10kv20kv50kv工頻介電強度測試儀 電氣強度設備

一、概述

試驗變壓器是根據機電部《試驗變壓器》標準在原同類產品基礎上經過大量改進后而生產的。本系列產品具有體積小、重量輕、結構緊湊、功能齊全、通用性強和使用方便等特點。特別適用于電力系統、工礦企業、科研部門等對各種高壓電氣設備、電器元件、絕緣材料進行工頻或直流高壓下的絕緣強度試驗。是高壓試驗中必不可少的重要設備。

二、產品結構

試驗變壓器采用單框芯式鐵芯結構。初級繞組繞在鐵芯上，高壓繞組在外，這種同軸布置減少了漏磁通，因而增大了繞組間的耦合。產品的外殼制成與器芯配合較佳的八角形結構，整體外形顯得美觀大方。其外部結構圖見圖1，內部結構圖見圖2。

圖1：單臺試驗 變壓器外部結構示意圖 圖2：單臺試驗變壓器內部結構圖

1-短路桿D 2-均壓球 3-高壓套管 4-變壓器提手

5-油閥 6~7-次壓輸入a、x 8~9-測量端子E、F

10-變壓器外殼接地端 11-高壓尾X 12-高壓輸出A

13-高壓硅堆 14-變壓器油 15-鐵芯

16-次低壓繞組 17-測量繞組 18-二次高壓繞組

在試驗變壓器中，a、x為低壓輸入端子，E、F為儀表測量端子，A、X為高壓輸出。

三、工作原理

試驗變壓器為單相變壓器，連結組I. I. 用工頻220V電源接入智能操作箱（臺），經操作箱內自耦調壓器（50KVA以上調壓器外附）調節至0-200V（或0-400V）電壓輸出至試驗變壓器的初組繞組，根據電磁感應原理，在試驗變壓器高壓繞組可獲得試驗所需的高電壓。

1、單臺試驗壓器的工作原理圖見圖3

圖3：單臺試驗變壓器原理圖

2、三臺試驗變壓器串級獲得更高電壓的結線原理見圖5。串級高壓試驗變壓器有很大的優越性，因為整個試驗裝置由幾臺單臺試驗變壓器組成，單臺試驗變壓器容量小、電壓低、重量輕，便于運輸和安裝。它既然可串接成高出幾倍的單臺試驗變壓器輸出電壓組合使用，又可分開成幾套單臺試驗變壓器單獨使用。整套裝置投資小，經濟實惠。圖5中，在D一級和第二級的每個單元試驗變壓器中都有一個勵磁繞組A1、C1和A2、C2。在串級試驗變器基本原理圖中，低壓電源加在試驗變壓器I的初級繞組a1x1上，單臺試驗變壓Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的輸出電壓都是V。勵磁繞組A1、C1給第二級試驗變壓器Ⅱ的初級繞組供電；第二級試驗變壓器Ⅱ的勵磁繞組A2、C2給第三級試驗變壓器Ⅲ的初級繞組供電。第二級試驗變壓器Ⅱ和第三級試驗變壓器Ⅲ的箱體分別處在對地為1V和2V的高電位上，所以箱體對地是絕緣的，試驗變壓器I的箱體是接地的。這樣D一級、第二級、第三試驗變壓器對地的額定輸出電壓分別為1V、2V、3V；其額定容量分別為3P、2P、1P。

圖5：三臺試驗變壓器串級接線原理圖

圖中：P - 容量（KVA） V – 電壓（KV） G1、G1 – 絕緣支架

四、使用方法

1、試驗變壓器做被試品的工頻耐壓試驗使用接線原理圖見圖6。

圖6：被試品工頻耐壓試驗接線圖

圖中：R1 – 限流電阻 RCF – 阻容分壓器 RF – 球間隙保護電阻

G – 球間隙 CX – 被試品

注：高壓尾必須可靠接地。

工頻耐壓試驗中限流電阻R1應根據試驗變壓器的額定容量來選擇。如高壓側額定輸出電流在100 – 300mA時，可取0.5 - 1Ω∕ⅴ（試驗電壓）；高壓側額定輸出電流為1A以上時，可取1Ω∕ⅴ（試驗電壓）。常用水電阻作為限流電阻，管子長度可按150KV∕m考慮，管子的粗細應具有足夠的熱容量（水阻液配制方法：用蒸餾水加入適量硫酸銅配制成各種不同的阻值）。

球間隙及保護電阻：當電壓超過球間隙整定值時（一般取試驗電壓的110％ - 120％）球間隙放電，對被試品起到保護作用。球間隙保護電阻可按1Ω∕ⅴ（試驗電壓）選取。

在工頻耐壓試驗中，低壓側測量電壓（儀表電壓）不是非常準確的，其原因是由于試驗變壓器存在著漏坑，在這上個漏抗上必然存在著壓降或容升，使試品上的電壓低于或高于低壓側測量電壓表上反映出來的電壓。工頻耐壓試驗時，被試品上的電壓高于試驗變壓器的輸出電壓，也就是所謂容升現象。感應耐壓試驗時，試驗變壓器的漏抗必須存在著壓降。為了準確測量被試品上所施加的電壓，因此常在高壓側接入RCF阻容分壓器來測量電壓（見圖6）。

