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直流高压发生器

我有新说法

新型直流高压发生器提供直流高压源,是专门用来检测电力器件的电气绝缘强度和泄漏电流。 智能直流高压发生器是根据中国行业标准ZBF 24003-90《便携式直流高压发生器通用技术条件》的要求,新研究、设计、制造的,是新时代产品,智能直流高压发生器具有多种保护功能,如:低压过流、低压过压、高压过流、高压过压、零位保护、不接地保护等。故障取样采用专用的传感器,动作时间为纳秒级,光隔离元件也为纳秒级,动作时间一般在10微秒可完全关断直流主回路,从而大的保护了仪器不受损伤。


目录

产品简介


直流高压发生器简称直高发,又称高压发生器、中频直流高压发生器、高压直流发生器、直流发生器、便携式直流高压发生器、高频直流高压发生器、交直流高压发生器。

直流高压发生器引用的有关国家标准:
IEC 60-1: 1989 高电压试验技术 第一部分:一般试验要求
DLT 848.1-2004高压试验装置通用技术条件第1部分:直流高压发生器
直流高压发生器采用中频倍压电路,新型直流高压发生器应用PWM脉宽调制技术和大功率IGBT器件,根据电磁兼容性理论,采用特殊屏蔽、隔离和接地等措施。使直流高压试验实现了高品质、便携式并能承受额定电压放电而不损坏。直流高压发生器具有多种保护功能,如:低压过流、低压过压、高压过流、高压过压、零位保护、不接地保护等。推动信号快速关断保护在输出端采用专用传感器取样,反应时间为纳秒级,通过纳秒级的光隔离元件和纳秒级的模拟开关,全过程在2微秒内将功放电路的推动信号切断,保证在输出短路的情况下,不损坏功率器件。是指主要用于绝缘和漏电检测中的高压电源,高压电源和高压发生器已经没有严格的区别。直流高压发生器在行业内率先采用分节式结构,即既可用于高电压等级,又能用于较低电压等级,并保持其精度不变。以100/200kV/2mA分两节为例,单节时可做100kV/2mA使用,可用于35kV及以下系统电气设备直流高压试验,此时可保证测量的准确性避免大马拉小车;两节使用时可做200kV/2mA 使用.可用于220kV分节、110kV及以下氧化锌避雷器直流试验及交联电缆的直流耐压试验。真正做到一机两用,大大方便了现场用户的使用。主要用于研究电气设备直流精电及换流站设备和绝缘材料在直流高电压 下的绝缘强度、直流愉电线路电晕和离子流及其效应 以及进行交、直流电力设备的泄漏电流试验。另外还可以作为其他高 压试验设备如冲击电压发生器、冲击电流发生器、振荡 回路等的电源。在其他科技领域里,如物理学(加速器、 电子显微镜等)、电子医疗设备(X射线)、工业应用 (废气沉淀、静电喷漆等)、或电子通信(电视、广播 站)等方面也被广泛应用。 [1] 

技术标准


DL/T 848.1-2004 《高压试验装置通用技术条件 第1部分:直流高压发生器》
DL/T 474.2-2006 《现场绝缘试验实施导则 第2部分:直流高电压试验》
DL/T596-2005 《电力设备预防性试验规程》
GB1094.1-GB1094.6-96 《外壳防护等级》
GB2900  《电工名词术语》
GB/T16927.1~2-1997  《高电压试验技术》
GB4793-1984 《电子测量仪器安全要求》
GB191 《包装贮运标志》
GB/T.311-1997 《高压输变电设备的绝缘与配合》

