超低頻耐壓高壓發生器試驗原理

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。我們知道，在對大型發電機、電纜等試品進行工頻耐壓試驗時，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，造價高，而且使用十分不便。為了解決這一矛盾，電力部門采用了降低試驗頻率，從而降低了試驗電源的容量。從國內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，不但能有同樣的效果，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，且操作簡單，與工頻試驗相比*性更多。這就是為什么發達國家普遍采用這一方法的原因。國家發改委已制定了《35kV及以下交聯聚乙烯絕緣電力電纜超低頻（0.1Hz）耐壓試驗方法》行業標準。我國正在推廣這一方法，本儀器是根據這一需要研制而成的。可廣泛用于電纜、大型高壓旋轉電機的交流耐壓試驗。
   VLF系列超低頻高壓發生器接合了現代數字變頻*技術，采用微機控制，升壓、降壓、測量、保護*自動化。由于全電子化，所以體積小重量輕、大屏幕液晶顯示，清晰直觀、且能顯示輸出波形、打印試驗報告。設計指標*符合《電力設備測試儀器通用技術條件，第4部分：超低頻高壓發生器通用技術條件》電力行業標準，使用十分方便。現在國內外均采用機械式的辦法進行調制和解調產生超低頻信號，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行放電整形，所以設備的整體功耗較大。本產品均能克服這樣一些不足之外，另外，還有如下特點需要特別說明：
△ 電流、電壓、波形數據均直接從高壓側采樣獲得，所以數據準確。
△ 超低頻耐壓高壓發生器具有過壓保護功能，當輸出超過所設定的限壓值時，儀器將停機保護，動作時間小于20ms。
△ 具有過流保護功能：設計為高低壓雙重保護，高壓側可按設定值進行精確停機保護；低壓側的電流超過額定電流時將進行停機保護，動作時間都小于20ms。
△ 高壓輸出保護電阻設計在升壓體內，所以外面不需另接保護電阻。
△   由于采用了高低壓閉環負反饋控制電路，所以輸出無容升效應。

1、命名說明

2、VLF系列超低頻高壓發生器系列產品

型號 額定電壓 帶載能力 重量 用途
VLF-1-30 30kV（峰值） 0.1Hz，≤1.1μF 控制器：4kg
升壓體：25kg
尺寸：323*174*323 10kV電纜、發電機等
0.1Hz，≤1.1μF
0.05Hz，≤2.2μF
VLF-1-40 40kV（峰值） 0.1Hz，≤1.1μF 控制器：5kg
升壓體：30kg
尺寸：357*208*343 13.8kV電纜、發電機等
0.1Hz，≤1.1μF
0.05Hz，≤2.2μF
VLF-1-50 50kV（峰值） 0.1Hz，≤1.1μF 控制器：6kg
升壓體：45kg
尺寸：357*210*365 15.75kV電纜、發電機等
0.1Hz，≤1.1μF
0.05Hz，≤2.2μF
VLF-1-60 60kV（峰值） 0.1Hz，≤1.1μF 控制器：6kg
升壓體：50kg
尺寸：357*220*370 18kV電纜、發電機等
0.1Hz，≤1.1μF
0.05Hz，≤2.2μF
VLF-2-80 80kV（峰值） 0.1Hz，≤1.1μF 控制器：8kg
升壓體：80kg
尺寸：357*240*390 35kV電纜、發電機等
0.1Hz，≤1.1μF
0.05Hz，≤2.2μF
VLF-2-90 90kV（峰值） 0.1Hz，≤1.1μF 控制器：9kg
升壓體：90kg
尺寸：57*240*390 35kV電纜、發電機等
0.1Hz，≤1.1μF
0.05Hz，≤2.2μF

3、根據被試對象選擇適當規格的產品

VLF超低頻高壓發生器系列使用時，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。些時可并聯0.1μF 電容器（可由本公司提供）輔助輸出，下面是一些設備的電容量，供用戶參考

不同發電機的單相對地電容量

火電 水電
發電機容量
（MW） 200 300 600 800 125-150 300 400
單相對地電容
（μF） 0.2-0.25 0.18-0.26 0.31-0.34 0.69 1.8-1.9 1.7-2.5 2.0-2.5

交聯聚乙烯絕緣單芯電力電纜的電容量（μF/km）

截面積 mm2
電容 μF/km
電壓 kV 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 270
10 0.15 0.17 0.18 0.19 0.21 0.24 0.26 0.28 0.32 0.38 -
35 - - - 0.11 0.12 0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 0.19

4、試品電流的估算方法：

計算公式：I=2πfCU

技術參數
   △ 輸出額定電壓：參見表1
   △ 輸出頻率：0.1Hz、0.05Hz、0.02Hz
   △ 帶載能力：0.1Hz  zui大1.1μF
                0.05Hz zui大2.2μF
                0.02Hz zui大5.5μF
   △ 超低頻高壓發生器測量精度：3%
   △ 電壓正，負峰值誤差：≤3%
   △ 電壓波形失真度：≤5%
   △ 使用條件：戶內、戶外；溫度：-10℃～ 40℃；≤85%RH
   △ 電源保險管：參見表1
   △ 市電源：頻率50Hz，電壓220V±5%
   △10kV電纜240平方zui長可做15km耐壓試驗，全套重量為29kg。
   △35kV電纜270平方zui長可做15km耐壓試驗，全套重量為80kg。

5、電纜的超低頻耐壓試驗方法

電纜額定電壓 U0/Un 交接試驗電壓 預防性試驗電壓
電壓倍數 電壓值（kV） 電壓倍數 電壓值（kV）
1.8/3 3U0 5 3U0 5
3.6/6 3U0 11 3U0 11
6/6 3U0 18 3U0 18
6/10 3U0 18 3U0 18
8.7/10 3U0 26 3U0 26
12/20 3U0 36 3U0 36
21/35 3U0 63 3U0 63
26/35 3U0 78 3U0 78