。
3按高压通绿色按钮绿灯亮，当升压高压通绿灯灭，高压断红灯亮。 高压输出端接地，试品短路。 检查输出电缆。
检查被试品。
4升压过程中高压通绿灯灭，高压断红灯亮。 试品放电或击穿，过压或过流保护动作。 检查被试品。
重新设置整定值。
十一、附件清单
1主机 1台
2高压倍压筒 1个
3微安表 1个
4放电棒 1根
5限流电阻(1MΩ) 1个
6高压线 1根
7电源线 1根
8连接线 1根
9接地线 1根
10保险管 5个
11检验报告 1份
12合格证 1份
13说明书 1份

ZSZGF-200KV/2mA直流高压发生器具有多种保护功能，如：低压过流、低压过压、高压过流、高压过压、零位保护、不接地保护等。推动信号快速关断保护在输出端采用专用传感器取样，反应时间为纳秒级，通过纳秒级的光隔离元件和纳秒级的模拟开关，全过程在2微秒内将功放电路的推动信号切断，保证在输出短路的情况下，不损坏功率器件。是指主要用于绝缘和漏电检测中的高压电源，高压电源和高压发生器已经没有严格的区别。

ZSZGF-200KV/2mA直流高压发生器

对于氧化锌避雷器等小电容试品,一般通过测压电阻放电,时间很快。而对电缆、电机等大电容试品,一般要等待试品电压自放电到试验电压的20%以下,再通过放电棒进行放电。待试品充分放电后并挂好接地线,才允许进行高压引线的拆除和更换接线工作。

ZSZGF-200KV/2mA直流高压发生器在直流高压发生器在行业内率先采用分节式结构，即既可用于高电压等级，又能用于较低电压等级，并保持其精度不变。以100/200kV/2mA分两节为例，单节时可做100kV/2mA使用，可用于35kV及以下系统电气设备直流高压试验，此时可保证测量的准确性避免大马拉小车；两节使用时可做200kV/2mA 使用.可用于220kV分节、110kV及以下氧化锌避雷器直流试验及交联电缆的直流耐压试验。

