一、 產(chǎn)品概述

本試驗(yàn)裝置主要針對 10kV、35kV、300MW 火力發(fā)電機(jī), 10kV、35kV 電力變

壓器及線路等所有電氣主設(shè)備的電氣耐壓試驗(yàn)設(shè)計(jì)制造。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，在對大型發(fā)電機(jī)、電纜等試品

進(jìn)行工頻耐壓試驗(yàn)時，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，造價高，而且使

用十分不便。為了解決這一矛盾，電力部門利用 0.1Hz 超低頻高壓發(fā)生器成套試

驗(yàn)裝置，采用了降低試驗(yàn)頻率的方法從而降低了試驗(yàn)電源的容量，因此大大簡化

了現(xiàn)場試驗(yàn)難度。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。試驗(yàn)程序大大地減化，與工頻試驗(yàn)

相比優(yōu)越性更多。這就是為什么發(fā)達(dá)國家普遍采用這一方法的原因。我國電力部

已委托武漢高壓研究所起草了《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。可廣泛用于電纜、大型高壓旋轉(zhuǎn)電機(jī)、電力電容器等的

設(shè)備耐壓試驗(yàn)。

（一）產(chǎn)品簡介

本產(chǎn)品融合了國外超低頻的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)并創(chuàng)新采用現(xiàn)代數(shù)字變頻技術(shù)，利用微

機(jī)光電子控制，升壓、降壓、測量、保護(hù)完全自動化，并且在自動升壓過程中能

進(jìn)行人工干預(yù)。由于全電子化，所以體積小重量輕、智能真彩人機(jī)界面操作系統(tǒng)，

清晰直觀、功能強(qiáng)大能實(shí)時顯示試驗(yàn)時輸出波形、并帶有打印機(jī)可即時打印輸出

試驗(yàn)報(bào)告、一插既用的 USB 下載端口可實(shí)時下載試驗(yàn)數(shù)據(jù)到電腦實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的異地

保存及打印輸出功能。本設(shè)備的設(shè)計(jì)指標(biāo)完全符合 DL/T849.4-2004《電力設(shè)備

專用測試儀器通用技術(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。

現(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，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

均克服這樣一些不足之處。另外，本公司的創(chuàng)新型產(chǎn)品有如下強(qiáng)大功能：

1. 試驗(yàn)電流、電壓、波形數(shù)據(jù)均直接通過高壓側(cè)實(shí)時采樣獲得，所以數(shù)據(jù)

真實(shí)、準(zhǔn)確。

2. 系統(tǒng)過壓保護(hù)：當(dāng)設(shè)備輸出超過所設(shè)定的限壓值時，儀器將停機(jī)保護(hù)，

動作時間小于 15 毫秒。

3. 系統(tǒng)過流保護(hù)：設(shè)計(jì)為高低壓軟硬件多重保護(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將進(jìn)行停機(jī)保護(hù)，動作時間都小于

15 毫秒。

4. 系統(tǒng)高壓側(cè)保護(hù)電阻設(shè)計(jì)在升壓體內(nèi)，所以系統(tǒng)外不需另接保護(hù)裝置。

5. 本系統(tǒng)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)。

6. 本系統(tǒng)高壓控制部分采用我公司創(chuàng)新型光控高壓開關(guān)單元，控制準(zhǔn)確、

安全可靠。

7. 本裝置采用彩色人機(jī)界面觸摸控制加控件式模塊化軟件操作系統(tǒng)，精準(zhǔn)

直觀。

8. 本裝置一機(jī)多用，可同時測量被試品的電容量、絕緣電阻、泄漏電流、

及交流耐壓試驗(yàn)。

二、 超低頻高壓發(fā)生器試驗(yàn)裝置主要技術(shù)參數(shù)

（一）生產(chǎn)廠家代碼

30-指設(shè)備能輸出的最大額定電壓，單位為 kV

A-指設(shè)備的配置等級；

（二）超低頻高壓發(fā)生器試驗(yàn)裝置技術(shù)指標(biāo)

