中试控股技术研究院鲁工为您讲解：20KV电缆低频高压耐压试验系统

ZSVLF-60KV超低频高压发生器

采用微机控制，升压、降压、测量、保护完全自动化、全电子化
输出频率： 0.1Hz、0.05Hz、0.02Hz

参考标准： DL/T849.4-2004

超低频高压发生器：超低频交流耐压试验装置是根据国家新行业试验标准而设计的试验设备，其安全可靠、功能强大、使用方便、维护简单。主要用于对各种电器产品、电气元件、绝缘材料、仪器仪表、办公设备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，是电力运行相关部门、电工电器制造企业、冶金、煤矿、电气化铁路相关部门、科研单位及高等院校等需要耐压试验设备的首选产品。

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ZSVLF-60KV超低频交流耐压试验装置:采用余弦方波作为交流输出源的一种新型超低频测试装置，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。对大型发电机、电缆等试品进行工频耐压试验时，可以代替大容量谐振变压器。
1、ZSVLF-60KV30KV超低频交流耐压试验装置是根据国家新行业试验标准而设计的试验设备，其安全可靠、功能强大、使用方便、维护简单。主要用于对各种电器产品、电气元件、绝缘材料、仪器仪表、办公设备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，是电力运行相关部门、电工电器制造企业、冶金、煤矿、电气化铁路相关部门、科研单位及高等院校等需要耐压试验设备的首选产品。
2、ZSVLF-60KV30KV超低频交流耐压试验装置实际上是工频耐压试验的一种替代方法。对大型发电机、电缆等试品进行工频耐压试验时，可以代替大容量谐振变压器。华意电力超低频高压发生器接合了现代数字变频先进技术

采用微机控制，升压、降压、测量、保护完全自动化。由于全电子化，所以体积小重量轻、大屏幕液晶显示，清晰直观、且能显示输出波形、打印试验报告。设计指标完全符合《电力设备专用测试仪器通用技术条件，第4部分：超低频高压发生器通用技术条件》电力行业标准，使用十分方便。

同步电机耐压试验方法
对同步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
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
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，给被试相加压，非被试相短接接地。试验接线如图 14 所地示。
5、按照规程规定，试验电压峰值可按如下公式 3 确定：
Umax=   2 βKUo………………………………..（公式3）
其中 Umax：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，β取1.2；
K：整定系数，通常为 1.3～1.5，一般取 1.5
Uo：同步电机定子绕组额定电压（kV）
例如：额定电压为 10.5kV 的同步电机，超低频的试验电压峰值计算方法为：
Umax=   2 ×1.2×1.5×10.5≈26（kV）
4、试验时间整定：与工频耐压的试验时间相同，一般为 1min。
5、过流保护动作电流整定值：整定方法与电缆相同。
6、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同步电机绝缘不正常现
象，如表面电晕、放电。
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。

1、输出额定电压：参见表1
2、输出频率：0.1Hz、0.05Hz、0.02Hz。
3、带载能力：参见表1   
0.1  Hz  特大1.1µF(
0.05 Hz  特大2.2µF
0.02 Hz  特大5.5µF
4、测量精度：±（3%满量程+0.5KV）
5、电压波形失真度：≤5%
6、使用条件：户内、户外；温度：-10℃∽+40℃；湿度：≤85%RH
7、电源：交流50 Hz，220V ±5%
8、电源保险管：参见表1

ZSVLF-60KV超低频高压发生器行业内对超低频高压发生器有不少约定俗成的别名，如：超低频耐压试验仪，超低频耐压试验装置。叫法虽不同，但其实都是超低频高压发生器，或以超低频高压发生器为核心设备，搭配其他组件，进行高压耐压试验。

ZSVLF-60KV超低频高压发生器ZSVLF-30KV 40KV 50KV 60KV 80KV / 0.1Hz 超低频高压发生器适用于：交联聚乙烯绝缘电力电缆的耐压试验 / 水力发电机和大型发电机的耐压试验。

注意：合上前盖时要让打印纸从出纸口中伸出一段，放在居中位置，让胶轴将打印纸充分压住，否则无法打印。热敏式打印机上纸时，***确认热敏印纸的热敏涂层在上面，再将热敏纸放入打印机纸仓。如果热敏涂层未在正确面上，则打印不出字迹。如果出现打印纸走偏现象,可以重新打开前盖，调整打印纸位置

超低频(0.1Hz)耐压试验是鉴定交联聚乙烯绝缘电力电缆绝缘强度的直接方法，可作为判断投运后的交联聚乙烯绝缘电力电缆能否继续投入运行的重要参考依据。超低频(0.1Hz)耐压试验是破坏性试验，试验时，建议使用10 000伏兆欧表对试品电缆先进行绝缘电阻试验，记录试验结果。

中试控股详细讲解0.1 Hz超低频耐压设备具有体积小、轻便、微机控制、易于操作等特点，而且电缆故障的发现效率较高，对电缆损伤较小。自从2006年6月太钢能源动力总厂电调作业区开始应用0.1Hz超低频耐压设备以来，在对全太钢二十所降压站的35 kV及以下交联聚乙烯电缆进行的预防性试验中，及时发现电缆绝缘方面的各种隐患25处，有效地防止了运行电缆发生意外事故，对供电系统安全、稳定、经济及可靠运行起到了举足轻重的作用。

