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中試控股技術研究院魯工為您講解：變壓器工頻耐壓試驗儀（源頭工廠）

ZSYDQ-20KVA/100KV充氣式工頻耐壓試驗成套裝置

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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ZSYDQ-20KVA/100KV充氣式工頻耐壓試驗成套裝置技術方案

ZSYDQ-20KVA/100KV充氣式工頻耐壓試驗成套裝置
一、概述：
試驗變壓器是電力設備檢測及預防性試驗所必備的試驗設備。隨著我國電力工業的發展，對試驗變壓器的電壓等級要求也越來越高，而傳統的油浸式試驗變壓器，無論在體積上和重量上還是在性能上都越來越不能滿足現場工作的要求。
隨著我國基礎科學研究的進步，新材料、新工藝的應用，把新的介質六氟化硫氣體推向了電力設備的應用領域。由于六氟化硫氣體優良的絕緣性能和滅弧性能及不燃性，使得它作為新的絕緣介質得到廣泛的應用。
我公司經過多年的努力，研究成功了充氣式輕型試驗變壓器，本系列產品與傳統的油浸式輕型試驗變壓器相比，重量上減輕了20％－60％（視電壓及容量等級而定），而且無油污染，單臺試驗變壓器的電壓等級可達300KV。由于采用了新的生產工藝，產品的技術性能有較大的提高，特別適用于現場工作及頻繁移動的工作條件下使用.
二、結構：
1、ZSYDQ系列產品其設計構思、材質選擇及工藝流程都是全新的，因此不僅體積小、重量輕、外形美，而且各項技術指標都達到了<<JB3570－９８>>標準要求。
ZSYDQ系列產品采用優質冷軋DQ－151取向硅鋼片疊成多級圓柱框形鐵芯，在特制的高強度絕緣筒上用QZ型導線直接連續繞制高壓塔式線圈。外殼是圓柱形，內充入SF６氣體。
2、ZSYDQ（JZ）屬交直流兩用，產品與ZSYDQ產品的不同在于巧妙地將高壓整流硅堆裝在高壓套之內通過短路桿的插入和抽出可變換ZSYDQ是工頻高壓交流輸出還是高壓直流輸出。
四、工作原理：
把電源輸入有過流自動脫扣及防止突發加壓的零位連鎖裝置的操作臺（箱），經自耦調壓器調節電壓輸入ZSYDQ試驗變壓器初級繞組，根據電磁感應原理，在次級(高壓)繞組按其與初級繞組匝數之比可獲得同等倍數的電壓幅值----工頻高壓。此工頻高壓經高壓硅堆整流及穩壓電容器濾波可取得直流高壓，其幅值是工頻高壓有效值的2 倍。
注：串激連接線必須按接線標識方向接線，否則極性相反。
②  概述
為了方便電力系統的現場等級的試驗，我們專門設計和生產用多臺輕型試驗變壓器串激組合ZSYDQ（C）系列試驗設備。由于分散組合能力方便使用，故可適應現場多種需要。每個單元重量輕，運輸和移動方便，使現場能順利取得較高的試驗電源。
③  工作原理
ZSYDQ（C）系列高壓試驗裝置，除最高電壓一級外，都在高壓繞組中串繞激磁組。該繞組和后一級試驗變壓器初級線圈參數相同。
由控制臺（箱）供給第Ⅰ級試驗變壓器繞組電源。第Ⅰ級高壓繞組尾端和外殼接地，首端和第Ⅱ級試驗變壓器高壓尾及外殼連接。由第Ⅰ級串激抽頭供給第Ⅱ級低壓繞組的勵磁電源，此時Ⅱ級試驗變壓器輸出為第Ⅰ級和第Ⅱ級輸出疊加。同理，可疊加第Ⅲ級。
七、操作試驗方法：
1.按上圖接線，檢查壓力表指示內部氣體壓力是否正常（≥0.3MPA），做交流耐壓時短路桿插入孔J中，做直流泄漏試驗，取出短路桿。
2.限流電阻配置：工頻耐壓每伏0.3～1Ω：直流每伏5～10Ω，一般試                                                   驗可不用。                  