1. 輸出額定電壓：參見附表 1

2. 輸出頻率：0.1Hz、0.05Hz、0.02Hz

3. 帶載能力：參見表 1

0.1 Hz 最大 1.1 μf

0.05 Hz 最大 2.2 μf

0.02 Hz 最大 5.5 μf

4. 測量精度：2.5 %

5. 電壓正，負(fù)峰值誤差：≤2.5％

6. 電壓波形失真度：≤3％

7. 絕緣電阻測量誤差：≤2.5％

8. 泄露電流測量誤差：≤2.5％

9. 電容量測量誤差：≤2.5％

10. 電源：交流 50 Hz，220V ±5%

11. 電源保險管：參見附表 1

（三）設(shè)備遵循標(biāo)準(zhǔn)

《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》 GB50150-2006

《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》 DL/T596-1996

《電力設(shè)備專用測試儀器通用技術(shù)條件》 DL/T849.4-2004

《大型高壓交流電機(jī)定子絕緣耐壓試驗(yàn)規(guī)范》 JB3373

（四）設(shè)備主要配置及技術(shù)參數(shù)說明：

1、超低頻控制器(一臺)：

（四）設(shè)備主要配置及技術(shù)參數(shù)說明：

1、超低頻控制器(一臺)：

1.1 技術(shù)參數(shù)

1.1.1 輸入電壓：單相 220V±5% 50Hz

1.1.2 輸出電壓頻率：0.1Hz，0.05 Hz.，0.02 Hz

1.2 性能特點(diǎn)：

1.  放置方式:控制器的放置為橫向立式或臥式,靈活適應(yīng)現(xiàn)場操作及觀察。

2.  防震保護(hù):內(nèi)外部具備特殊減震橡膠支撐腳和標(biāo)準(zhǔn)鋁箱,可有效減緩運(yùn)輸

中的顛簸震動和沖擊。有效保證了控制器的長期穩(wěn)定性和可靠性。

3.  參數(shù)顯示：真彩觸摸大屏幕液晶人機(jī)界面顯示控制系統(tǒng)。

可顯示試驗(yàn)電壓(即試驗(yàn)前設(shè)置的目標(biāo)電壓)、試驗(yàn)頻率、限壓保護(hù)、限流保

護(hù)、耐壓時間、還可顯示電壓曲線。

4.  參數(shù)設(shè)置：真彩觸摸大屏幕液晶彩屏直接完成各種參數(shù)的設(shè)置?？蛇x擇

試驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置、試驗(yàn)類型設(shè)置、試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置、 可對頻率、試驗(yàn)電壓、試驗(yàn)時

間、等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置或選擇。

5.  保護(hù)功能及其信息提示：具備高壓過壓保護(hù)、過流保護(hù)，等多重保護(hù)以

及未接容性試品等提示功能。

6.  數(shù)據(jù)存儲功能：試驗(yàn)結(jié)果保存、打印、上傳、回查等。

a、試驗(yàn)結(jié)果：自動試驗(yàn)完畢后，在試驗(yàn)結(jié)果界面中可顯示出試驗(yàn)時的詳細(xì)

參數(shù)，當(dāng)試驗(yàn)發(fā)生中斷時，可提示中斷狀態(tài)。可將參數(shù)保存在存儲器中，該存儲

器為非易失存儲器，可保存多次試驗(yàn)記錄。

b、數(shù)據(jù)查詢：可將已保存的試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)顯示到屏幕上。同時具有 USB 接

口，可將數(shù)據(jù)報(bào)表輸出打印。

7.  自動穩(wěn)壓功能：系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的試驗(yàn)電壓，自動跟蹤并維持穩(wěn)定的試驗(yàn)

電壓，電壓穩(wěn)定度可達(dá) 2.5%。

2、超低頻高壓發(fā)生器

2.1 技術(shù)參數(shù)

2.1.1 額定工作電壓：30kV、40 kV、50 kV、60 kV、80 kV、90 kV

2.1.2 連續(xù)工作時間：60min

2.1.3 溫 升：小于 60 度

2.1.4 工作頻率：0.1～0.02Hz

2.2 性能特點(diǎn)

2.2.1 發(fā)生器的設(shè)計(jì)采用鐵殼式結(jié)構(gòu)，油式自冷。內(nèi)置光控高壓調(diào)制器件，

具有體積小、重量輕、操作簡單、帶載能力強(qiáng)等特性、特別方便現(xiàn)場使用。

2.2.2 發(fā)生器的控制采用現(xiàn)代軍工技術(shù)，連接件與控制器端一一對應(yīng)一插即

可，高壓輸出采用美國專用進(jìn)口連接件且?guī)ё詣渔i止功能、安全可靠。

三、 超低頻高壓發(fā)生器試驗(yàn)裝置設(shè)備應(yīng)用

（一）電纜的超低頻耐壓試驗(yàn)

