HDLF-0.1Hz超低頻耐壓試驗裝置的使用操作

注意事項

一、做試驗前后，請先將儀器配套放電棒接地后對被試品充分放電（放電棒使用方法：先用放電棒頂端進行阻放，再用接地端進行直放），最后接線或拆線。

二、試驗前務(wù)必使用儀器配套接地線將儀器各接地端子均可靠接地，高壓輸出線應(yīng)與負載可靠連接，避免因接觸不牢靠導(dǎo)致放電。

警告：在做電纜耐壓試驗時，必須將芯線和絕緣層物理上分離，不能用其它物品覆蓋在其上面，否則會引起高壓放電，危及安全！

三、開機升壓后，如需要中斷試驗，請點擊屏幕“停機”鍵，待儀器自行放電完成后，方可關(guān)閉電源開關(guān)，最后放電。

警告：若在試驗過程中出現(xiàn)緊急情況請直接拍下電源開關(guān)，而且必須用放電棒對被試品放電后，方可進行下一次試驗，否則儀器將自行保護，無法繼續(xù)試驗。

四、建議使用220V交流電源。若一定要使用發(fā)電機供電，由于0.1Hz超低頻是根據(jù)電源輸入頻率來調(diào)制的，對發(fā)電機有較高的要求，要求是：頻率50Hz±2%，電壓220V±5%，功率大于10kW，特別要求發(fā)電機輸出頻率穩(wěn)定，頻率不隨負載的變化而變化（最好使用數(shù)碼變頻發(fā)電機），并且在發(fā)電機的輸出端并聯(lián)一只功率不小于800W的阻性負載(如電爐等)，以便穩(wěn)定發(fā)電機的運轉(zhuǎn)速度，如果頻率不能穩(wěn)定，肯定不能正常升壓。在整個升壓過程中，必須使用連續(xù)工作的阻性負載，不能使用會自動切斷的阻性負載(如電開水壺、有溫控開關(guān)的電爐，水開以后或者溫度達到后，會自動切斷負載)，否則一定會嚴重損壞儀器！

第一章 說明介紹

1.1概述

電氣設(shè)備的高壓耐壓試驗是《絕緣預(yù)防性試驗》規(guī)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(shù)，其中 0.1Hz 超低頻技術(shù)是最新技術(shù)，是當前國際電工委員會推薦的技術(shù)。根據(jù)我國電力系統(tǒng)實際情況，國家發(fā)改委已制定了《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，2004 年頒布了電力行業(yè)標準《超低頻高壓發(fā)生器通用技術(shù)條件 DL/T 849.4－2004》，我國正在推廣這一新的試驗方法。

在對大中型發(fā)電機、電動機、電力電纜等試品進行工頻耐壓試驗時，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，國際上普遍采用了降低試驗頻率，從而降低了試驗電源容量的方法，超低頻絕緣耐壓試驗實際上是工頻耐壓試驗的一種替代方法。從國內(nèi)外多年的理論和實踐證明，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(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，且操作簡單，這就是為什么發(fā)達國家普遍采用這一方法的主要原因。

我公司新一代系列超低頻高壓發(fā)生器是采用新技術(shù)自主研發(fā)的核心產(chǎn)品，采用 7 寸觸模屏、進口高速AD采集電路，以及先進生產(chǎn)工藝。提高了儀器質(zhì)量穩(wěn)定性，降低了設(shè)備的體積和重量，操作簡單，克服了國內(nèi)同類產(chǎn)品的諸多缺點（見表 1），性價比遠遠高于同類進口產(chǎn)品的機械式升壓器使用壽命短、故障率高、體積大的缺點。相較于其他幾種耐壓試驗設(shè)備方式而言，0.1Hz超低頻具有諸多優(yōu)點，如表2。