工頻耐壓試驗操作注意事項：

（1）試驗人員應做好分工，明確相互間聯系辦法。并有專門人監護現場安全及觀察試品狀態。

（2）被試品應先清掃干凈，并J對干燥，以免損壞被試品和試驗帶來的誤差。

（3）對于大型試驗，一般都應先進行空升試驗。即不接試品時升壓至試驗電壓，校對各種表計，調整球間隙。

（4）升壓速度不能太快，并必須防止突然加壓。例如調壓器不在零位的突然合閘。也不能突然切斷電源，一般應在調壓器降至零位時拉閘。

（5）當電壓升至試驗電壓時，開始計時，到1min后，迅速降壓到1∕3試驗電壓以下時，才能拉開電源。

（6）在升壓或耐壓試驗過程，如發現下列不正常情況時，應立即降壓，切斷電源。停止試驗并查明原因：①電壓表指針擺動很大；②發現絕緣燒焦或冒煙；③被試品內有不正常的聲音。

（7）耐壓試驗前后應測量絕緣電阻，檢查絕緣情況。

五、注意事項

1、 按照您所進行的試驗接好工作線路。試驗變壓器的外殼以及操作系統的外殼必須可靠接地。試驗變壓的高壓繞組的X端（高壓尾）以及測量繞組的F端必須可靠接地。

2、 做串級試驗時，第二級、第三級試驗變壓器的低壓繞組成X端，測量繞組的F端以及高壓繞組的X端（高壓端）均接本級試驗變壓器具外殼。第二級、第三級試驗變壓器的外殼必須通過絕緣支架接地。

3、 接通電源前，操作系統的調壓器必須調到零位后方可接通電源，合閘，開始升壓。

4、 從零開始勻速旋轉調壓器手輪升壓。升壓方式有：快速升壓法，即20s逐級升壓法；慢速升壓法，即60s逐級升壓法；極慢速升壓法供選用。電壓從零開始按一定的升壓方式和速度上升到您所需的額定試驗電壓的75％后，再以每秒2％額定試驗電壓的速度升到您所需的試驗電壓，并密切注意測量儀表的及被試品的情況。升壓過程中或試驗過程中如發現測量儀表的指示及被試品情況異常，應立即降壓，切斷電源，查明情況。

5、 試驗完畢后，應在數秒內勻速的將調壓器返回至零位，然后切斷電源。

6、 本產品不得超過額定參數使用。除試驗必需外，決不電壓通電或斷電。

7、 使用本產品做高壓試驗時，除熟悉本說明書外，還必須嚴格執行國家有關標準和操作規程。可參照GB311.1 – 97《高壓輸變設備的絕緣配合，高壓試驗技術》；《電氣設備預防性試驗規程》等。

六、配套產品

1、 操作系統：

操作箱：容量：1KVA – 5KVA 輸入電壓：0.22KV

操作臺：容量：10KVA – 300KVA 輸入電壓：0.22KV、0.38KV

2、 保護式數字微安表 MSA – I

3、 阻容式交直流分壓器 RCF – 50、100、150、200KV

4、 高壓直流放電棒 FZ – 70、140、210KV

5、 高壓硅堆 2DL – 150、300、450KV

6、 絕緣支架 50、100、200、300KV

7、 高壓濾波電容 0.01uF – 0.1uF，40 – 100KV

8、 均壓球

9、 保護球隙 Q – 50、100、150、200、250、500

10、標準試油杯 400ml

11、介質油杯

12、折疊式小推車 150、300型

13、水電阻

14、高壓驗電器 10KV 35KV

15、高壓定相器 10、35、110KV 220KV

16、各種萬用表、兆歐表及測試線

七、試驗變壓器的容量選擇

標稱試驗變壓器容量Pn的確定公式：Pn=KVn2ωCt×10-9

式中： Pn----標稱試驗變壓器容量（KVA）

Vn----試驗變壓器的額定輸出高壓的有效值（KV）

K ----安全系數。K≥1，標稱電壓Vn≥1MV時，K=2，標稱電壓較低時，K值可取高一些。

Ct----被試品的電容量（PF）

ω----角頻率，ω=2πf，f----試驗電源的頻率

被試設備的電容量Ct可由交流電橋測出。Ct的變化很大，可由設備的類型而定。典型數據如下：

簡單的橋式或懸式絕緣子 幾十微法

簡單的分級套管 100 – 1000PF

電壓互感器 200 – 500PF

電力變壓器 < 1000KVA - 1000PF

> 1000KVA 1000 – 10000PF

高壓電力電纜和油浸紙絕緣 250 – 300PF/m

氣體絕緣 - 60PF/m

封閉變電站，SF6氣體絕緣 100 – 10000PF

對于不同的試驗電壓Vn，選擇不同的（適當的）安全系數K。以上列出不同的Vn所選用的K值供參考

Vn = 50–100KV K=4 Vn = 150– 300KV K=3 Vn > 300KV K=2