電纜的超低頻耐壓試驗(yàn)方法

1.將與試品相連的電器設(shè)備全部脫離試品電纜。

2.采用 10000V 兆歐表對試品電纜各相分別進(jìn)行絕緣電阻試驗(yàn)，記錄試驗(yàn)值。

3.試驗(yàn)電壓峰值：Ｕmax＝3Ｕ0，其中Ｕ0 為電纜導(dǎo)體對地或金屬屏蔽之間

的額定工作電壓。例如：額定電壓為 10KV 電纜，單相額定電壓 Ｕ0：Ｕ0＝10

ＫＶ÷√3

所以試驗(yàn)電壓峰值為：Ｕmax＝3Ｕ0

＝3×10ＫＶ÷√3

＝√3×10ＫＶ

＝17．32ＫＶ

4.試驗(yàn)時間：60 分鐘。

5.可分相進(jìn)行測試。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，

可將試品電纜三相線芯并聯(lián)后，同時進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。

6.用隨機(jī)附帶的專用柔性連接電纜將試驗(yàn)設(shè)備與試品電纜按圖 4 所示的方

法相連接。合上電源，設(shè)定好試驗(yàn)頻率、時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，監(jiān)聽試品電纜

是否有異常響聲。升至試驗(yàn)電壓時，即開始記錄試驗(yàn)時間并讀取試驗(yàn)電壓值。

7.試驗(yàn)時間到后，儀器自動停機(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)輸出波形異常畸變，而且電流異常增大，電

壓不穩(wěn)，試品電纜發(fā)生異味，煙霧或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)行全時間連接耐壓試驗(yàn)。不得僅進(jìn)行“補(bǔ)足時間”試驗(yàn)。

（二）火力發(fā)電機(jī)的超低頻耐壓試驗(yàn)

大型高壓發(fā)電機(jī)的超低頻耐壓試驗(yàn)方法

對發(fā)電機(jī)的超低頻耐壓試驗(yàn)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，均可進(jìn)行此項(xiàng)試驗(yàn)。用

0.1HZ 超低頻對電機(jī)進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，對發(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(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)時應(yīng)分相進(jìn)行，被試相加壓，非被試相短接接地。如圖 5

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：

Ｕmax＝√2βＫU0

其中Ｕmax ：為 0.1Hz 試驗(yàn)電壓的峰值（ＫＶ）

β：0.1Hz 與 80Hz 電壓的等效系數(shù)，按我國規(guī)程的要求,取 1.2

Ｋ：通常取 1.3∽1.5 一般取 1.5

Ｕ0 ：發(fā)電機(jī)定子繞組額定電壓（ＫＶ）

例如：額定電壓為 13.8KV 的發(fā)電機(jī)，超低頻的試驗(yàn)電壓峰值計(jì)算方法為：

Ｕmax＝√2×1.2×1.5×13.8≈35.1(KV)

4.試驗(yàn)時間按有關(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。

（三）電力電容器的超低頻耐壓試驗(yàn)

電力電容器的超低頻耐壓試驗(yàn)方法

（三）電力電容器的超低頻耐壓試驗(yàn)

電力電容器的超低頻耐壓試驗(yàn)方法

試驗(yàn)操作方法與上述方法相似，連線方法如圖 6 所示。在確定試驗(yàn)電壓和試

驗(yàn)時間時，應(yīng)按照有關(guān)規(guī)程辦。

（四）變壓器、開關(guān)等的超低頻耐壓試驗(yàn)

變壓器、開關(guān)等的超低頻耐壓試驗(yàn)方法

試驗(yàn)操作方法與上述方法相似，連線方法如圖 19 所示，只是在試驗(yàn)系統(tǒng)中

必須并聯(lián)接入一只電容量不小于 0.05UF 的補(bǔ)償電容。在確定試驗(yàn)電壓和試驗(yàn)時

間時，應(yīng)按照有關(guān)規(guī)程設(shè)定。