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中試控股技術研究院魯工為您講解：交流工頻耐壓設備（中試大型工廠）

ZSYD-Z-5kVA/50KV智能耐壓試驗裝置

參考標準：DL/T 474.4-2018

簡易讀懂：工頻耐壓試驗裝置可以做什么?

工頻耐壓試驗裝置工頻交流試驗，用于各種電器產品、電氣設備、絕緣材料等在規定電壓下的絕緣強度試驗，考核產品的絕緣水平，發現被試品的絕緣缺陷及衡量承受過電壓的能力，有過壓、過流保護，滿足10KV開關柜、變壓器、斷路器、絕緣子、互感器、電纜等交直流耐壓試驗。

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ZSYD-Z-5kVA/50KV智能耐壓試驗裝置技術方案

ZSYD-Z-5kVA/50KV智能耐壓試驗裝置
一、概述
智能耐壓試驗裝置是根據國家最新電力行業標準而設計的、性能先進的智能型耐壓試驗設備，用于對各種電器產品、電氣元件、絕緣材料等進行規定電壓下的絕緣強度試驗，以考核產品的絕緣水平，發現被試品的絕緣缺陷，衡量過電壓的能力。廣泛應用于電工制造部門、電力運行部門、科研單位和高等院校。
二、產品特點
1. 320×240液晶顯示器、高速熱敏打印機。
2. 高壓電壓、高壓電流、低壓電壓、低壓電流4路測量方式，高精度傳感器和高性能14位AD采集芯片。
3. 人機對話全鍵盤操作方式，智能化工作全過程，任選自動方式和手動方式。
4. 實時顯示高壓電壓、高壓電流、低壓電壓、低壓電流，時間及耐壓結果，顯示直觀明了。
5. 完善的過壓、過流保護，任意設定輸出電壓、高壓電流上限、低壓電流上限和計時時間。
6. 具有回零檢測功能，回零確定后才可進行試驗，安全可靠。
7. 具有絕緣電阻測試功能，直接反映被試品絕緣強度。
8. 逼近式調壓算法，到達設定電壓后自動耐壓計時，計時結束后自動降壓回零。
9. 超過設定高壓電流或低壓電流時自動切斷電壓輸出，降壓回零，并發生聲光報警。
10. 精良的軟硬件抗干擾設計，多種抗干擾手段，適應惡劣電磁環境。
11. 自動錯誤診斷，易于發現和解決問題。
12. 可選配無線遙控控制功能、遠程通信、門聯鎖警燈警鈴、外接分壓器校驗接口等。
三、設備組成
1、選型配置
標準配置 分體式 操作部分：
箱式
容量： 5 kVA
輸入：AC220V  試驗變壓器(客戶自備)：
容量： 5 kVA
輸出：AC 50 kV 
四、技術指標
1、使用條件：
（1）工作場所應無嚴重影響絕緣的氣體、蒸汽、化學性塵埃及其它爆炸性和腐蝕性介質。
（2）環境溫度    -20～+50℃
（3）環境濕度    ≤85% RH（無凝結水）
2、控制箱（臺）參數： 
（1）計時范圍：0-999S
（3）電壓精度  ≤1.5% ±1個字(F.S)  
（4）電流精度  ≤1.5% ±1個字(F.S)
3、試驗變壓器參數：
1、調壓部分接線及原理
調壓部分由控制部分和試驗變壓器組成。控制部分是由接觸式調壓器、單片機控制系統、液晶、打印機、信號測量、電路保護組成。試驗變壓器由低壓繞組、高壓繞組、儀表繞組三部分組成。
試驗變壓器為交直流兩用時，試驗變壓器配置了高壓硅堆（內置），高壓可輸出交流和直流。輸出交流時，要求接入短路桿；輸出直流時，要求擰出短路桿。
通過接入工頻電源，調節調壓器，以獲得所需要的試驗高壓電壓值。其工作原理見圖1：
2、試驗部分接線及原理
     做耐壓試驗時，控制部分、變壓器的接地端及高壓尾必須可靠接地。有條件的情況下，做工頻耐壓試驗請加上限流電阻、標準高壓分壓器、球隙保護電阻及保護球隙，如圖3。
做直流耐壓試驗請另外加上微安表，微安表必須接在硅堆和被試器之間，油變或氣變一般擰在高壓頭上面（要求擰出短路桿）；為了更準確顯示高壓直流泄漏電流，請將分壓器的高壓線接在微安表和硅堆之間，（油變、氣變）如圖4。
圖3  工頻耐壓試驗原理圖
圖4  直流耐壓試驗原理圖(油變、氣變)  
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，低電壓側測量電壓(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抗，在這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然存在著壓降。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標準高壓分壓器來測量電壓。              
六、操作要點
1、試驗前，應了解被試品的試驗電壓，同時了解被試品的其他試驗項目及以前的試驗結果。若被試品有缺陷或異常，應在消除后再進行耐壓試驗。
2、試驗現場應圍好遮攔或圍繩，掛好標示牌，并派專人監護。
3、試驗前，被試品表面應擦拭干凈，將被試品的外殼和非被試繞組可靠接地。被試品為新沖油設備時，應按《規程》規定使油靜止一定時間再升壓，對110kV及以下的充油電力設備，在注滿油后靜置時間應不少于24小時，對220kV及330kV的充油電力設備，靜置時間應不少于48小時。
4、接好試驗接線后，應由有經驗的人員檢查，確認無誤后方可升壓。
5、升壓前，首先檢查調壓器是否在零位。調壓器在零位方可升壓。
6、升壓過程中不僅要監視電壓的變化，還應監視電流的變化，以及被試品泄漏電流的變化。升壓時要均勻升壓，不能太快。升至規定試驗電壓時，開始計時，時間到后，緩慢均勻降下電壓。絕不允許不降壓就先跳開電源開關。
7、試驗中發現被試品有異常聲響、冒煙等應立即降下電壓，拉開電源，在高壓側掛上接地線后，再查明原因。耐壓試驗前后均應測量被試品的絕緣電阻。
七、面板功能說明
圖6 控制箱（臺）面板結構圖
打印機：打印機是熱敏打印機，當試驗完成后按鍵盤上的“打印”按鈕打印試驗結果。
