中试控股技术研究院鲁工为您讲解：交流工频试验耐压器（中试大型工厂）

ZSYD-Z-5kVA/50KV智能耐压试验装置

参考标准：DL/T 474.4-2018

简易读懂：工频耐压试验装置可以做什么?

工频耐压试验装置工频交流试验，用于各种电器产品、电气设备、绝缘材料等在规定电压下的绝缘强度试验，考核产品的绝缘水平，发现被试品的绝缘缺陷及衡量承受过电压的能力，有过压、过流保护，满足10KV开关柜、变压器、断路器、绝缘子、互感器、电缆等交直流耐压试验。

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ZSYD-Z-5kVA/50KV智能耐压试验装置技术方案

ZSYD-Z-5kVA/50KV智能耐压试验装置
一、概述
智能耐压试验装置是根据国家最新电力行业标准而设计的、性能先进的智能型耐压试验设备，用于对各种电器产品、电气元件、绝缘材料等进行规定电压下的绝缘强度试验，以考核产品的绝缘水平，发现被试品的绝缘缺陷，衡量过电压的能力。广泛应用于电工制造部门、电力运行部门、科研单位和高等院校。
二、产品特点
1. 320×240液晶显示器、高速热敏打印机。
2. 高压电压、高压电流、低压电压、低压电流4路测量方式，高精度传感器和高性能14位AD采集芯片。
3. 人机对话全键盘操作方式，智能化工作全过程，任选自动方式和手动方式。
4. 实时显示高压电压、高压电流、低压电压、低压电流，时间及耐压结果，显示直观明了。
5. 完善的过压、过流保护，任意设定输出电压、高压电流上限、低压电流上限和计时时间。
6. 具有回零检测功能，回零确定后才可进行试验，安全可靠。
7. 具有绝缘电阻测试功能，直接反映被试品绝缘强度。
8. 逼近式调压算法，到达设定电压后自动耐压计时，计时结束后自动降压回零。
9. 超过设定高压电流或低压电流时自动切断电压输出，降压回零，并发生声光报警。
10. 精良的软硬件抗干扰设计，多种抗干扰手段，适应恶劣电磁环境。
11. 自动错误诊断，易于发现和解决问题。
12. 可选配无线遥控控制功能、远程通信、门联锁警灯警铃、外接分压器校验接口等。
三、设备组成
1、选型配置
标准配置 分体式 操作部分：
箱式
容量： 5 kVA
输入：AC220V  试验变压器(客户自备)：
容量： 5 kVA
输出：AC 50 kV 
四、技术指标
1、使用条件：
（1）工作场所应无严重影响绝缘的气体、蒸汽、化学性尘埃及其它爆炸性和腐蚀性介质。
（2）环境温度    -20～+50℃
（3）环境湿度    ≤85% RH（无凝结水）
2、控制箱（台）参数： 
（1）计时范围：0-999S
（3）电压精度  ≤1.5% ±1个字(F.S)  
（4）电流精度  ≤1.5% ±1个字(F.S)
3、试验变压器参数：
1、调压部分接线及原理
调压部分由控制部分和试验变压器组成。控制部分是由接触式调压器、单片机控制系统、液晶、打印机、信号测量、电路保护组成。试验变压器由低压绕组、高压绕组、仪表绕组三部分组成。
试验变压器为交直流两用时，试验变压器配置了高压硅堆（内置），高压可输出交流和直流。输出交流时，要求接入短路杆；输出直流时，要求拧出短路杆。
通过接入工频电源，调节调压器，以获得所需要的试验高压电压值。其工作原理见图1：
2、试验部分接线及原理
     做耐压试验时，控制部分、变压器的接地端及高压尾必须可靠接地。有条件的情况下，做工频耐压试验请加上限流电阻、标准高压分压器、球隙保护电阻及保护球隙，如图3。
做直流耐压试验请另外加上微安表，微安表必须接在硅堆和被试器之间，油变或气变一般拧在高压头上面（要求拧出短路杆）；为了更准确显示高压直流泄漏电流，请将分压器的高压线接在微安表和硅堆之间，（油变、气变）如图4。
图3  工频耐压试验原理图
图4  直流耐压试验原理图(油变、气变)  
耐压试验中限流电阻R1应根据试验变压器的额定容量来选择。如高压侧额定输出电流在100~300mA时，可取0.5~1Ω/V(试验电压)；高压侧额定输出电流为1A以上时，可取1Ω/V(试验电压)。常用水电阻作为限流电阻，管子长度可按150kV/m考虑，管子粗细应具有足够的热容量(水阻液配制方法：用蒸馏水加入适量硫酸铜配制成各种不同的阻值)。