设备用途


直流高压发生器。主要适用于电力检修部门、工矿、冶金、钢铁等企业动力部门对氧化锌避雷器、电力电缆、变压器、发电机、高压开关等高压电气设备进行直流耐压试验。

技术特点


1.体积更小、重量更轻、更美观、更可靠、操作简便、功能齐全,便于野外使用,是新世纪理想的可靠产品。
2.采用先进技术、工艺制造,率先应用新的PWM智能脉宽调制技术、脉冲串逻辑阵列调
制,采用大功率IGBT器件,利用智能技术提智能率,频率高达40kHz,从而使输出高压稳定度更高,波纹系数更小。
3.采用计算机控制技术,在大屏幕的LCD显示器上显示输出直流高压电压、电流、过压整定、计时、接地及各种保护信息。
4.智能接地不良保护及报警功能(接地不良不能升压),测压回路断线保护(高压测量回路断线仪器不能升压),急停按钮,大大提高了操作人员在作业过程中安全性。在特殊情况下还可解除接地不良保护报警功能(如采用发电机作为电源或现场接地不良但仍可试验的情况下。)精度高、测量准确。电压、电流表均为数字显示,电压分辨率为0.1kV,电流分辨率为0.1uA,控制箱上电压表直接显示加在负载试品上的电压值,使用时无需外加分压器,接线简单。仪器具有高、低压端测量泄漏电流,高压端采用圆形屏蔽数字表显示,不怕放电冲击,抗干扰性能好,适合现场使用。
5.电压调节稳定度高,全量程平滑调压,输出电压调节采用进口单个多圈电位器,升压过程平稳,调节精度高,并设计有粗调和细调功能。电压调节精度优于0.1%,电压、电流测量误差小于1.0%,脉动因数优于0.5%。
6.增设了高精度75%VDC-1mA的功能,做氧化锌避雷器测量带来极大的方便。轻轻一按无须计算。本仪器控制箱上有75%的电压功能键,在做避雷器试验时,当电流升到1000uA时、就打开0.75的按钮,这时电压表、电流表所显示的值就是75%的数据,做完后应立即将升压的旋钮回到零位上,同时将细调电压旋钮回到零位上,并应立即按绿色按钮,切断高压并关闭电源开关。再做其它的试验。
7.倍压筒可分节结构,现场使用,灵活方便,一机多用,经济实惠。
8.倍压筒体用德国技术研制;中频变压器经有关专家特殊设计,体积小、容量大。倍压筒体底座内藏△—Y撑脚,即使用时展成Y形,支撑稳定方便,装箱时缩成△形,藏在底座内.

直流高压发生器性能特点:

数字显示输出电压和电流;
可随时转换到75%电压输出;
具有过压和过流保护设置功能,并能显示所设定的电压和电流值;
可全范围内平滑调节输出电压;
完善的保护功能,以确保每次升压前电位器必须调节到零位;
采用放电棒放电时不影响输出电压的大小;
具有输出电压定时功能;
具有过压过流保护声、光报警功能;
可满负荷工作30min。

直流高压发生器技术参数:

工作电源:电压220V±22V
频率:50Hz或60Hz;
显示精度:±1%;
纹波系数:≤1%;
工作方式:间断使用,每次不超过30min;

选型原则


直流高压发生器广泛适用于电力部门、工矿、冶金、钢铁等企业的动力试验部门。对氧化锌避雷器、电力电缆、变压器、发电机等高压电气设备进行直流高压试验。是高压试验专业的重要设备,对于它的选型及使用应遵循以下原则:

选型时

1.1、产品应通过型式试验
1.2、产品应通过相关省份电力试验研究院组织的入网考评,未进行考评省份可参其它省份的考评结果
1.3、产品应有企业标准,企业标准不得低于行业标准
1.4、应为专业直流高压电源制造商,具备齐备的工艺设备、检验设备及相应的工程技术人员、生产人员
1.5、具有完善的售后服务保障体系,好在协议中体现出来,企业必须有一定生产规模
售后服务条款:产品自发货之日起,运输、储存、使用合理,在两年内因质量、包装质量问题而达不到技术要求或损坏,应负责免费维修。若无法维修应负责调换。产品应终身维修,合理收费。