3.拆除被試品線引線，套管及器身臟污清除，必要時采用屏蔽措施。準備工作和安全措施就緒，空試一次設備。
4.接上被試品，直流試驗應用屏蔽線，以消除雜散泄漏。
5.合上電源，控制臺（箱）電源指示燈、零位指示燈亮，。
6.按下起動按鈕，起動指示燈亮。
7.順時針均勻緩慢旋轉調壓器手輪，注視電壓表讀數，當升到額定電壓值時應停止旋轉調壓器手輪。
8.密切注視電流表指示以及耐壓時間。
9.耐壓時間到時，應及時反向迅速均勻旋轉調壓器手輪，直到調壓器回至零位。
10.做圖2實驗后用放電棒經電阻放電，然后直接接地放電。
11.高壓部分可能被充電部位一一放電后，改變或拆除高壓引線
12.試驗完畢。
八、注意事項
1.試驗設備的布置，對人身周圍要有足夠的安全距離。盡量避免在人員過道上布置設備及高壓引線。
2.試驗現場安裝圍欄、懸掛“止步、高壓危險”標示牌。
3.試驗中高壓引線要有支撐或牽引絕緣物。要有安全監護員，防止有人靠近和從底下穿過。
4.直流高壓試驗中微安表最好在高位時，除有屏蔽盒外有過流自動保護裝置以防止突發性擊穿短路或放電時表燒壞。
5.工頻耐壓試驗，注意驗算設備容量是否足夠，并應避免產生諧振。
6.工作地線（高壓尾、穩壓電容末端接地線）與保護地線（操作部分外殼）應分開連接，并有良好的接地性能。
7.試驗中如有電源不規則擺動（如電焊）必然影響高壓輸出穩定，此時應停止試驗查找原因，并排除。
8.試驗工作對氣候（溫度、濕度）的要求應符合試驗規程要求，并作記錄。
9.高壓測試工作要嚴格執行能源部頒發的安全工作規程有關規定。
九、維護及保養
1.應經常性地保持試驗變壓器的清潔，每次試驗前應把尼龍套管擦拭干凈，并用塑料布罩住。
2.不應隨意扭動除接線支柱以外的螺栓，防止因密封破壞造成的漏氣現象。
3.輕微的泄漏是屬于正常的現象，估計約每4年氣壓降低0.05Mpa，出廠時氣壓的在0.2－0.4Mpa之間。隨著環境濕度的變化氣壓略有增減。當氣壓降至0.3Mpa時應及時補氣。
4. 充氣方式：
1充氣閥     2氧氣管道      3氧氣表        4六氟化硫鋼瓶  
5變壓器     6壓力表       7變壓器充氣嘴    
① 按示意圖接好管道。
②  打開六氟化硫氣瓶上的閥門，使氧氣表上壓在20kg／cm左右。
③  旋入氧氣表上的螺旋頂尖，讓氣壓慢慢升高。此時有氣體外溢。排出管道內的空氣。
④  立即旋開充氣閥（順時針方向）并聽到到氣流，流入變壓器本體內。
⑤  調節氧氣表上的螺頂尖，使氧氣表的出口壓力在5.5Kg/cm  。
⑥  監視變壓器壓力表，當壓力達到3.0—4Kg/ cmj時（即0.3—0.4Mpa），立即關死充氣閥（逆時針方向）。絕對禁止超壓以免發生危險。
⑦  關閉六氟化硫氣瓶上閥門。
⑧  關閉氧氣表上的閥門，充氣工作結束。
⑨  拆下管道和充氣閥門，充好氣后靜止５分鐘，讓氣體充分混合即可工作。
十、試驗變壓器的使用條件：
1、試驗變壓器額定使用條件下應滿足下列要求
A、周圍環境溫度：最高氣溫＋40℃      最低氣溫－20℃  
B、空氣最大相對溫度，當空氣溫度為25℃時，相對濕度不超過85%。
C、安裝地點無嚴重影響變壓器絕緣的氣體、蒸氣、化學性積塵，污垢及其它爆炸性介質的場所。
D、試驗變壓器使用時應使其輸入電壓逐步升高且應在輸出端串入足夠的保護電阻，切忌高壓狀態下斷合設備。
2、變壓器允許運行時間
在額定容量的額定電壓下，連續運行不得超過半小時，每次工作時間間隔為工作時間的5-10倍，以保證變壓器的充分散熱，在額定電壓和額定電流的三分之二的工況條件下允許長期連續運行。
十一、技術指標及參數
1.對各電壓等級變壓器的空載電流4～9% ，阻抗電壓4～10%
2.控制部分現有規格及運行時間
型號與ZSYDQ配套
KVA調壓器容量
KVA配套運行時間min(分)