球间隙及保护电阻：当电压超过球间隙整定值时(一般取试验电压的110%~120%)，球间隙放电，对被试品起到保护作用。球间隙保护电阻可按1Ω/V(试验电压)选取。
在工频耐压试验中，低电压侧测量电压(仪表电压)不是非常准确的，其原因是由于试验变压器存在着漏抗，在这个漏抗上必然存在着压降或容升，使试品上的电压低于或高于低压侧测量电压表上反映出来的电压。工频耐压试验时，被试品上的电压高于试验变压器的输出电压，也就是所谓容升现象。感应耐压试验时，试验变压器的漏抗必然存在着压降。为了准确测量被试品上所施加的电压，因此常在高压侧接入标准高压分压器来测量电压。              
六、操作要点
1、试验前，应了解被试品的试验电压，同时了解被试品的其他试验项目及以前的试验结果。若被试品有缺陷或异常，应在消除后再进行耐压试验。
2、试验现场应围好遮拦或围绳，挂好标示牌，并派专人监护。
3、试验前，被试品表面应擦拭干净，将被试品的外壳和非被试绕组可靠接地。被试品为新冲油设备时，应按《规程》规定使油静止一定时间再升压，对110kV及以下的充油电力设备，在注满油后静置时间应不少于24小时，对220kV及330kV的充油电力设备，静置时间应不少于48小时。
4、接好试验接线后，应由有经验的人员检查，确认无误后方可升压。
5、升压前，首先检查调压器是否在零位。调压器在零位方可升压。
6、升压过程中不仅要监视电压的变化，还应监视电流的变化，以及被试品泄漏电流的变化。升压时要均匀升压，不能太快。升至规定试验电压时，开始计时，时间到后，缓慢均匀降下电压。绝不允许不降压就先跳开电源开关。
7、试验中发现被试品有异常声响、冒烟等应立即降下电压，拉开电源，在高压侧挂上接地线后，再查明原因。耐压试验前后均应测量被试品的绝缘电阻。
七、面板功能说明
图6 控制箱（台）面板结构图
打印机：打印机是热敏打印机，当试验完成后按键盘上的“打印”按钮打印试验结果。
RS232：RS232是与计算机相连的串口通信接口，是用户选配接口，本装置没有配置这个接口。
LCD对比度：因为液晶显示屏在温度和光线有所不同时稍有些变化，可以通过LCD对比度调节背光到适合亮度。
液晶： 320X240像素点阵白色背光液晶，在强光和阴暗环境下都十分清楚。
指示灯：由启动灯、零位灯、报警灯三个灯组成，启动灯和报警灯是高亮七彩灯。
操作提示：有一些简短的提示语句和安装接线图。
紧急开关：在紧急情况下按此开关，即可以切断变压器电源，也可以切断工作电源。（箱式安装在面板上，台式安装在柜体上）
键盘：由上、下、左、右、设置、打印、确定、取消8个键组成，是用户和设备交互的终端。
电源开关：工作电源，带通电指示灯。
八、软件使用说明
按试验要求将控制部分、试验变压器、被试品正确接好线，必须可靠接地，请参考图1、图2、图3、图4、图5。
1、开机使用
开机处于“欢迎界面”,如图7：
图7 欢迎界面
根据键盘的示图8，按上↑、下↓、左←，右→可以切换“自动耐压试验”或“手动耐压试验”，在“自动试验”或“手动试验”里面选择“交流试验方式”或“直流试验方式”。如图9
图8 键盘界面
图9
说明：                      
（1）当配置的是交直流两用控制部分时，使用直流输出时软件操作请进入直流试验方式，交流输出时软件操作请进入交流试验方式，如果选择错误会导致仪器显示电压会和输出实际电压不一致。
（2）当配置的是交直流两用变压器时，使用直流时请将变压器的短路杆取出，当使用交流时请将短路杆插入拧紧。
（3）如果配置的是交流控制部分时，软件界面里就没有交直流试验方式（如图9）的选择项。
选中试验方式后，按确定可以进入主界面，如图10:
图10 主界面
动态显示区：一直处于采集信号，并显示高压电压、高压电流、低压电压、低压电流。
结果显示区：如果试验没有被击穿时，显示平均高压电压，平均高压电流，平均低压电压，平均低压电流，绝缘电阻；否之，显示峰值电压，峰值电流，低压电压，低压电流。
设置数据区：设置试验中需要的参数数据
输出电压为在自动方式下的升压目标耐压值
耐压时间为耐压过程的时间长度