订货时

2.1、直流高压发生器应次用中频调制技术设计生产,对工频变压器升压式直流高压发生器应禁止使用。
2.2、直流高压发生器应有完善的防潮防震的技术措施。
2.3、直流高压发生器应具采用先进的电磁兼容设计,整机能抗现场对地放电冲击。
2.4、直流高压发生器应具备测量氧化锌避雷器自动调整电压75%功能
2.5、直流高压发生器应具备过电压和过电流自动保护装置。在出现非正常工作状态时,自动保护装置应使直流高压发生器自动关机。
2.6、直流高压发生器的高压端电流表应具有抗电磁干扰、抗正反向冲击的措施和能力,测量不确定度不大于1.0%
2.7显示屏应有背光显示,在使用范围内显示清晰,易于辨别,满足现场使用

技术指标

3.1、输出电压极性:负极性
3.2、工作电源:AC220V±10%,50HZ
3.3、电压测量误差:满度2%±1d,高分辨率0.1KV
3.4、电流测量误差:满度1%±1d,高分辨率0.1UA
3.5、波纹系数优于1%
3.6、电压稳定度:随机波动 电网变化±10%时≤0.5%
3.7、工作方式:间断工作制,额定电压、电流下工作时间不少于30min
3.8、环境温度:-10℃~50℃
3.9、相对湿度:≤85%(25℃)
3.10、海拔高度:2000米

验收时

4.1技术资料应完备,包括说明书、合格证、检测报告、维修记录卡等
4.2、铭牌标识应明显、牢固,内容包括仪器名称、生产厂家、型号、编号、精度、测量范围、出厂日期等
4.3、直流高压发生器控制箱与高压部分均须有标识明显的接地端子
4.4、直流高压发生器的输出电压应能从零开始升压,连续平滑可调,输出电压的调节细度应优于额定电压值的0.1% 直流高压发生器的输出电压调整旋钮应有零位闭锁功能,以防止调整旋钮不再零位时突然

保养


1.半年更换一次液压油并清洗油箱,用油必须采用推荐的型号;
2.天气炎热时经常检查(当油温≥45度)冷却装置是否自动启动。(冷却水温必须低于30度)
3.在清洗油箱的同时清洗空气滤清器;
[直流高压发生器] 直流高压发生器
4.经常检查直流高压发生器的滤油器信号灯,信号灯一亮(同时蜂鸣器会响),立即清洗油过滤器;
5.按规定需要给设备机械传动部分各润滑点注油;
6.经常观察液体状况,液位接近下限时请及时往油箱里补充推荐使用的液压油;
7.经常检查各处防尘装置,发现破损或连接松动,应及时处理,以防沙尘混入,损坏设备

如何使用


直流高压发生器是提供高压直流源的仪器,在使用该仪器前必须先把仪器可靠接地。使用直流高压发生器的工作人员,必须具有“高压试验上岗证”的专业人员。使用直流高压发生器请用户必须按《电力安规》168条规定,并在工作电源进入试验器前加装两个明显断开点。当更换试品和接线时,应先将两个电源断开点明显断开。同时现场必须保持至少有三个工作人员在现场,这样才能有效的保证使用人员的安全。
在打开仪器上的电源前要肯定直流高压发生器接的是220V交流电源,仔细的检查接线是否正确,同时也要检查高压放电杆的接线是否可靠。在直流高压发生器的升降压过程要保持缓升缓降,平稳升压是延长直流高压发生器的使用寿命主要的要点之一。还有尽量避免过量程使用仪器。在每次试验结束后先把电位器回到零位,然后切断电源在进行对被试品的放电,放电过程分为两步,对大电容试品的放电应用ZS专用放电电阻棒对试品放电。放电时不能将放电棒立即接触试品,应先将放电棒逐渐接近试品,到一定距离空气间隙开始游离放电,有嘶嘶声,当无声音时可用放电棒放电,后直接接上地线放电。当直流高压在200kV及以上时,尽管试验人员穿绝缘鞋,且处在安全距离以外区域,但由于高压直流离子空间电场分布的影响,会使几个邻近站立的人体上带有不同的直流电位。试验人员不要互相握手或用手接触接地体等,否则会有轻微电击现象,此现象在干燥地区和冬季较为明显,但由于能量较小,一般不会对人体造成伤害。
直流高压发生器控制箱电源为交流AC 220V±10%,50Hz。如果电源经1/1隔离变或现场用自发电源,则必须人为将电源有一点与大地联接。

