一、 產(chǎn)品概述

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

壓器及線(xiàn)路等所有電氣主設備的電氣耐壓試驗設計制造。超低頻絕緣耐壓試驗實(shí)

際上是工頻耐壓試驗的一種替代方法。我們知道，在對大型發(fā)電機、電纜等試品

進(jìn)行工頻耐壓試驗時(shí)，由于它們的絕緣層呈現較大的電容量，所以需要很大容量

的試驗變壓器或諧振變壓器。這樣一些巨大的設備，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(mén)利用 0.1Hz 超低頻高壓發(fā)生器成套試

驗裝置，采用了降低試驗頻率的方法從而降低了試驗電源的容量，因此大大簡(jiǎn)化

了現場(chǎng)試驗難度。從國內外多年的理論和實(shí)踐證明，用 0.1Hz 超低頻耐壓試驗替

代工頻耐壓試驗，不但能有同樣的等效性，而且設備的體積大為縮小，重量大為

減輕 ，理論上容量約為工頻的五百分之一。試驗程序大大地減化，與工頻試驗

相比優(yōu)越性更多。這就是為什么發(fā)達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）耐壓試驗方法》行業(yè)標準，我國正在推廣這一方法，本儀器是根據我

國這一需要研制而成的?？蓮V泛用于電纜、大型高壓旋轉電機、電力電容器等的

設備耐壓試驗。

（一）產(chǎn)品簡(jiǎn)介

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

機光電子控制，升壓、降壓、測量、保護完全自動(dòng)化，并且在自動(dòng)升壓過(guò)程中能

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

清晰直觀(guān)、功能強大能實(shí)時(shí)顯示試驗時(shí)輸出波形、并帶有打印機可即時(shí)打印輸出

試驗報告、一插既用的 USB 下載端口可實(shí)時(shí)下載試驗數據到電腦實(shí)現數據的異地

保存及打印輸出功能。本設備的設計指標完全符合 DL/T849.4-2004《電力設備

專(zhuān)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)標準，使用十分方便。

現在國內外均采用機械式的辦法進(jìn)行調制和解調產(chǎn)生超低頻信號，所以存在正弦

波波形不標準，測量誤差大，高壓部分有火花放電，設備笨重，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)品有如下強大功能：

1. 試驗電流、電壓、波形數據均直接通過(guò)高壓側實(shí)時(shí)采樣獲得，所以數據

真實(shí)、準確。

2. 系統過(guò)壓保護：當設備輸出超過(guò)所設定的限壓值時(shí)，儀器將停機保護，

動(dòng)作時(shí)間小于 15 毫秒。

3. 系統過(guò)流保護：設計為高低壓軟硬件多重保護，高壓側可按設定值進(jìn)行

精確停機保護；低壓側的電流超過(guò)額定電流時(shí)將進(jìn)行停機保護，動(dòng)作時(shí)間都小于

15 毫秒。

4. 系統高壓側保護電阻設計在升壓體內，所以系統外不需另接保護裝置。

5. 本系統采用了高低壓閉環(huán)負反饋控制電路，所以輸出無(wú)容升效應。

6. 本系統高壓控制部分采用我公司創(chuàng )新型光控高壓開(kāi)關(guān)單元，控制準確、

安全可靠。

7. 本裝置采用彩色人機界面觸摸控制加控件式模塊化軟件操作系統，精準

直觀(guān)。

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

及交流耐壓試驗。

二、 超低頻高壓發(fā)生器試驗裝置主要技術(shù)參數

（一）生產(chǎn)廠(chǎng)家代碼

30-指設備能輸出的最大額定電壓，單位為 kV

A-指設備的配置等級；

（二）超低頻高壓發(fā)生器試驗裝置技術(shù)指標

1. 輸出額定電壓：參見(jiàn)附表 1

2. 輸出頻率：0.1Hz、0.05Hz、0.02Hz

3. 帶載能力：參見(jiàn)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(jiàn)附表 1

（三）設備遵循標準

《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》 GB50150-2006

《電力設備預防性試驗規程》 DL/T596-1996

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

《大型高壓交流電機定子絕緣耐壓試驗規范》 JB3373

（四）設備主要配置及技術(shù)參數說(shuō)明：

1、超低頻控制器(一臺)：

（四）設備主要配置及技術(shù)參數說(shuō)明：

1、超低頻控制器(一臺)：

1.1 技術(shù)參數

1.1.1 輸入電壓：?jiǎn)蜗?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,靈活適應現場(chǎng)操作及觀(guān)察。

2.  防震保護:內外部具備特殊減震橡膠支撐腳和標準鋁箱,可有效減緩運輸

中的顛簸震動(dòng)和沖擊。有效保證了控制器的長(cháng)期穩定性和可靠性。

3.  參數顯示：真彩觸摸大屏幕液晶人機界面顯示控制系統。

可顯示試驗電壓(即試驗前設置的目標電壓)、試驗頻率、限壓保護、限流保

護、耐壓時(shí)間、還可顯示電壓曲線(xiàn)。

4.  參數設置：真彩觸摸大屏幕液晶彩屏直接完成各種參數的設置?？蛇x擇

試驗項目設置、試驗類(lèi)型設置、試驗參數設置、 可對頻率、試驗電壓、試驗時(shí)