RS232：RS232是與計算機相連的串口通信接口，是用戶選配接口，本裝置沒有配置這個接口。
LCD對比度：因為液晶顯示屏在溫度和光線有所不同時稍有些變化，可以通過LCD對比度調節背光到適合亮度。
液晶： 320X240像素點陣白色背光液晶，在強光和陰暗環境下都十分清楚。
指示燈：由啟動燈、零位燈、報警燈三個燈組成，啟動燈和報警燈是高亮七彩燈。
操作提示：有一些簡短的提示語句和安裝接線圖。
緊急開關：在緊急情況下按此開關，即可以切斷變壓器電源，也可以切斷工作電源。（箱式安裝在面板上，臺式安裝在柜體上）
鍵盤：由上、下、左、右、設置、打印、確定、取消8個鍵組成，是用戶和設備交互的終端。
電源開關：工作電源，帶通電指示燈。
八、軟件使用說明
按試驗要求將控制部分、試驗變壓器、被試品正確接好線，必須可靠接地，請參考圖1、圖2、圖3、圖4、圖5。
1、開機使用
開機處于“歡迎界面”,如圖7：
圖7 歡迎界面
根據鍵盤的示圖8，按上↑、下↓、左←，右→可以切換“自動耐壓試驗”或“手動耐壓試驗”，在“自動試驗”或“手動試驗”里面選擇“交流試驗方式”或“直流試驗方式”。如圖9
圖8 鍵盤界面
圖9
說明：                      
（1）當配置的是交直流兩用控制部分時，使用直流輸出時軟件操作請進入直流試驗方式，交流輸出時軟件操作請進入交流試驗方式，如果選擇錯誤會導致儀器顯示電壓會和輸出實際電壓不一致。
（2）當配置的是交直流兩用變壓器時，使用直流時請將變壓器的短路桿取出，當使用交流時請將短路桿插入擰緊。
（3）如果配置的是交流控制部分時，軟件界面里就沒有交直流試驗方式（如圖9）的選擇項。
選中試驗方式后，按確定可以進入主界面，如圖10:
圖10 主界面
動態顯示區：一直處于采集信號，并顯示高壓電壓、高壓電流、低壓電壓、低壓電流。
結果顯示區：如果試驗沒有被擊穿時，顯示平均高壓電壓，平均高壓電流，平均低壓電壓，平均低壓電流，絕緣電阻；否之，顯示峰值電壓，峰值電流，低壓電壓，低壓電流。
設置數據區：設置試驗中需要的參數數據
輸出電壓為在自動方式下的升壓目標耐壓值
耐壓時間為耐壓過程的時間長度
電流上限為高壓電流峰值的上限，高壓電流超過電流上限將認為擊穿
過流保護為低壓電流峰值的上限，低壓電流超過過流保護將認為擊穿
信息顯示區：顯示試驗過程中的試驗狀態和提示信息。
試驗操作區：選擇設置、試驗、回零命令。
2、設置參數
在主界面上，選中“設置”，然后按確定后進入設置界面,如圖11:
圖11 設置界面
按左←，右→時切換光標移動位置，按上↑、下↓時更改光標位置數據的值。光標位置和設置的數值全部可以自動循環，前且在使用時有默認的標準值。如果所有的參數都設置完成，按取消退出設置回到主界面開始狀態。
3、手動試驗
零位檢查—當選中“試驗”后，按確定就進入提示試驗狀態。如果調壓器不在零位，將提示“試驗前請先回零”，退出試驗并且切換到回零命令。
試驗過程—回零確認后，可以進行試驗。選中“試驗”后按確定，接觸器合閘，這時輸出電壓幾乎為0,如圖12:
圖12 手動提示界面
按上↑，高壓電壓將不斷升壓，松開就停止升壓，如果到上限就提示滿量程；
按下↓，高壓電壓將不斷降壓，松開就停止降壓，如果到下限就提示已回零；
按計時←，計時開始工作，到耐壓時間計時結束完成試驗；
按取消→，取消試驗過程；
在升壓過程中，如果高壓電流峰值超過“電流上限”值或低壓電流峰值超過“過流保護”值將認為被試品被擊穿，接觸器立刻分閘并顯示試驗結果，包括峰值電壓、峰值電流、低壓電流等，調壓器開始回零，回零完成試驗結束。如果在耐壓過程中，高壓電流和低壓電流峰值沒有超設置上限值，認為被試品未擊穿，結果顯示區就顯示耐壓電壓、高壓電流、低壓電流、絕緣電阻等，調壓器開始回零，回零完成后接觸器分閘試驗結束。
4、自動試驗
自動試驗和手動試驗的試驗過程類似，首先也進行回零檢查，確認后進入如下界面,如圖13:
圖13 自動提示界面
按上方法切換到“開始”確定后進行試驗，與手動試驗不同之處就是升壓過程將自動升壓到“輸出電壓”值，然后進行計時。
升壓過程為逼近方式，首先升到到接近目標值，然后再進行微調，保證高壓電壓值幾乎為輸出電壓值。
5、功能選擇
按鍵盤上的“設置”就進入功能界面,如圖14:
圖14 功能界面
進入功能界面后，可以選擇“時鐘設置”、“注意事項”等界面。
時鐘設置：設置時鐘的時間，為打印報表提供時間依據。
注意事項：為用戶提供一些操作規范和安全注意事項。
6、打印
按鍵盤“打印”按鍵可以打印試驗果，在此不贅述。
七、產品維護
1、開箱驗收時，應檢查主控回路接線是否松動，調壓器電刷是否接觸良好。
2.、長期不用時，使用前應用500V兆歐表測量絕緣電阻，其阻值不低于0.5MΩ。
3、電源電壓應符合控制箱（臺）說明書上的輸入電壓值要求。
4、本控制箱（臺）設有過電流保護，出廠已調整為額定電流的50%。用于小負載時，應根據被試品的額定容量電流重新設定；
5、使用完畢后，應關好控制箱（臺）門蓋，以保持內部清潔。
八、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。試驗變壓器的測量繞組的F端和外殼必須可靠接地。
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。
接通電源前，控制箱（臺）的調壓器必須調到零位后方可接通電源，合閘，開始升壓。
3、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。
4、試驗完畢后，應在等調壓器返回至零位，然后切斷電源。
5、本產品不得超過額定參數使用。
6、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。
7、控制箱（臺）應與試驗變壓器配套使用，控制箱（臺）的使用方法，請詳細參閱控制器的使用說明書。