电流上限为高压电流峰值的上限，高压电流超过电流上限将认为击穿
过流保护为低压电流峰值的上限，低压电流超过过流保护将认为击穿
信息显示区：显示试验过程中的试验状态和提示信息。
试验操作区：选择设置、试验、回零命令。
2、设置参数
在主界面上，选中“设置”，然后按确定后进入设置界面,如图11:
图11 设置界面
按左←，右→时切换光标移动位置，按上↑、下↓时更改光标位置数据的值。光标位置和设置的数值全部可以自动循环，前且在使用时有默认的标准值。如果所有的参数都设置完成，按取消退出设置回到主界面开始状态。
3、手动试验
零位检查—当选中“试验”后，按确定就进入提示试验状态。如果调压器不在零位，将提示“试验前请先回零”，退出试验并且切换到回零命令。
试验过程—回零确认后，可以进行试验。选中“试验”后按确定，接触器合闸，这时输出电压几乎为0,如图12:
图12 手动提示界面
按上↑，高压电压将不断升压，松开就停止升压，如果到上限就提示满量程；
按下↓，高压电压将不断降压，松开就停止降压，如果到下限就提示已回零；
按计时←，计时开始工作，到耐压时间计时结束完成试验；
按取消→，取消试验过程；
在升压过程中，如果高压电流峰值超过“电流上限”值或低压电流峰值超过“过流保护”值将认为被试品被击穿，接触器立刻分闸并显示试验结果，包括峰值电压、峰值电流、低压电流等，调压器开始回零，回零完成试验结束。如果在耐压过程中，高压电流和低压电流峰值没有超设置上限值，认为被试品未击穿，结果显示区就显示耐压电压、高压电流、低压电流、绝缘电阻等，调压器开始回零，回零完成后接触器分闸试验结束。
4、自动试验
自动试验和手动试验的试验过程类似，首先也进行回零检查，确认后进入如下界面,如图13:
图13 自动提示界面
按上方法切换到“开始”确定后进行试验，与手动试验不同之处就是升压过程将自动升压到“输出电压”值，然后进行计时。
升压过程为逼近方式，首先升到到接近目标值，然后再进行微调，保证高压电压值几乎为输出电压值。
5、功能选择
按键盘上的“设置”就进入功能界面,如图14:
图14 功能界面
进入功能界面后，可以选择“时钟设置”、“注意事项”等界面。
时钟设置：设置时钟的时间，为打印报表提供时间依据。
注意事项：为用户提供一些操作规范和安全注意事项。
6、打印
按键盘“打印”按键可以打印试验果，在此不赘述。
七、产品维护
1、开箱验收时，应检查主控回路接线是否松动，调压器电刷是否接触良好。
2.、长期不用时，使用前应用500V兆欧表测量绝缘电阻，其阻值不低于0.5MΩ。
3、电源电压应符合控制箱（台）说明书上的输入电压值要求。
4、本控制箱（台）设有过电流保护，出厂已调整为额定电流的50%。用于小负载时，应根据被试品的额定容量电流重新设定；
5、使用完毕后，应关好控制箱（台）门盖，以保持内部清洁。
八、注意事项
1、按照您所进行的试验接好工作线路。试验变压器的外壳以及操作系统的外壳必须可靠接地。试验变压器的测量绕组的F端和外壳必须可靠接地。
2、做串级试验时，第二级、第三级试验变压器的低压绕组成X端，测量绕组的F端以及高压绕组的X端（高压端）均接本级试验变压器具外壳。第二级、第三级试验变压器的外壳必须通过绝缘支架接地。
接通电源前，控制箱（台）的调压器必须调到零位后方可接通电源，合闸，开始升压。
3、从零开始匀速旋转调压器手轮升压。升压方式有：快速升压法，即20s逐级升压法；慢速升压法，即60s逐级升压法；极慢速升压法供选用。电压从零开始按一定的升压方式和速度上升到您所需的额定试验电压的75％后，再以每秒2％额定试验电压的速度升到您所需的试验电压，并密切注意测量仪表的及被试品的情况。升压过程中或试验过程中如发现测量仪表的指示及被试品情况异常，应立即降压，切断电源，查明情况。
4、试验完毕后，应在等调压器返回至零位，然后切断电源。
5、本产品不得超过额定参数使用。
6、使用本产品做高压试验时，除熟悉本说明书外，还必须严格执行国家有关标准和操作规程。可参照GB311.1 – 97《高压输变设备的绝缘配合，高压试验技术》；《电气设备预防性试验规程》等。
7、控制箱（台）应与试验变压器配套使用，控制箱（台）的使用方法，请详细参阅控制器的使用说明书。