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

操作要點 
工頻耐壓高壓試驗裝置操作要點
    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、工頻耐壓試驗裝置升壓前，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測試。
制作工藝
1、產品采用一次壓制而成高壓套管；
2、套管與油桶之間完全隔離加上所有連接部分采用進口耐油O型密封圈密封，徹底解決了常見的變壓器漏油的問題；
3、睡式鐵芯設計,有效提高產品的抗震性；
4、產品出廠前進行72小時倒置試驗,檢驗試驗變壓器漏油的問題；
5、產品均可通過1.1倍感應耐壓試驗；
6、絕緣油采用無色透明克拉瑪依原裝油；
7、高低壓線采用高強度聚酯、無氧銅桿漆包線；
8、鐵芯采用全新武鋼二硅冷軋硅鋼卷片。

ZSYDQ-20KVA/100KV充氣式工頻耐壓試驗成套裝置：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。

大氣條件的影響是空氣濕度和溫度愈高，避雷針（線）保護效果就愈小；還有，雷電流幅值（或放電定位高度）愈大，避雷針（線）攔截雷范圍就愈大，也即是保護范圍愈大。攔截雷的避雷針保護范圍與這么多因素有關，而且這些因素中許多是隨機性的，能完全免遭雷擊的避雷針（線）絕對保護范圍是沒有的。所謂保護范圍是指被保護物在此空間范圍內遭受雷擊的概率在可接受值之內。各種文件規定的不同保護范圍只是允許遭受雷擊的概率不同而已。美國推薦性的IEEEstd 142－1991中第3．3．3．1節介紹：計算避雷針保護范圍時采用滾球半徑（即雷擊半徑）為30 m，大約保護范圍內雷擊概率為0．1％，采用45 m，大約為0．5％。
企圖從一些很不夠的條件和參數開發定量求出避雷針（線）不同保護范圍繞擊率的計算方法，如電氣幾何擊距法，滾球法，拋球法等，都是積極的、有益的。但迄今為止，這些方法算出的避雷針（線）在不同保護范圍時的繞擊率都是定性的，定量是不可信的。正如前述，避雷針（線）保護范圍受很多因素影響，其中一些因素的影響至今無法定量。這些方法中應用的一個關鍵參數，如電氣幾何擊距法中的擊距、滾球法和拋球法中的球半徑，定性上是隨著雷電流增大而增大，定量就難了。至今，人們還不知擊距或球半徑30～60 m的長空氣隙擊穿電壓值，不討論實驗室空氣間隙放電是否逼真自然雷擊放電。至今世界上最大實驗室做的最長的雷電沖擊波空氣間隙放電距離也只有10 m左右，將其向外延長用到30～60 m或以上，有的按3 kV／cm，有的按5 kV／cm推算，得出了很多在同一雷電流下不同擊距或球半徑的計算公式，這是必然結果。同時，從實驗室雷電沖擊波10 m左右空氣間障放電電壓值，外延用于確定30～60 m或以上的自然雷擊放電電壓值，令人難以置信。
此外電氣幾何擊距法、滾球法、拋球法的一個共同特點是誰距離短就擊誰，也與實驗室獲得的放電現象不符合，放電有分散性和曲折多分支路，并不一定擊中距離短的物體。
鑒于上述理由，電力行業標準DL／T 620－1997《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》，關于避雷針（線）的保護范圍仍沿用過去方法。統計我國4 272變電所運行年的經驗，表明按這種方法計算的保護范圍繞擊率為0．07次／100所?a［5］，這是可以接受的，沒有必要改變，否則會造成混亂和浪費。變電所現行的直擊雷防護的可靠性，比沿架空輸電線路導線侵入的雷電防護高10倍以上。變電所的危險主要來自沿架空輸電線路導線上的侵入波。
     第三道防線，即第二子系統為進線保護段。
雷擊進線保護段首端及以外時，絕大部分雷電流被引入地中，只有很小部分的雷電流沿架空線路導線侵入變電所。雷電波沿架空線路導線傳播時，受沖擊電暈和大地效應影響而衰減，能降到變電所電氣裝置絕緣強度的允許值。
變電所的主要危險是來自進線保護段之內的架空線路遭雷擊，反擊導線或繞擊導線產生雷電侵入波，因此進線段又稱危險段。加強進線段防雷保護是十分重要的，要求避雷線具有很好的屏蔽和較高的耐雷水平。不管如何，反擊和繞擊仍是可能的。因此，變電所設防（第三道防線）要求的進線保護段（危險段）愈短愈好，這樣允許侵入波的陡度和幅值較大。