HDLF-0.1Hz超低频耐压试验装置的使用操作

 

注意事项

一、做试验前后，请先将仪器配套放电棒接地后对被试品充分放电（放电棒使用方法：先用放电棒顶端进行阻放，再用接地端进行直放），最后接线或拆线。

二、试验前务必使用仪器配套接地线将仪器各接地端子均可靠接地，高压输出线应与负载可靠连接，避免因接触不牢靠导致放电。

警告：在做电缆耐压试验时，必须将芯线和绝缘层物理上分离，不能用其它物品覆盖在其上面，否则会引起高压放电，危及安全！

三、开机升压后，如需要中断试验，请点击屏幕“停机”键，待仪器自行放电完成后，方可关闭电源开关，最后放电。

警告：若在试验过程中出现紧急情况请直接拍下电源开关，而且必须用放电棒对被试品放电后，方可进行下一次试验，否则仪器将自行保护，无法继续试验。

四、建议使用220V交流电源。若一定要使用发电机供电，由于0.1Hz超低频是根据电源输入频率来调制的，对发电机有较高的要求，要求是：频率50Hz±2%，电压220V±5%，功率大于10kW，特别要求发电机输出频率稳定，频率不随负载的变化而变化（最好使用数码变频发电机），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(如电炉等)，以便稳定发电机的运转速度，如果频率不能稳定，肯定不能正常升压。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仪器！

第一章 说明介绍

1.1概述

电气设备的高压耐压试验是《绝缘预防性试验》规定的最重要项目之一，耐压试验可分为交流耐压试验和直流耐压试验，交流耐压试验又可分为工频、变频和 0.1Hz 超低频测试技术，其中 0.1Hz 超低频技术是最新技术，是当前国际电工委员会推荐的技术。根据我国电力系统实际情况，国家发改委已制定了《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，2004 年颁布了电力行业标准《超低频高压发生器通用技术条件 DL/T 849.4－2004》，我国正在推广这一新的试验方法。

在对大中型发电机、电动机、电力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，造价高，而且使用十分不便。为了解决这一矛盾，国际上普遍采用了降低试验频率，从而降低了试验电源容量的方法，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。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，且操作简单，这就是为什么发达国家普遍采用这一方法的主要原因。

我公司新一代系列超低频高压发生器是采用新技术自主研发的核心产品，采用 7 寸触模屏、进口高速AD采集电路，以及先进生产工艺。提高了仪器质量稳定性，降低了设备的体积和重量，操作简单，克服了国内同类产品的诸多缺点（见表 1），性价比远远高于同类进口产品的机械式升压器使用寿命短、故障率高、体积大的缺点。相较于其他几种耐压试验设备方式而言，0.1Hz超低频具有诸多优点，如表2。