试验变压器的容量选择
标称油式变容量Pn确定公式：
Pn=KVn2ωCt×10-9
式中：Pn----标称试验变压器容量（KVA）
   Vn-----试验变压器的额定输出高压的有效值（KV）
   K-------安全系数。K≥1，标称电压Vn≥1MV时，K=2，标称电压较低时，K值可取高一些。
   Ct------被试品的电容量（PF）
   ω----角频率，ω=2πf ，f-----试验电源的频率
被试设备的电容量Ct可由交流电桥测出。Ct的变化很大，可由设备的类型而定。典型数据如下：
简单的桥式或悬式绝缘子：几十微法
简单的分级套管：100 – 1000PF
电压互感器：200 – 500PF
电力变压器 ：< 1000KVA- 1000PF
      > 1000KVA1000 – 10000PF
高压电力电缆和油浸纸绝缘：250 – 300PF/m
气体绝缘：- 60PF/m
封闭变电站，SF6气体绝缘：100 – 10000PF
对于不同的试验电压Vn，选择不同的（适当的）安全系数K。以上列出不同的Vn所选用的K值供参考
Vn = 50 – 100KV  K=4    Vn = 150 – 300KV   K=3    Vn > 300KV   K=2  

根据部颁标准定，我国试验变压器的电压等级有：5kv、10kv、25kv、35kv、50kv、100kv、150kv、300kv等;容量等级有：3KVA、5KVA、10KVA、25KVA、50KVA、100KVA、150KVA、200KVA等

操作要点 
工频耐压高压试验装置操作要点
    1、试验前，应了解被试品的试验电压，同时了解被试品的其他试验项目及以前的试验结果。若被试品有缺陷或异常，应在消除后再进行耐压试验。
    2、试验现场应围好遮拦或围绳，挂好标示牌，并派专人监护。
    3、试验前，被试品表面应擦拭干净，将被试品的外壳和非被试绕组可靠接地。被试品为新冲油设备时，应按《规程》规定使油静止一定时间再升压，对110kV及以下的充油电力设备，在注满油后静置时间应不少于24小时，对220kV及330kV的充油电力设备，静置时间应不少于48小时。
    4、接好试验接线后，应由有经验的人员检查，确认无误后方可升压。
    5、工频耐压试验装置升压前，首先检查调压器是否在零位。调压器在零位方可升压。
    6、升压过程中不仅要监视电压的变化，还应监视电流的变化，以及被试品泄漏电流的变化。升压时要均匀升压，不能太快。升至规定试验电压时，开始计时，时间到后，缓慢均匀降下电压。绝不允许不降压就先跳开电源开关。
    7、试验中发现被试品有异常声响、冒烟等应立即降下电压，拉开电源，在高压侧挂上接地线后，再查明原因。耐压试验前后均应测量被试品的绝缘电阻测试。
制作工艺
1、产品采用一次压制而成高压套管；
2、套管与油桶之间完全隔离加上所有连接部分采用进口耐油O型密封圈密封，彻底解决了常见的变压器漏油的问题；
3、睡式铁芯设计,有效提高产品的抗震性；
4、产品出厂前进行72小时倒置试验,检验试验变压器漏油的问题；
5、产品均可通过1.1倍感应耐压试验；
6、绝缘油采用无色透明克拉玛依原装油；
7、高低压线采用高强度聚酯、无氧铜杆漆包线；
8、铁芯采用全新武钢二硅冷轧硅钢卷片。

