超低频高压发生器操作指南

一、 产品概述

本试验装置主要针对 10kV、35kV、300MW 火力发电机, 10kV、35kV 电力变

压器及线路等所有电气主设备的电气耐压试验设计制造。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。我们知道，在对大型发电机、电缆等试品

进行工频耐压试验时，由于它们的绝缘层呈现较大的电容量，所以需要很大容量

的试验变压器或谐振变压器。这样一些巨大的设备，不但笨重，造价高，而且使

用十分不便。为了解决这一矛盾，电力部门利用 0.1Hz 超低频高压发生器成套试

验装置，采用了降低试验频率的方法从而降低了试验电源的容量，因此大大简化

了现场试验难度。从国内外多年的理论和实践证明，用 0.1Hz 超低频耐压试验替

代工频耐压试验，不但能有同样的等效性，而且设备的体积大为缩小，重量大为

减轻 ，理论上容量约为工频的五百分之一。试验程序大大地减化，与工频试验

相比优越性更多。这就是为什么发达国家普遍采用这一方法的原因。我国电力部

已委托武汉高压研究所起草了《35KV 及以下交联聚乙烯绝缘电力电缆超低频

（0.1Hz）耐压试验方法》行业标准，我国正在推广这一方法，本仪器是根据我

国这一需要研制而成的。可广泛用于电缆、大型高压旋转电机、电力电容器等的

设备耐压试验。

（一）产品简介

本产品融合了国外超低频的技术优点并创新采用现代数字变频技术，利用微

机光电子控制，升压、降压、测量、保护完全自动化，并且在自动升压过程中能

进行人工干预。由于全电子化，所以体积小重量轻、智能真彩人机界面操作系统，

清晰直观、功能强大能实时显示试验时输出波形、并带有打印机可即时打印输出

试验报告、一插既用的 USB 下载端口可实时下载试验数据到电脑实现数据的异地

保存及打印输出功能。本设备的设计指标完全符合 DL/T849.4-2004《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。