早在20世纪70年代美国高电压就致力于超低频电缆检测方法的研究，设计生产的电缆检测设备能产生真正的高压正弦波，而且设备很轻，成本接近直流测试系统。经过实践证明使用超低频高压的固体绝缘电缆的击穿电压与使用交流工频所得到的电压值是相当的。该设计允许以通常的耐压水平测试得负荷远远超过5斗F的电缆进行测试，并且仅使用电压为120 V、频率为60 Hz(或220 V，50 Hz)的电源。而且，该项设计还可扩展到频率为o.05，0．02，0．01 Hz的更低频率操作中(0．0l Hz频率的测试是针对超长电缆的)。

中试控股详细讲解该设计的基本思路是产生像正弦波那样的超低频波形，用超低频以低充电电流、相对长一点的时间间隔对试品充电至高压。这里超低频的波形是关键特别适合的是正弦波，因其避免了其他波形可能产生的高频谐波(高频谐波会对测试目标产生驻波或有害的电压突变)。通过图l可以很清晰地理解该设计的基本理念。系统所需的输入功率是从一个正常的120V，60 Hz或220 V，50 Hz的电源处获得。输出电压的振幅是由自动可调变压器控制的，图l中用Tl来表示。中试控股详细讲解该变压器的输出用相应需要的0．1 Hz超低频来调节，该过程在图1中用T2来表示。T2的输出以正弦波模式周期性地增加或减少，频率是2倍的输出频率，这样就会产生—个60Hz(或50Hz)电压。该调制工频电压经过高压变压器逐步升压，图l中用T3表示。该高压变压器的输出通过—个能产生单极电压的全波整流器来整流。后，整流器与终端之间的一个极性开关每隔半个周期就会将整流后的电压的极性颠倒一次。输出电缆和被测试品的电容将提供充足的滤波，以便将120Hz的波动减至一个可接受的水平，其终波形显示出来—个高压超低频正弦波。

近年来,XLPE(交联聚乙烯)电缆由于其绝缘性能好,供电安全可靠和安装方便等优点,已经逐步取代架空线、油纸绝缘电缆和EPR 绝缘电缆,成为城市输配电主题。为了集中反映电缆内部缺陷,便于进行超低频耐压试验及局部放电试验分析,建立了合适的试验模型,模型采用平板电极和同轴电极模型,模拟三种人为缺陷:针尖缺陷(模拟施工过程中金属尖端扎入电缆绝缘层并留下金属屑)、气隙缺陷(模拟电缆本体中存在的气泡及气隙)、刀痕缺陷(模拟电缆接头施工过程中留下的刀痕)。

0.1 Hz 超低频电压击穿特性研究

中试控股详细讲解应用同轴电极模型进行超低频耐压试验,试验结果见表3。 超低频电压下电介质内部电场按照介电常数分布,但由于超低频电压频率很低,容易造成电介质内部电荷积聚,从而导致有的缺陷的试验结果与交流电压情况下的结果差别很大。从表中可以看出各种缺陷的击穿电压与交流情况相比,遵循相似的规律,气隙缺陷击穿电压低, 针尖缺陷居中,刀痕缺陷至20 kV 尚未击穿。

交流电压击穿特性研究

XLPE 电缆通常情况下是在交流电压下工作,因此,分析其在交流电压下的击穿特性有一定的必要,而且显得非常重要。

直流电压击穿特性试验

中试控股详细讲解由于直流设备紧凑,操作运输方便,能适应各种环境等优点,因此仍可以对电缆进行直流耐压试验。为了比较分析直流耐压与交流耐压试验的区别,分别对平板电极和同轴电极进行直流耐压试验。

1 中试控股详细讲解替代工频及直流电压试验

0.1 Hz 电压介于直流与50 Hz 工频电压之间，它既是一种交变特性的电压，同时电压的变化速度比较缓慢。实验经验和理论分析表明，直流实验比较容易出现线圈端部的缺陷,而工程耐压试验比较容易出现线圈槽部的缺陷。由于0.1 Hz 电压介于直流电压与50 Hz 工频电压之间，所以0.1 Hz 电压应该兼有直流电压与50 Hz 工频电压在发现电机线圈绝缘缺陷方面的优势。实测表明0.1 Hz 耐压试验既能发现线圈槽部的缺陷，也能发现线圈端部的缺陷。因此，0.1 Hz 耐压试验既可替代工频耐压试验,也可以替代直流耐压试验

2 中试控股详细讲解试验容量小,设备轻巧

对较大容量的高压电机进行工频交流耐压试验往往需要数百千伏安的试验变压器、调压器及相应容量的低压试验电源。这些试验设备笨重，移动不便，试验准备工作量大。如果采用 0.1 Hz超低频交流耐压试验，从理论上讲,试验变压器的容量将减少到工频时的 1/500，用 3 kVA～5 kVA 的0.1 Hz试验设备能解决需要工频试验容量数百千伏安的试验问题，可见，与工频耐压试验相比，0.1 Hz 电压试验容量小得多，试验设备也轻巧方便。