ZSYD-Z-5kVA/50KV智能耐压试验装置：就是做耐压试验的设备，它是一套组合设备，为了耐压试验能顺利准确地进行，针对不同被试品，串联谐振装置的组件是不同的。所以请务必准确选型，技术部为您量身制定选型方案。

工频耐压试验装置选型表如下：

工频耐压试验中试验变压器容量的选择方法 
试验变压器的容量这么选择，是很多电力检测试行业一线使用人员困扰的问题，在选择试验变压器的过程中，一般是由试验变
压器生产企业提供的使用说明，已经推荐的容量。而在实际的使用过程中，试验变压器的容量是否合适，是否在运行状态，能
否满足其他检测试验的要求呢？
首先，根据我们的试验需求，通过计算是可以得到适合的容量的，标称试验变压器容量Pn的确定公式：Pn=KVn2ωCt×10-9
在公式中：Pn----标称试验变压器容量（KVA）
Vn----试验变压器的额定输出高压的有效值（KV）
K-----安全系数。K≥1，标称电压Vn≥1MV时，K=2，标称电压较低时，K值可取高一些。
Ct----被试品的电容量（PF）
ω----角频率，ω=2πf，f-----试验电源的频率
被试设备的电容量Ct可由交流电桥测出。Ct的变化很大，可由设备的类型而定。典型数据如下：简单的桥式或悬式绝缘子 几十微法
简单的分级套管 100–1000PF
电压互感器 200–500PF
电力变压器 < 1000KVA -1000PF > 1000KVA 1000–10000PF
高压电力电缆和油浸纸绝缘 250–300PF/m
气体绝缘 -60PF/m
封闭变电站，SF6气体绝缘 100–10000PF
对于不同的试验电压Vn，选择不同的（适当的）安全系数K。以上列出不同的Vn所选用的K值供参考
Vn = 50–100KV   K=4  Vn = 150–300KV  K=3  Vn > 300KV   K=2
该试验变压器容量的计算公式，适用于各种试验变压器检测试验的场合，根据被试验品所需要的电压及安全容量，来选择合适
容量的试验变压器。在保障检测试验安全的前提下，选择合适的试验变压器，同时满足不同容量的试验需求。

中试控股工频耐压试验装置产品适用性好，实用可靠，效率高，事半功倍 | 是很多企业以及电力工作者信赖的好伙伴。

工频耐压试验装置主要操作步骤： 
1、按接线原理图连接好引线，并将试验变压器和控制箱可靠接地； 
2、试验前，检查各部位的接线是否连接好，并检查控制箱的调压器是否调至“零”位； 
3、接通电源，绿色指示灯亮，按下启动按钮，红色指示灯亮，表示变压器已通电，等待升压； 
4、顺时针匀速旋转调压器手柄，进行升压，并密切注意仪表指示以及试品的情况； 
5、试验完毕后，应迅速将电压降至零位，并按下停止按钮，然后切断电源，解开试验引线。 