操作方法


将控制箱的输出电缆插座与倍压装置电缆插座用专用电缆连接好,本仪器由使用前检查其完好性,联接电缆不应有短路和断路;倍压筒应无凝露现象;用2.5mm2以上的铜线将控制箱接地与倍压装置接地端连接起来并可靠接地。

静电除尘


变频器的性价比和稳定性有很大幅度的提升,随着国内直流高压发生器技术的进步。因此对新增加的除尘系统采用变频器控制,从而达到有效的节能的目的
改造方案中这3座高炉共用一套出铁场除尘系统,由于我公司有3座高炉。因此对变频器要求能够在多个频率范围内连续调速,从而满足生产的要求。

二、高压变频调速系统改造方案:
该变频器具有下述特点:
1变频器采用SH-HVF系列直流高压发生器。
单元串联方式直接高压发生器输出;1采用高-高方式:输入采用移相变压器。
室温时。
2风冷设计:独特的风道设计。设备能可靠运行。采用顶部散热方式,维护方便。
单元可任意互换。
3模块化设计:单元采用模块化设计。单元拆装方便,只需装卸5个螺丝。全中文界面。所有的操作均通过按钮或DCS接口输入。
4友好的人机界面:人机接口采用触摸屏。大限度防止触摸屏的误操作,报警实时记录,并能对报警准确定位和历史记录存储。
GBT采用EUPEC产品,
5直流高压发生器可靠的设计:单元与控制部分的通讯采用光纤;单元具有热备设计;外围的控制部件采用PLC主回路采用全进口部件。整流桥采用XYS产品,滤波电容采用CDE产品,所有主回路器件额定运行参数>实际运行的2倍选购,变压器按电机额定功率的1.2-1.5倍容量配置,配置底部散热风机和顶部散热风机; [2] 
提供由用户定义的输出接口(用户只需在人机界面进行设定对应的I/O输出的内容即可)
6灵活的用户接口:接口方式可采用硬接线方式也可采用通讯方式。接口状态信息除系统设定外。
高功率因素:整机效率>=98%功率因素>=95%
7高效率:采用每相36脉冲整流。
8低滤波:输出每相6单元串联时。高频载波比使得输出谐波空载时<4%负载时<2%
9宽电压输入范围:输入电压在85%-115%频率在45-55Hz动摇范围内设备均能正常工作;
dv/dt小。
10小的dv/dt:由于采用单元串联输出方式。延长了IGBT寿命,降低了整个设备的绝缘要求;
以独立的旁路控制板控制和独立的供电电源供电。
11特有的单元旁路技术:采用接触器机械式旁路执行机构。确保单元故障时能够可靠被旁路,防止了因功率单元失电后旁路不能正常工作的情形,为确保变频器输出电压等级及功率要求,
12线电压的自动均衡技术:当某相的某个单元故障被旁路时。并不遂意切除故障单元同一位置的单元,此情况下三相相电压将不平衡,但对电机驱动,只需要各线电压平衡。为保证整个变频器输出线电压平衡,SH-HVF直流高压发生器采用特有的线电压控制方式,大限度地满足现场运行工况;
另一路来自高压输入隔离变压器,
13控制回路双电源切换:一路来自用户供给控制电源。双回路自动切换保证在控制电源掉电后,设备无影响;
主回路和控制回路针对不同的过电压采用不同的处置措施,
14特有的过电压维护技术:设计中充分考虑操作过电压和雷电过电压对设备的影响。提高设备的可靠性;