表 1 0.1Hz耐压试验设备机械式与电子式的性能比较

表 2 各种耐压试验设备的性能比较

1.2执行标准

序号 标准名称

1 DL/T 849.4－2004 电力设备通用技术条件 第4部分：超低频高压发生器

2 Q/ED116501-2004 《橡塑绝缘电力电缆交接和预防性试验规程》

1.3特征

1.智能化程度高：采用数字变频技术，微电脑控制，升压、降压、测量等测试过程全自动化。

2.操作方便：接线简单，7寸大液晶触摸屏，操作便捷，人机交互友好。

3.保护全面：多重保护（过压保护、高低压侧过流保护），动作迅速（动作时间≤10ms）,仪器安全可靠。

4. 安全可靠：控制器和高压发生器低压连接，光电控制，使用安全可靠。

5.采用了高低压闭环负反馈控制电路，输出无容升效应。

6.采样精准：高压电流、电压数据均直接通过高压侧采样获得，所以数据真实、准确。

7.配置齐全：7寸电容触摸屏，液晶汉字显示，自动存储，自动打印。

8. 测试范围广：0.1Hz、0.05Hz 及 0.02Hz 多频率选择，测试范围大。

9. 携带方便：仪器体积小巧、重量轻便，十分利于户外作业。

10.多语言显示： 中英文切换功能，其它语言可定制。

1.4技术规格有哪些呢

1.工作电源： 220V±5%，50±2Hz

注意：若使用便携式发电机供电，要求发电机输出电压、频率稳定（一般要求功率大于 3kW，频率 50Hz，电压 220V±5%）

2.输出电压：30/60/80kV

3.输出频率：0.1Hz、0.05Hz、0.02Hz

4.带载能力：0.1Hz-1.1uF、0.05Hz-2.2uF、0.02Hz-5.5uF

4.测量精度：3%

5电压正，负峰值误差：≤3％

6.电压波形失真度：≤5％

7.工作环境：温度：-10℃～+40℃；湿度：≤85％R

1.5面板结构

由两个部分组成：即控制器和升压器，两部分结构和功能如下：

图1 控制器面板示意图

（1）.控制器信号输出座：此处接至升压器的输入，用于控制升压器及采样。

（2）.电容触摸屏：用于各项操作、参数设置以及显示测试数据、输出波形等。

（3）.接地柱：此处接入地线。

（4）.电源/急停开关：用于打开、关闭控制器电源，顺时针拧动弹起即可接通电源，直接按下后断开电源，也可用作紧急停机。

（5）.三芯电源座：接AC220V电源，此电源座内置保险管，当仪器保险管因过流熔断后，更换相同型号保险管后继续使用。

（6）.打印机：用于打印测试结果报告。

2.升压器结构示意图如图2所示

图 2 升压器结构示意图

（1）1.输入：连接控制器输出端信号线

（2）接地：此处接入地线。

（3）高压输出：高压由此输出，连接接被试品。

（4）注油阀：试验前后可拧下此阀门堵头，然后再还原拧紧，此步骤是为了将升压器泄压，严禁在未拧紧注油阀的情况下进行试验，否则仪器有可能烧坏。

第二章 控制器菜单介绍

2.1设置界面

将AC220V电源连接至控制器面板电源插座，打开面板上电源开关，仪器直接进入参数设置界面，在该界面下可设置试验相关的所有参数，如图3所示

图3 系统参数设置界面

1.试验电压：上下调节“设定电压”滑块，即可更改试验电压大小。“+”、“-”按钮为细调，点一次即增加/减小1kV，曲线中绿色字体为当前设置试验电压。

2.保护电压：上下调节“限定电压”滑块，即可更改保护电压大小。“+”、“-”按钮为细调，点一次即增加/减小1kV，曲线中红色字体为当前设置保护电压。

3.保护电流：左右调节“设定限流”滑块，即可更改保护电流大小。“+”、“-”按钮为细调，点一次即增加/减小1mA。保护电流决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。

3.设定频率：频率分为3个档位，0.1Hz、0.05Hz、0.02Hz，当频率左侧圆圈显示为实心即选择当前频率档位。

4.试验时间：仪器最长试验时间为99分钟，可通过右侧“+”、“-”按钮进行增加或减少试验时间。

注意：以上电压、电流及仪器显示的测量数据均为峰值。

参数设置完成后，点击“返回”。

2.2试验界面

试验参数设置完成后，点击“返回”，即可将进入试验界面，如图4所示

图4 试验界面

2.3 历史记录

在试验界面按下“查看”按钮后，即进入历史记录界面，如图5所示。凡是通过了定时停机、点击“停机”键进行的停机、过压保护停机、以及过流保护停机的数据仪器自动将其保存为历史数据。最多能保存 64 次测量的数据，64 次以前的将自动删除。

同时也可在历史记录界面右侧选择“打印”按钮，即可打印选中的历史记录数据

图5 历史记录界面

2.4 时间设置

在试验界面按下“时钟”按钮后，即进入日期和时间设置界面，如图6所示

图6 时间设置界面

此界面下可分别设置日期和时间，通过点击对应参数右侧的“+”、“-”按钮即可分别设置年、月、日、时、分、秒，设置完成后点击“返回”按钮即可保存

第三章 仪器操作方法

3.1接线方式

现场做试验时，使用本仪器随机配备的控制输出专用线、高压输出专用线和接地线，严格按照图7进行接线

图7 试验接线图

3.2 开始试验

3.2.1接线完成后，控制器接入电源，打开电源开关，在参数设置界面设置完相应参数并选择“返回”后，仪器进入试验界面，点击“开始”按钮后，按如下流程进行试验：

自检→升压→等幅输出→耐压计时→降压停机

仪器首先将进行自检，自检通过后仪器自动升压，升压至目标电压后仪器将显示等幅输出，按照设定时间进行计时耐压，升压过程如图8所示

图8 正在升压示意图

3.2.2控制器在若干个周期的时间内将电压升至设定值，仪器将进行等幅输出，状态栏中提示信息：“等幅输出”，如图9所示

图9 等幅输出示意图

3.2.3当耐压达到设定时间后，将自动降压，降压后仪器提示“实验通过”，如图10所示。试验完成后，仪器将自动保存试验数据，同时也可以在试验界面选择“打印”按钮，数据即可打印