間、等相關(guān)參數進(jìn)行設置或選擇。

5.  保護功能及其信息提示：具備高壓過(guò)壓保護、過(guò)流保護，等多重保護以

及未接容性試品等提示功能。

6.  數據存儲功能：試驗結果保存、打印、上傳、回查等。

a、試驗結果：自動(dòng)試驗完畢后，在試驗結果界面中可顯示出試驗時(shí)的詳細

參數，當試驗發(fā)生中斷時(shí)，可提示中斷狀態(tài)?？蓪当４嬖诖鎯ζ髦?，該存儲

器為非易失存儲器，可保存多次試驗記錄。

b、數據查詢(xún)：可將已保存的試驗結果數據顯示到屏幕上。同時(shí)具有 USB 接

口，可將數據報表輸出打印。

7.  自動(dòng)穩壓功能：系統根據設定的試驗電壓，自動(dòng)跟蹤并維持穩定的試驗

電壓，電壓穩定度可達 2.5%。

2、超低頻高壓發(fā)生器

2.1 技術(shù)參數

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

2.1.2 連續工作時(shí)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)生器的設計采用鐵殼式結構，油式自冷。內置光控高壓調制器件，

具有體積小、重量輕、操作簡(jiǎn)單、帶載能力強等特性、特別方便現場(chǎng)使用。

2.2.2 發(fā)生器的控制采用現代軍工技術(shù)，連接件與控制器端一一對應一插即

可，高壓輸出采用美國專(zhuān)用進(jìn)口連接件且帶自動(dòng)鎖止功能、安全可靠。

三、 超低頻高壓發(fā)生器試驗裝置設備應用

（一）電纜的超低頻耐壓試驗

電纜的超低頻耐壓試驗方法

1.將與試品相連的電器設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，記錄試驗值。

3.試驗電壓峰值：Ｕmax＝3Ｕ0，其中Ｕ0 為電纜導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

所以試驗電壓峰值為：Ｕmax＝3Ｕ0

＝3×10ＫＶ÷√3

＝√3×10ＫＶ

＝17．32ＫＶ

4.試驗時(shí)間：60 分鐘。

5.可分相進(jìn)行測試。試品電纜的電容值在試驗設備負載容量能力范圍內時(shí)，

可將試品電纜三相線(xiàn)芯并聯(lián)后，同時(shí)進(jìn)行耐壓試驗。

6.用隨機附帶的專(zhuān)用柔性連接電纜將試驗設備與試品電纜按圖 4 所示的方

法相連接。合上電源，設定好試驗頻率、時(shí)間和電壓以及高壓側的過(guò)流保護值、

過(guò)壓保護值，然后開(kāi)始升壓試驗。升壓過(guò)程應密切監視高壓回路，監聽(tīng)試品電纜

是否有異常響聲。升至試驗電壓時(shí)，即開(kāi)始記錄試驗時(shí)間并讀取試驗電壓值。

7.試驗時(shí)間到后，儀器自動(dòng)停機。試驗中若無(wú)破壞性放電發(fā)生，則認為通過(guò)

耐壓試驗。

8.在升壓和耐壓過(guò)程中，如發(fā)現輸出波形異?；?，而且電流異常增大，電

壓不穩，試品電纜發(fā)生異味，煙霧或異常響聲或閃烙等現象，應立即停止升壓，

停機后查明原因。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于空氣濕度或表面臟污等原因所致，應將試品電

纜清潔干燥處理后，再進(jìn)行試驗。

９．試驗過(guò)程中，如果遇到非試品電纜絕緣缺陷使儀器出現過(guò)流保護，在查

明原因后，應重新進(jìn)行全時(shí)間連接耐壓試驗。不得僅進(jìn)行“補足時(shí)間”試驗。

（二）火力發(fā)電機的超低頻耐壓試驗

大型高壓發(fā)電機的超低頻耐壓試驗方法

對發(fā)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

不同的地方作重點(diǎn)補充說(shuō)明。

1.在交接、大修、局部更換繞組以及常規試驗時(shí)，均可進(jìn)行此項試驗。用

0.1HZ 超低頻對電機進(jìn)行耐壓試驗，對發(fā)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，由于從線(xiàn)棒流出的電容電流在流經(jīng)絕緣外面的半

導體防暈層時(shí)造成了較大的電壓降，因而使端部的線(xiàn)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，便于發(fā)現缺陷。

2.連線(xiàn)方法：試驗時(shí)應分相進(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)規程的要求，試驗電壓峰值可按如下公式確定：

Ｕmax＝√2βＫU0

其中Ｕmax ：為 0.1Hz 試驗電壓的峰值（ＫＶ）

β：0.1Hz 與 80Hz 電壓的等效系數，按我國規程的要求,取 1.2

Ｋ：通常取 1.3∽1.5 一般取 1.5

Ｕ0 ：發(fā)電機定子繞組額定電壓（ＫＶ）

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

Ｕmax＝√2×1.2×1.5×13.8≈35.1(KV)

4.試驗時(shí)間按有關(guān)規程進(jìn)行

5.在耐壓過(guò)程中，若無(wú)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。為了更好地了解絕緣情況，應盡可能全面監

視絕緣的表面狀態(tài)，特別是空冷機組。經(jīng)驗指出，外觀(guān)監視能發(fā)現儀表所不能反

映的發(fā)電機絕緣不正?，F象，如表面電暈、放電等。

（三）電力電容器的超低頻耐壓試驗

電力電容器的超低頻耐壓試驗方法

（三）電力電容器的超低頻耐壓試驗

電力電容器的超低頻耐壓試驗方法

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

驗時(shí)間時(shí)，應按照有關(guān)規程辦。

（四）變壓器、開(kāi)關(guān)等的超低頻耐壓試驗

變壓器、開(kāi)關(guān)等的超低頻耐壓試驗方法

試驗操作方法與上述方法相似，連線(xiàn)方法如圖 19 所示，只是在試驗系統中

必須并聯(lián)接入一只電容量不小于 0.05UF 的補償電容。在確定試驗電壓和試驗時(shí)

間時(shí)，應按照有關(guān)規程設定。