表 1 0.1Hz耐壓試驗設(shè)備機械式與電子式的性能比較

表 2 各種耐壓試驗設(shè)備的性能比較

1.2執(zhí)行標準

序號 標準名稱

1 DL/T 849.4－2004 電力設(shè)備通用技術(shù)條件 第4部分：超低頻高壓發(fā)生器

2 Q/ED116501-2004 《橡塑絕緣電力電纜交接和預(yù)防性試驗規(guī)程》

1.3特征

1.智能化程度高：采用數(shù)字變頻技術(shù)，微電腦控制，升壓、降壓、測量等測試過程全自動化。

2.操作方便：接線簡單，7寸大液晶觸摸屏，操作便捷，人機交互友好。

3.保護全面：多重保護（過壓保護、高低壓側(cè)過流保護），動作迅速（動作時間≤10ms）,儀器安全可靠。

4. 安全可靠：控制器和高壓發(fā)生器低壓連接，光電控制，使用安全可靠。

5.采用了高低壓閉環(huán)負反饋控制電路，輸出無容升效應(yīng)。

6.采樣精準：高壓電流、電壓數(shù)據(jù)均直接通過高壓側(cè)采樣獲得，所以數(shù)據(jù)真實、準確。

7.配置齊全：7寸電容觸摸屏，液晶漢字顯示，自動存儲，自動打印。

8. 測試范圍廣：0.1Hz、0.05Hz 及 0.02Hz 多頻率選擇，測試范圍大。

9. 攜帶方便：儀器體積小巧、重量輕便，十分利于戶外作業(yè)。

10.多語言顯示： 中英文切換功能，其它語言可定制。

1.4技術(shù)規(guī)格有哪些呢

1.工作電源： 220V±5%，50±2Hz

注意：若使用便攜式發(fā)電機供電，要求發(fā)電機輸出電壓、頻率穩(wěn)定（一般要求功率大于 3kW，頻率 50Hz，電壓 220V±5%）

2.輸出電壓：30/60/80kV

3.輸出頻率：0.1Hz、0.05Hz、0.02Hz

4.帶載能力：0.1Hz-1.1uF、0.05Hz-2.2uF、0.02Hz-5.5uF

4.測量精度：3%

5電壓正，負峰值誤差：≤3％

6.電壓波形失真度：≤5％

7.工作環(huán)境：溫度：-10℃～+40℃；濕度：≤85％R

1.5面板結(jié)構(gòu)

由兩個部分組成：即控制器和升壓器，兩部分結(jié)構(gòu)和功能如下：

圖1 控制器面板示意圖

（1）.控制器信號輸出座：此處接至升壓器的輸入，用于控制升壓器及采樣。

（2）.電容觸摸屏：用于各項操作、參數(shù)設(shè)置以及顯示測試數(shù)據(jù)、輸出波形等。

（3）.接地柱：此處接入地線。

（4）.電源/急停開關(guān)：用于打開、關(guān)閉控制器電源，順時針擰動彈起即可接通電源，直接按下后斷開電源，也可用作緊急停機。

（5）.三芯電源座：接AC220V電源，此電源座內(nèi)置保險管，當儀器保險管因過流熔斷后，更換相同型號保險管后繼續(xù)使用。

（6）.打印機：用于打印測試結(jié)果報告。

2.升壓器結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示

圖 2 升壓器結(jié)構(gòu)示意圖

（1）1.輸入：連接控制器輸出端信號線

（2）接地：此處接入地線。

（3）高壓輸出：高壓由此輸出，連接接被試品。

（4）注油閥：試驗前后可擰下此閥門堵頭，然后再還原擰緊，此步驟是為了將升壓器泄壓，嚴禁在未擰緊注油閥的情況下進行試驗，否則儀器有可能燒壞。

第二章 控制器菜單介紹

2.1設(shè)置界面

將AC220V電源連接至控制器面板電源插座，打開面板上電源開關(guān)，儀器直接進入?yún)?shù)設(shè)置界面，在該界面下可設(shè)置試驗相關(guān)的所有參數(shù)，如圖3所示

圖3 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置界面

1.試驗電壓：上下調(diào)節(jié)“設(shè)定電壓”滑塊，即可更改試驗電壓大小?！?”、“-”按鈕為細調(diào)，點一次即增加/減小1kV，曲線中綠色字體為當前設(shè)置試驗電壓。

2.保護電壓：上下調(diào)節(jié)“限定電壓”滑塊，即可更改保護電壓大小?！?”、“-”按鈕為細調(diào)，點一次即增加/減小1kV，曲線中紅色字體為當前設(shè)置保護電壓。

3.保護電流：左右調(diào)節(jié)“設(shè)定限流”滑塊，即可更改保護電流大小。“+”、“-”按鈕為細調(diào)，點一次即增加/減小1mA。保護電流決定了通過試品的電流上限值，當電流超過此設(shè)定時，儀器自動切斷輸出。

3.設(shè)定頻率：頻率分為3個檔位，0.1Hz、0.05Hz、0.02Hz，當頻率左側(cè)圓圈顯示為實心即選擇當前頻率檔位。

4.試驗時間：儀器最長試驗時間為99分鐘，可通過右側(cè)“+”、“-”按鈕進行增加或減少試驗時間。

注意：以上電壓、電流及儀器顯示的測量數(shù)據(jù)均為峰值。

參數(shù)設(shè)置完成后，點擊“返回”。

2.2試驗界面

試驗參數(shù)設(shè)置完成后，點擊“返回”，即可將進入試驗界面，如圖4所示

圖4 試驗界面

2.3 歷史記錄

在試驗界面按下“查看”按鈕后，即進入歷史記錄界面，如圖5所示。凡是通過了定時停機、點擊“停機”鍵進行的停機、過壓保護停機、以及過流保護停機的數(shù)據(jù)儀器自動將其保存為歷史數(shù)據(jù)。最多能保存 64 次測量的數(shù)據(jù)，64 次以前的將自動刪除。