现在国内外均采用机械式的办法进行调制和解调产生超低频信号，所以存在正弦

波波形不标准，测量误差大，高压部分有火花放电，设备笨重，而且正弦波的二，

四象限还需要大功率高压电阻进行放电整形，所以设备的整体功耗较大，本产品

均克服这样一些不足之处。另外，本公司的创新型产品有如下强大功能：

1. 试验电流、电压、波形数据均直接通过高压侧实时采样获得，所以数据

真实、准确。

2. 系统过压保护：当设备输出超过所设定的限压值时，仪器将停机保护，

动作时间小于 15 毫秒。

3. 系统过流保护：设计为高低压软硬件多重保护，高压侧可按设定值进行

精确停机保护；低压侧的电流超过额定电流时将进行停机保护，动作时间都小于

15 毫秒。

4. 系统高压侧保护电阻设计在升压体内，所以系统外不需另接保护装置。

5. 本系统采用了高低压闭环负反馈控制电路，所以输出无容升效应。

6. 本系统高压控制部分采用我公司创新型光控高压开关单元，控制准确、

安全可靠。

7. 本装置采用彩色人机界面触摸控制加控件式模块化软件操作系统，精准

直观。

8. 本装置一机多用，可同时测量被试品的电容量、绝缘电阻、泄漏电流、

及交流耐压试验。

二、 超低频高压发生器试验装置主要技术参数

（一）生产厂家代码

30-指设备能输出的最大额定电压，单位为 kV

A-指设备的配置等级；

（二）超低频高压发生器试验装置技术指标

1. 输出额定电压：参见附表 1

2. 输出频率：0.1Hz、0.05Hz、0.02Hz

3. 带载能力：参见表 1

0.1 Hz 最大 1.1 μf

0.05 Hz 最大 2.2 μf

0.02 Hz 最大 5.5 μf

4. 测量精度：2.5 %

5. 电压正，负峰值误差：≤2.5％

6. 电压波形失真度：≤3％

7. 绝缘电阻测量误差：≤2.5％

8. 泄露电流测量误差：≤2.5％

9. 电容量测量误差：≤2.5％

10. 电源：交流 50 Hz，220V ±5%

11. 电源保险管：参见附表 1

（三）设备遵循标准

《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》 GB50150-2006

《电力设备预防性试验规程》 DL/T596-1996

《电力设备专用测试仪器通用技术条件》 DL/T849.4-2004

《大型高压交流电机定子绝缘耐压试验规范》 JB3373

（四）设备主要配置及技术参数说明：

1、超低频控制器(一台)：

（四）设备主要配置及技术参数说明：

1、超低频控制器(一台)：

1.1 技术参数

1.1.1 输入电压：单相 220V±5% 50Hz

1.1.2 输出电压频率：0.1Hz，0.05 Hz.，0.02 Hz

1.2 性能特点：

1.  放置方式:控制器的放置为横向立式或卧式,灵活适应现场操作及观察。

2.  防震保护:内外部具备特殊减震橡胶支撑脚和标准铝箱,可有效减缓运输

中的颠簸震动和冲击。有效保证了控制器的长期稳定性和可靠性。

3.  参数显示：真彩触摸大屏幕液晶人机界面显示控制系统。

可显示试验电压(即试验前设置的目标电压)、试验频率、限压保护、限流保

护、耐压时间、还可显示电压曲线。

4.  参数设置：真彩触摸大屏幕液晶彩屏直接完成各种参数的设置。可选择

试验项目设置、试验类型设置、试验参数设置、 可对频率、试验电压、试验时

间、等相关参数进行设置或选择。

5.  保护功能及其信息提示：具备高压过压保护、过流保护，等多重保护以

及未接容性试品等提示功能。

6.  数据存储功能：试验结果保存、打印、上传、回查等。

a、试验结果：自动试验完毕后，在试验结果界面中可显示出试验时的详细

参数，当试验发生中断时，可提示中断状态。可将参数保存在存储器中，该存储

器为非易失存储器，可保存多次试验记录。

b、数据查询：可将已保存的试验结果数据显示到屏幕上。同时具有 USB 接

口，可将数据报表输出打印。

7.  自动稳压功能：系统根据设定的试验电压，自动跟踪并维持稳定的试验

电压，电压稳定度可达 2.5%。

2、超低频高压发生器

2.1 技术参数

2.1.1 额定工作电压：30kV、40 kV、50 kV、60 kV、80 kV、90 kV

2.1.2 连续工作时间：60min

2.1.3 温 升：小于 60 度

2.1.4 工作频率：0.1～0.02Hz

2.2 性能特点

2.2.1 发生器的设计采用铁壳式结构，油式自冷。内置光控高压调制器件，

具有体积小、重量轻、操作简单、带载能力强等特性、特别方便现场使用。

2.2.2 发生器的控制采用现代军工技术，连接件与控制器端一一对应一插即

可，高压输出采用美国专用进口连接件且带自动锁止功能、安全可靠。

三、 超低频高压发生器试验装置设备应用

（一）电缆的超低频耐压试验

电缆的超低频耐压试验方法

1.将与试品相连的电器设备全部脱离试品电缆。

2.采用 10000V 兆欧表对试品电缆各相分别进行绝缘电阻试验，记录试验值。

3.试验电压峰值：Ｕmax＝3Ｕ0，其中Ｕ0 为电缆导体对地或金属屏蔽之间

的额定工作电压。例如：额定电压为 10KV 电缆，单相额定电压 Ｕ0：Ｕ0＝10

ＫＶ÷√3

所以试验电压峰值为：Ｕmax＝3Ｕ0

＝3×10ＫＶ÷√3

＝√3×10ＫＶ

＝17．32ＫＶ

4.试验时间：60 分钟。

5.可分相进行测试。试品电缆的电容值在试验设备负载容量能力范围内时，

可将试品电缆三相线芯并联后，同时进行耐压试验。

6.用随机附带的专用柔性连接电缆将试验设备与试品电缆按图 4 所示的方

法相连接。合上电源，设定好试验频率、时间和电压以及高压侧的过流保护值、

过压保护值，然后开始升压试验。升压过程应密切监视高压回路，监听试品电缆

是否有异常响声。升至试验电压时，即开始记录试验时间并读取试验电压值。

7.试验时间到后，仪器自动停机。试验中若无破坏性放电发生，则认为通过

耐压试验。

8.在升压和耐压过程中，如发现输出波形异常畸变，而且电流异常增大，电

压不稳，试品电缆发生异味，烟雾或异常响声或闪烙等现象，应立即停止升压，

停机后查明原因。这些现象如果是试品电缆绝缘部分薄弱引起的，则认为耐压试

验不合格。如确定是试品电缆由于空气湿度或表面脏污等原因所致，应将试品电

缆清洁干燥处理后，再进行试验。

９．试验过程中，如果遇到非试品电缆绝缘缺陷使仪器出现过流保护，在查

明原因后，应重新进行全时间连接耐压试验。不得仅进行“补足时间”试验。

（二）火力发电机的超低频耐压试验

大型高压发电机的超低频耐压试验方法

对发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

不同的地方作重点补充说明。

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.连线方法：试验时应分相进行，被试相加压，非被试相短接接地。如图 5

所示

3.按照有关规程的要求，试验电压峰值可按如下公式确定：

Ｕmax＝√2βＫU0

其中Ｕmax ：为 0.1Hz 试验电压的峰值（ＫＶ）

β：0.1Hz 与 80Hz 电压的等效系数，按我国规程的要求,取 1.2

Ｋ：通常取 1.3∽1.5 一般取 1.5

Ｕ0 ：发电机定子绕组额定电压（ＫＶ）

例如：额定电压为 13.8KV 的发电机，超低频的试验电压峰值计算方法为：

Ｕmax＝√2×1.2×1.5×13.8≈35.1(KV)

4.试验时间按有关规程进行

5.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

映的发电机绝缘不正常现象，如表面电晕、放电等。

（三）电力电容器的超低频耐压试验

电力电容器的超低频耐压试验方法

（三）电力电容器的超低频耐压试验

电力电容器的超低频耐压试验方法

试验操作方法与上述方法相似，连线方法如图 6 所示。在确定试验电压和试

验时间时，应按照有关规程办。

（四）变压器、开关等的超低频耐压试验

变压器、开关等的超低频耐压试验方法

试验操作方法与上述方法相似，连线方法如图 19 所示，只是在试验系统中

必须并联接入一只电容量不小于 0.05UF 的补偿电容。在确定试验电压和试验时

间时，应按照有关规程设定。