試驗變壓器的容量選擇
標稱油式變容量Pn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
      > 1000KVA1000 – 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  

根據部頒標準定，我國試驗變壓器的電壓等級有：5kv、10kv、25kv、35kv、50kv、100kv、150kv、300kv等;容量等級有：3KVA、5KVA、10KVA、25KVA、50KVA、100KVA、150KVA、200KVA等

ZSYD-Z-5kVA/50KV智能耐壓試驗裝置：就是做耐壓試驗的設備，它是一套組合設備，為了耐壓試驗能順利準確地進行，針對不同被試品，串聯諧振裝置的組件是不同的。所以請務必準確選型，技術部為您量身制定選型方案。

工頻耐壓試驗裝置選型表如下：

工頻耐壓試驗中試驗變壓器容量的選擇方法 
試驗變壓器的容量這么選擇，是很多電力檢測試行業一線使用人員困擾的問題，在選擇試驗變壓器的過程中，一般是由試驗變
壓器生產企業提供的使用說明，已經推薦的容量。而在實際的使用過程中，試驗變壓器的容量是否合適，是否在運行狀態，能
否滿足其他檢測試驗的要求呢？
首先，根據我們的試驗需求，通過計算是可以得到適合的容量的，標稱試驗變壓器容量Pn的確定公式：Pn=KVn2ωCt×10-9
在公式中：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
該試驗變壓器容量的計算公式，適用于各種試驗變壓器檢測試驗的場合，根據被試驗品所需要的電壓及安全容量，來選擇合適
容量的試驗變壓器。在保障檢測試驗安全的前提下，選擇合適的試驗變壓器，同時滿足不同容量的試驗需求。

中試控股工頻耐壓試驗裝置產品適用性好，實用可靠，效率高，事半功倍 | 是很多企業以及電力工作者信賴的好伙伴。

工頻耐壓試驗裝置主要操作步驟： 
1、按接線原理圖連接好引線，并將試驗變壓器和控制箱可靠接地； 
2、試驗前，檢查各部位的接線是否連接好，并檢查控制箱的調壓器是否調至“零”位； 
3、接通電源，綠色指示燈亮，按下啟動按鈕，紅色指示燈亮，表示變壓器已通電，等待升壓； 
4、順時針勻速旋轉調壓器手柄，進行升壓，并密切注意儀表指示以及試品的情況； 
5、試驗完畢后，應迅速將電壓降至零位，并按下停止按鈕，然后切斷電源，解開試驗引線。 

中試控股踐行“精細制造，深耕技術”產出工頻耐壓試驗裝置優質產品能夠在市場中贏得用戶信賴,樹立中試控股新形象打下了堅實的根底。