同時也可在歷史記錄界面右側(cè)選擇“打印”按鈕，即可打印選中的歷史記錄數(shù)據(jù)

圖5 歷史記錄界面

2.4 時間設(shè)置

在試驗界面按下“時鐘”按鈕后，即進入日期和時間設(shè)置界面，如圖6所示

圖6 時間設(shè)置界面

此界面下可分別設(shè)置日期和時間，通過點擊對應(yīng)參數(shù)右側(cè)的“+”、“-”按鈕即可分別設(shè)置年、月、日、時、分、秒，設(shè)置完成后點擊“返回”按鈕即可保存

第三章 儀器操作方法

3.1接線方式

現(xiàn)場做試驗時，使用本儀器隨機配備的控制輸出專用線、高壓輸出專用線和接地線，嚴格按照圖7進行接線

圖7 試驗接線圖

3.2 開始試驗

3.2.1接線完成后，控制器接入電源，打開電源開關(guān)，在參數(shù)設(shè)置界面設(shè)置完相應(yīng)參數(shù)并選擇“返回”后，儀器進入試驗界面，點擊“開始”按鈕后，按如下流程進行試驗：

自檢→升壓→等幅輸出→耐壓計時→降壓停機

儀器首先將進行自檢，自檢通過后儀器自動升壓，升壓至目標電壓后儀器將顯示等幅輸出，按照設(shè)定時間進行計時耐壓，升壓過程如圖8所示

圖8 正在升壓示意圖

3.2.2控制器在若干個周期的時間內(nèi)將電壓升至設(shè)定值，儀器將進行等幅輸出，狀態(tài)欄中提示信息：“等幅輸出”，如圖9所示

圖9 等幅輸出示意圖

3.2.3當耐壓達到設(shè)定時間后，將自動降壓，降壓后儀器提示“實驗通過”，如圖10所示。試驗完成后，儀器將自動保存試驗數(shù)據(jù)，同時也可以在試驗界面選擇“打印”按鈕，數(shù)據(jù)即可打印

圖10 實驗通過示意圖

試驗過程中，如需要中斷試驗，請點擊屏幕“停機”鍵，待儀器自行放電完成后，方可關(guān)閉電源開關(guān)，最后放電。

警告：若在試驗過程中出現(xiàn)緊急情況請直接拍下電源開關(guān)，而且必須用放電棒對被試品放電后，方可進行下一次試驗，否則儀器將自行保護，無法繼續(xù)試驗。

3.2.4 試驗時如果未接負載、負載被擊穿、放電嚴重造成保護等情況，儀器將自動判斷未接負載并提示“未接負載，請接容性試品”，停止電壓輸出，如圖11所示

圖11 未接負載提示意圖

3.2.4在試驗過程中，當保護電壓或保護電流設(shè)置偏小，實際輸出電壓或電流超過了保護值，儀器則會出現(xiàn)過壓或過流保護提示，此時儀器會立即停止輸出，需重新設(shè)置合適保護值后放電，再重新開始試驗。如圖12、圖13所示

圖12 過壓保護示意圖

圖13 過流保護示意圖

第四章 現(xiàn)場試驗說明

4.1、電力電纜試驗方法

1.將與被測試電纜相連的電氣設(shè)備全部斷開。

2.用兆歐表測試電纜各相絕緣參數(shù)，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(shù)：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

表3 橡塑絕緣電力電纜0.1Hz超低頻試驗電壓和時間

注：UN 為電纜額定電壓，Uo 為電纜相電壓。如果電纜長度較短，電容量小于0.05μF時，將不能正常升壓，此時請將儀器配套自檢電容與電纜并聯(lián)。

4.試驗時間：交接試驗時試驗時間為 60 分鐘，預(yù)防性試驗時間為 15 分鐘。

5.可分相進行測試。試品電纜的電容值在試驗設(shè)備負載容量能力范圍內(nèi)時，可將試品電纜三相線芯并聯(lián)后，同時進行耐壓試驗。

6.過流保護整定電流值：

超低頻耐壓試驗品容性電流（或泄漏電流）的估算方法：

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

C 為電纜對地電容量，單位為 uF；U 為試驗電壓有效值，單位為 kV。

例2：某型號 10kV(UN=10kV，Uo=8.7kV) 電纜長 4km，單相對地電容 0.21uF/km，0.1Hz 超低頻試驗電壓為 26kV（峰值），則泄漏電流近似為：