电力变压器防雷保护的简繁应根据容量大小、损坏影响程度及供电重要性决定。所以IEC99－4以交流无间隙金属氧化物避雷器（TPMOA）的标称放电电流值（In）来分类，如20kA、10kA、5kA、2．5kA、1．5kA等，In等级不同，试验要求不同。用户根据电力变压器的不同重要性来选用WGMOA的In等级。西方制造企业TPMOA型录中明确说明：电站TPMOA的In分为10kA和20kA两个等级；In＝10kA的，Ur为3～336kA；In＝20kA的，Ur为3～800kV；配电型WGMOA的In只有5kA。用户可很方便地选用。例如大容量变压器，保护高压或超高压一次侧绕组绝缘选用TPMOA的In＝10kA或20kA，而二次中压侧TPMOA也应选用In＝10kA或20kA。In等级实际上反映变压器的耐雷可靠性，即风险程度。原则是要求电力变压器绕组各侧设防耐雷可靠性一致。各侧TPMOA选用相同等级In是重要措施之一。
在我国一些标准中，TPMOA分类和电力变压器各侧绕组的防雷保护，实际上是按电力系统标称电压等级来划分和设防的，不论变压器一次侧绕组电压等级多高，是高压或超高压，不论容量多大，是几百MVA或小容量，不论一次侧绕组采用TP－MOA的In＝10kA还是20kA，例如二侧绕组为35kA等级，一律规定TPMOA的In＝5kA，防雷保护一个模式——“一刀切”。这样，电力变压器一、二次侧耐雷可靠性是不配合的，防雷薄弱环节在二次中压侧是显而易见的。1990～1994年全国在役的110kV及以上等级电力变压器类设备（未包括农口管理的设备）的运行情况及事故统计分析完全证实了这点。
或许有人会说，过去的碳化硅阀式避雷器（SiCA）的In就是5kA。请不要忘记，那时一、二次侧SiCA的In都是5kA，耐雷可靠性一致。或许有人会说，中压阀式避雷器流过的雷电流没有高压或超高压侧大。但实测流过避雷器的雷电流恰好相反。1958年国际大电网会议（CIGRE）第33学术委员会（SC－33）第1工作组报告中指出：“通过阀式避雷器最大的雷电流是发生在中压等级以下者”。
流过阀式避雷器的雷电流幅值和陡度是随机变量，是非固定值，按概率分布。选用较高In等级的TPMOA，实质上是加强了电力变压器防雷保护的可靠性。而较高In等级TPMOA增加的造价，相对于大容量电力变压器造价来说是极小的 。TPMOA是积木式的，在技术上不存在任何困难。
4　选用沿架空输电线路导线侵入到变电所的雷电陡度和幅值不应“一刀切” 
TPMOA至被保护物（如电力变压器）之间允许的最大距离决定于沿架空输电线路导线侵入到变电所雷电波的陡度和幅值。但影响该参数的因素很多，如直击雷电参数（幅值、陡度和波的长度等）、进线段参数（避雷线根数和布置位置、杆塔高度和杆塔波阻、接地冲击电阻等）和雷击点位置（雷击点至TPMOA距离等）。由此可见，侵入到变电所的雷电波陡度和幅值是随机变量，非固定值，按概率分布。选用多大侵入波陡度和幅值实际上反映了被保护电气装置耐雷的可靠性程度。因此，应视被保护物（如电力变压器）的重要性不同，分别选用不同的侵入变电所雷电波的陡度和幅值，那种同一电压等级，不管重要性（容量大小、事故影响程度）差异，一律“一刀切”，选用同一雷电波陡度和幅值的方法是不可取的。
确定侵入到变电所的雷电波需要进行大量试验研究工作，特别是运行经验总结和统计分析。
我国从1954年至今，是采用如表1所示前苏联的规定值，运行经验表明，这些值一般是可接受的，但对气体绝缘装置（GIS）等新设备和大容量变压器，技术经济是否最佳还有待实践的检验。
在美国IEEE规范中，66kV及以上变电所的防雷保护可以不设专门加强防雷保护进线段，用进线第一基杆塔雷击侵入波来考核避雷器至被保护物（如变压器）之间的最大允许距离。66kV以下变电所才设长610m（2000ft）的加强防雷保护进线段，以降低通过变电所避雷器的雷电流。 
西方一些标准规定，对于110kV及以上电压等级系统，选用侵入到变电所雷电波的陡度比我国高很多，分别为1200kV／μs、1500kV／μs和2000kV／μs三级。即TPMOA至电力变压器之间的最大允许电气距离比我国规定的短很多。他们规定保护电力变压器的TPMOA尽量靠近被保护电力变压器，用最短导体将TPMOA与变压器连接。若因技术和布置原因不能靠近被保护变压器时，必须在TPMOA保护范围内。每路进出线路上安装一组TPMOA。避雷器安装在靠近被保护设备（如电力变压器或旋转电机）位置，最好是同被保护物共用接地引下线，这样，作用于被保护物绝缘上的电压仅是避雷器残压。否则，不仅要考虑避雷器与被保护物之间的电压差，还要考虑避雷器残压上串联避雷器接地引下线的电感压降。作用于被保护设备绝缘上的电压等于避雷器残压叠加这两部分所增加的电压。这增加的电压正比于避雷器至被保护设备之间的距离和避雷器接地引下线长度，以及侵入波的di/dt值 。美国推荐的IEEEstd 142－1991取di/dt=1OkA/μs。接地引下线L＝0．5～0．8μH ／m。若长2m，则L＝1μH，接地引下线压降10kV与避雷器残压串联。此外，TPMOA标称电流波形为8／20μs。试验证明，电流波头愈陡（即波头愈短）则TPMOA残压愈高。若标称电流10kA，波形8／20μs，其陡度约1．25kA／μs，残压是偏低的。所以，在计算TPMOA至被保护设备距离时均应考虑这些因素。