操作过程

(1) 在高压输出端子和地接线柱之间接入试品。
(2) 插上电源线,打开电源开关 ,“高压分”指示灯(绿色)亮,“高压合”指示灯(红色)灭;电压显示表及电流显示表,以及0.75倍电压显示表显示均为零值。
(3) 将电压、电流整定旋扭顺时针旋到底,电压调节旋扭逆时针旋到零位。(注:电压调节旋扭不在零位,无法启动“高压合”按键)
(4) 轻按“高压合”按键,“高压合”指示灯(红色)亮,缓慢调节电压调节旋钮到所需电压值进行测试。测试时电压显示表指示试验电压值,单位为kV;0.75倍电压显示表11指示试验电压值的75%,单位位kV;电流显示表7指示试验电流值,单位为uA。
(5) 在试品测试过程中按下0.75倍电压显示锁存按键,则0.75倍电压显示表显示值锁定,维持显示值不便,这样在做氧化锌避雷器试验时很方便地可作为参考电压。
(6) 在任何时候按下定时开按键,则启动时间继电器,在记时到达预设的时间时,蜂鸣器发出报警讯响,同时切断高压输出。
(7) 在试验过程中,如果负载电流超过仪器额定输出电流的0-10%时,“过流”指示灯亮,过流保护,防止损坏试品和仪器。
(8) 在试验过程中,如果试验电压超过仪器额定输出电压的0-10%时,“过压”指示灯亮,过保护,防止损坏试品和仪器。
(9) 试验结束后,反时针调节电压调节旋钮旋到零位后,电压显示表缓慢回到零位。当三个显示表显示零值后,轻按“高压分”按键,此时“高压合”指示灯(红色)灭,“高压分”指示灯(绿色)亮,再关掉电源开关。
(10) 当被试品电容量很大时,电压调节旋钮旋到零位均调到零位后,输出电压显示表迟迟不能回零,则先按“高压分”按键,再关机。然后用放电棒将试品放电,再拆除被试品接线。

保护设定

本仪器由设置了过压保护,过流保护及内部功率保护,其中过压保护,过流保护可由外部人为设定,而功率保护在仪器出厂时已确定,不能由外部确定。
(1) 过压保护
在试验时,如果不需要设定时,可将电压整定旋钮顺时针旋到大,这时过压保护在超过额定输出电压动作,过压保护指示灯(黄色)亮。 如果需要设定过压保护值时,在试验前,可先不接被试品,将电压整定旋钮顺时针旋到大,然后按前述操作过程升压至所需电压值,再将电压整定旋钮逆时针旋到过压保护值时且过压保护指示灯(黄色)亮,此时过压保护值即设定。然后关掉电源开关,用接地棒将高压接地放电,接上试品即可试验,此时试验电压超过设定值时将自动切断高压,过压保护动作。
(2) 过流保护
在试验时,如果不需要设定时,可将电流整定旋钮顺时针旋到大,这时过流保护在超过额定输出电流动作,过流保护指示灯(黄色)亮。如果需要设定过流保护值时,在试验前,可先接上被试品,将电流整定旋钮顺时针旋到大,然后按前述。