Io=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=kIo…………………(公式 2)

其中：k 為過流保護可靠系數(shù)，顯然 k＞1

若 k 取 1.5，則過流保護整定電流值可取：14.5mA

7.試驗接線：用隨機附帶的專用連接將試驗設(shè)備與試驗電纜按圖14所示的方法連接。仔細檢查接線正確后合上電源，再次設(shè)定好試驗頻率，時間和電壓以及高壓側(cè)的過流保護值、過壓保護值，然后開始升壓試驗。

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

圖14 單相電纜耐壓測試接線圖

8.試驗時間到后，儀器自動停機。若試驗中無破壞性放電發(fā)生，則認為通過耐壓試驗。

9.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、異常響聲或閃烙等現(xiàn)象，應(yīng)立即停止升壓，停機后查明原因。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(yīng)將試品電纜清潔干燥處理后，再進行試驗。

10.試驗過程中，如果遇到非試品電纜絕緣缺陷使儀器出現(xiàn)過流保護，在查明原因后，應(yīng)重新進行耐壓試驗

4.2、大型高壓發(fā)電機試驗方法

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補充說明。

1、在交接、大修、局部更換繞組以及常規(guī)試驗時，均可進行此項試驗。用0.1Hz超低頻對發(fā)電機進行耐壓試驗，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??；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、接線方法：試驗時應(yīng)分相進行，被試相加壓，非被試相短接接地，如圖15所示

圖15 發(fā)電機試驗接線示意圖

3、按照有關(guān)規(guī)程的要求，試驗電壓峰值可按如下公式確定：

Ｕmax＝√2βＫUo

其中Ｕmax ：為0.1Hz試驗電壓的峰值（kV）

β：0.1Hz與50Hz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

Ｕo ：發(fā)電機定子繞組額定電壓（kV）

例如：額定電壓為13.8 kV的發(fā)電機，超低頻的試驗電壓峰值計算方法為：Ｕmax＝×1.2×1.5×13.8≈35.1(kV)

4、試驗時間按有關(guān)規(guī)程進行

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，可以認為絕緣耐受住了試驗的考驗。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)，特別是空冷機組。經(jīng)驗指出，外觀監(jiān)視能發(fā)現(xiàn)儀表所不能反映的發(fā)電機絕緣不正常現(xiàn)象，如表面電暈、放電等。

注：異步電機的結(jié)構(gòu)與同步電機相比只是沒有轉(zhuǎn)子繞組，其試驗接線與同步電機類似。

6. 不同類型發(fā)電機的單相對地電容量如表4所示，使用時，試品電容量不得超過儀器的額定電容量。試品電容量過小，會影響輸出波形。若小于 0.05μF，儀器將不能正常輸出，此時可并聯(lián)儀器配套0.05 μF自檢電容器輔助輸出

4.3、電力電容器試驗方法

試驗操作方法與上述方法相似，連線方法如圖16所示。在確定試驗電壓和試驗時間時，應(yīng)按照有關(guān)規(guī)程辦

圖16 電力電容器試驗接線示意圖

4.4 儀器自檢試驗方法

儀器出廠時配了專用自檢電容，當現(xiàn)場試驗遇到無法正常升壓時，可先按照圖17接線方法，高壓輸出端先不接被試品，將儀器配套自檢電容作為負載對儀器進行空升自檢，這樣可排除是否為儀器自身故障所導(dǎo)致。若儀器能正常升壓至額定電壓且無任何異常，則說明儀器本身沒有問題，需檢查試品本身或接線方面問題

圖17 儀器空升自檢接線示意圖

以上介紹了現(xiàn)場試驗時的各種試驗方方法，試驗時應(yīng)嚴格注意以下幾點：

1.所配升壓器不得作它用。

2.不得將升壓器側(cè)放或倒放，防止內(nèi)部絕緣油滲出。

3.機內(nèi)帶電，如儀器因操作、接線錯誤等發(fā)生儀器故障,切勿自行拆機修理，以免發(fā)生意外，應(yīng)與我公司聯(lián)系修理。

4.為保證人身安全，試驗前和試驗中務(wù)必保持安全距離。

5.每次啟動升壓前或降壓后應(yīng)用放電棒對試品進行充分放電。

6.在進行連線、拆線、或暫不使用儀器時，應(yīng)將電源關(guān)掉。