中试控股践行“精细制造，深耕技术”产出工频耐压试验装置优质产品能够在市场中赢得用户信赖,树立中试控股新形象打下了坚实的根底。

绝缘结构布局方面，根据变位器油“距离效应”原理，采用多层次绝缘，变压器的内绝缘分割成多路油道，从而提高绝缘 
程度，缩小了体积。
2、解决了TDM系列变压器渗漏油问题，由于TDM系列变压器无储油器，所以当气温过高时，油经膨胀从油咀渗漏出来，而该系 
列产品将注油孔设在套管顶部，套管中油与器身中油相通。所以该套管除具装硅堆、短路杆和串管杆等功用外，还相当于变 
压器储油器。
3、TDM系列变压器高压输出端采用环氧树脂密封，由于环氧树脂在常态下灌注时会产生大量气泡，而使得高压引线部位出现 
放电现象。产品则采用金属件固定引线笔均压，从而消除了放电现象。
4、本系列产品油箱，结构紧凑，外观新颖，体积、重量均小于ＴＳＢ系列产品体积的20％左右。
5、本系列产品铁芯为单框芯式，使用DQ型，0.30mm冷轧向硅钢片叠成，用新的特殊材料予以紧因，取代了传统的穿芯螺杆。 
线圈为同心圆筒多层塔式结构。
【仪器名称】
 油浸式试验变压器，英文名称：Oil-immersed test transformer。
【别称】
 油式试验变压器、油式变、油浸式高压试验变压器、油式高压试验变压器、高压试验变压器、电力高压试验变压器、超轻型 
高压试验变压器、串级式高压试验变压器、交直流高压试验变压器、高压升压器、高压耐压机、高压耐压仪
【仪器介绍】
 油浸式试验变压器适用于电力系统、工矿企业、交通、邮电部门、科研单位等，对各种高压电气设备、电器元件、绝缘材料 
进行工频或直流高压下的绝缘强度试验。
 油浸式试验变压器采用单框芯式铁芯结构。初级绕组绕在铁芯上，高压绕组在外，这种同轴布置减少了漏磁通，因而增大了 
绕组间的耦合。
【主要特点】
◇ 采用轴对称不等边八角形外壳独特结构方式；可输出双高压。
◇ 油箱内油面低于油箱沿，避免了漏油现象。
◇ 接线柱在箱盖上，避免了碰撞，提高了机械和电气性能。
◇ 产品具有结构紧凑、电气性能稳定，容量足、体积小、重量轻、使用和维护方便等特点。
【技术参数】
◇ 产品类型：交流、交直流、交串流级、交直流串级。
◇ 输入电压：AC（0～200）V 或（0～400）V。
◇ 输出电压：AC（0～200） KV 或DC（0～280）KV。
◇ 容量范围：0.5～200KVA。
◇额定电容量：1~400kVA；
【 试验变压器的容量选择】
标称试验变压器容量Pn的确定公式：Pn=KVn2ωCt×10-9 
式中： Pn----标称试验变压器容量（kVA）
       Vn-----试验变压器的额定输出高压的有效值（kV）
       K------安全系数。K≥1，标称电压Vn≥1MV时，K=2，标称电压较低时，K值可取高一些。
       Ct-----被试品的电容量（PF）
       ω----角频率， ω=2πf，
       f----试验电源的频率
被试设备的电容量Ct可由交流电桥测出。Ct的变化很大，可由设备的类型而定。典型数据如下：
简单的桥式或悬式绝缘子几十微法
简单的分级套管 100 – 1000PF 
电压互感器 200 – 500PF 
电力变压器 < 1000kVA - 1000PF 
> 1000kVA 1000 – 10000PF 
高压电力电缆和油浸纸绝缘 250 – 300PF/m 
气体绝缘 - 60PF/m 
封闭变电站，SF6气体绝缘 100 – 10000PF 
对于不同的试验电压Vn，选择不同的（适当的）安全系数K。以上列出不同的Vn所选用的K值供参考
Vn = 50–100kV K=4 
Vn = 150–300kV K=3 
Vn > 300kV K=2
 高压试验变压器是发电厂、供电局及科研单位等广大用户的用来做交流耐压试验的基本试验设备，通过了国家质量监督局的 
标准,用于对各种电气产品、电器元件、绝缘材料等进行规定电压下的绝缘强度试验，考核产品的绝缘水平，发现被试品的绝 
缘缺陷，衡量过电压的能力。
 目前市场上决定试验变压器质量好坏主要由硅铁片、高压套管、绝缘材料、制造工艺、及控制部分的电器元件。其中以硅铁 
片、高压套管、绝缘材料、电器元件质量最为重要。硅铁片以高矽无取向硅铁片最好，高压套管、有尼龙的、环氧树脂的及 
硅橡胶的，以硅橡胶材质的质量最好。市场上试验变压器的中试控股相差很大。一些生产厂家为了追求最大利益，在材料上大量 
使用的劣质材料，坑害广大用户。
1.采用废旧的硅铁片。这种材料市场上以5000-8000元/吨就能买到，而正材则要36000元/吨左右，二者之间差价5-7倍。
2. 电气材料电器元件采用伪劣产品，二者之间差价为3-6倍。
3.高压套管尼龙的与硅橡胶的差价为2倍。
4. 绝缘材料不采用质量好中试控股纸而用其他材料代替。
5.工艺上偷工减料。