故障排除


1、电源开关打开时,控制箱上的数显表不亮
请检查电源连线及所有保险管,保险管若有损坏时,请按保险管座旁标注的安培数更换新管。
2、若打开电源开关,数显表亮,高压显示灯(绿)不亮,加不上高压。
① 故障显示"回零"灯亮
没有回零位,请逆时针转动高压输出调整钮和微调旋钮回到零位上至"回零"灯灭,即可加高压。
② 故障显示"其它"灯亮有两种现象,1、接地保护,2、断线保护
a. 可能接地线未接好,或地线不可靠接地。请接好可靠的地线,关闭电源,重新启动。
b.可能为连接控制箱与高压塔的电缆未接好,接好电缆请关闭电源,重新启动。或电缆线两端焊接头脱焊时会出现此故障,请焊好电缆两端的焊头,关闭电源,重新启动。
C.可能控制箱内某一线头脱焊断开,请重新焊接好,关闭电源,重新启动。
3、一切正常,但在未升到额定输出电压的 过程中保护
①故障显示"过流"灯亮
a. 试品短路,或泄漏电流过大。
b. 大电容负载时,升压过快。关闭电源,重新启动,减慢升压速度。
② 故障显示"过压"灯亮
过压保护整定旋钮未置于大处,请顺时针旋转到大处,关闭电源,重新启动。
4、当试品高压下发生短路时,由于短路电流大,有可能把所有的故障显示灯均点亮,,这属正常,请排除试品故障后重新启动。
5、试品故障排除后,故障显示灯依然亮,加不上高压。
电源开关兼为故障保护重置开关,请关闭电源开关,重新启动,即可升压。
6、如发现电压表数字波动很大时,请查连接电缆线两头航空插头7脚屏蔽网头和中心屏蔽线头是否脱焊断开,如断开请焊接好。
定义
1额定输出电压
在规定的工作条件下,直流高压发生器高压输出端经限流电阻接到被试品,当被试品上通过额定输出电流,且直流高压脉动符合要求时的大直流电压称为额定输出电压。
2额定输出电流
在规定的工作条件下和规定的连续运行时间内,直流高压发生器在输出电压及其脉动均符合要求的条件下,能够输出的大电流称为额定输出电流。
3额定输出功率
额定输出电压与额定输出电流同时出现时,此两额定值的乘积称为额定输出功率。
4直流高压脉动
脉动是指对直流高压算术平均值的周期性脉动。脉动幅值是指大值和小值之差的一半。脉动因数则是脉动幅值与算术平均值的比值。
5直流高压随机波动
直流高压随机波动是直流高压输出端随交流电网电源电压的影响而波动。
随机波动幅值是指直流高压算术平均值的随机变化。
6直流高压电压漂移
直流高压电压漂移是指电源电压不变,直流高压发生器在阻性负载的条件下,直流高压调节器放在额定电压位置时,一定时间内直流高压的漂移值。

注意事项


1、使用高频直流高压发生器的工作人员,必须具有“高压试验上岗证”的专业人员。
2、使用本仪器请用户必须按《电力安规》168条规定。
3、试验前请检查所有试验接线、控制箱、倍压筒和试品的接地线是否接好。试验回路接地线应按本仪器说明书的要求,一点接地。
4、对大电容试品的放电应用专用放电电阻棒对试品放电。
5、直流高压200KV及以上时,尽管试验人员穿绝缘鞋,且处在安全距离以处区域,但由于高压直流离子空间电场分布扩印影响,会使几个邻近站立的人体上带有不同的直流电位。试验人员不要互相握手或用手接触接地体等,否则会有轻微电击现象,此现象在干燥地区和冬季较为明显,但由于能量较小,一般不会对人体造成伤害。
6、高频直流高压发生器控制箱电源为交流AC220V±10%,50Hz。如果电源经1/1隔离变或现场用自发电源,则必须人为将电源有一点连接大地。

使用条件


相对湿度:25℃时不大于85%,无凝露
直流高压发生器工作方式:间断使用30分钟
环境温度:- 10 40℃
海拔高度:1500m以下

运输贮存


1、 设备需要运输时,建议使用公司仪器包装木箱和减震物品,以免在运输途中造成不必要的损坏,给您造成不必要的损失。
2、设备在运输途中不使用木箱时,不允许堆码排放。使用公司仪器包装箱时允许高堆码层数为二层。
3、运输设备途中,仪器面板应朝上。
4、 设备应放置在干燥无尘、通风无腐蚀性气体的室内。在没有木箱包装的情况下,不允许堆码排放。
5、 设备贮存时,面板应朝上。并在设备的底部垫防潮物品,防止设备受潮。

参考资料

1.  陆国俊 ,王勇.高压设备电气试验技能培训教程.广州:华南理工大学出版社,2012.10:73-75
2.  《电力设备选型手册》编写组 . 电力设备选型手册 下 :中国水力水电出版社,2012.04:3208-3210


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