图10 实验通过示意图

试验过程中，如需要中断试验，请点击屏幕“停机”键，待仪器自行放电完成后，方可关闭电源开关，最后放电。

警告：若在试验过程中出现紧急情况请直接拍下电源开关，而且必须用放电棒对被试品放电后，方可进行下一次试验，否则仪器将自行保护，无法继续试验。

3.2.4 试验时如果未接负载、负载被击穿、放电严重造成保护等情况，仪器将自动判断未接负载并提示“未接负载，请接容性试品”，停止电压输出，如图11所示

图11 未接负载提示意图

3.2.4在试验过程中，当保护电压或保护电流设置偏小，实际输出电压或电流超过了保护值，仪器则会出现过压或过流保护提示，此时仪器会立即停止输出，需重新设置合适保护值后放电，再重新开始试验。如图12、图13所示

图12 过压保护示意图

图13 过流保护示意图

第四章 现场试验说明

4.1、电力电缆试验方法

1.将与被测试电缆相连的电气设备全部断开。

2.用兆欧表测试电缆各相绝缘参数，测试合格方可进行超低频耐压试验。

3.整定试验电压值：Umax=3Uo，其中 Uo 为电缆的额定相电压值。

例1：某电缆参数：额定线电压为 10kV、额定相电压 Uo=6kV，所以试验电压整定值为：

Umax=3Uo=18kV

各型号橡塑绝缘电力电缆 0.1Hz 超低频试验电压值整定值如表

表3 橡塑绝缘电力电缆0.1Hz超低频试验电压和时间

注：UN 为电缆额定电压，Uo 为电缆相电压。如果电缆长度较短，电容量小于0.05μF时，将不能正常升压，此时请将仪器配套自检电容与电缆并联。

4.试验时间：交接试验时试验时间为 60 分钟，预防性试验时间为 15 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.过流保护整定电流值：

超低频耐压试验品容性电流（或泄漏电流）的估算方法：

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

C 为电缆对地电容量，单位为 uF；U 为试验电压有效值，单位为 kV。

例2：某型号 10kV(UN=10kV，Uo=8.7kV) 电缆长 4km，单相对地电容 0.21uF/km，0.1Hz 超低频试验电压为 26kV（峰值），则泄漏电流近似为：

Io=2πfCU=2×3.14×0.1CU=0.628×0.21×4×26/

=9.69（mA）

过流保护整定电流值：

I=kIo…………………(公式 2)

其中：k 为过流保护可靠系数，显然 k＞1

若 k 取 1.5，则过流保护整定电流值可取：14.5mA

7.试验接线：用随机附带的专用连接将试验设备与试验电缆按图14所示的方法连接。仔细检查接线正确后合上电源，再次设定好试验频率，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

图14 单相电缆耐压测试接线图

8.试验时间到后，仪器自动停机。若试验中无破坏性放电发生，则认为通过耐压试验。

9.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。

10.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，应重新进行耐压试验

4.2、大型高压发电机试验方法

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超低频对发电机进行耐压试验，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、接线方法：试验时应分相进行，被试相加压，非被试相短接接地，如图15所示

图15 发电机试验接线示意图

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。

注：异步电机的结构与同步电机相比只是没有转子绕组，其试验接线与同步电机类似。

6. 不同类型发电机的单相对地电容量如表4所示，使用时，试品电容量不得超过仪器的额定电容量。试品电容量过小，会影响输出波形。若小于 0.05µF，仪器将不能正常输出，此时可并联仪器配套0.05 µF自检电容器辅助输出

4.3、电力电容器试验方法

试验操作方法与上述方法相似，连线方法如图16所示。在确定试验电压和试验时间时，应按照有关规程办

图16 电力电容器试验接线示意图

4.4 仪器自检试验方法

仪器出厂时配了专用自检电容，当现场试验遇到无法正常升压时，可先按照图17接线方法，高压输出端先不接被试品，将仪器配套自检电容作为负载对仪器进行空升自检，这样可排除是否为仪器自身故障所导致。若仪器能正常升压至额定电压且无任何异常，则说明仪器本身没有问题，需检查试品本身或接线方面问题

图17 仪器空升自检接线示意图

以上介绍了现场试验时的各种试验方方法，试验时应严格注意以下几点：

1.所配升压器不得作它用。

2.不得将升压器侧放或倒放，防止内部绝缘油渗出。

3.机内带电，如仪器因操作、接线错误等发生仪器故障,切勿自行拆机修理，以免发生意外，应与我公司联系修理。

4.为保证人身安全，试验前和试验中务必保持安全距离。

5.每次启动升压前或降压后应用放电棒对试品进行充分放电。

6.在进行连线、拆线、或暂不使用仪器时，应将电源关掉。