超低頻交流耐壓裝置,也被稱為超低頻耐壓測試儀、超低頻電纜耐壓測試儀等,是一種采用超低頻信號進行電氣絕緣耐壓測試的設備。它結(jié)合了現(xiàn)代數(shù)字變頻先進技術,采用微機控制,實現(xiàn)了升壓、降壓、測量、保護的完q自動化,并且在自動升壓過程中能進行人工干預。這種裝置主要用于聚乙烯絕緣的電力電纜、大型電力變壓器等設備的絕緣耐壓測試。
超低頻交流耐壓裝置廣泛應用于電力、石油、化工、冶金等行業(yè)的電氣設備絕緣耐壓試驗。特別是在對大型發(fā)電機、電纜等試品進行工頻交流耐壓試驗時,由于它們的絕緣層呈現(xiàn)較大的電容量,需要很大容量的試驗變壓器或諧振變壓器。而采用超低頻交流耐壓裝置進行測試,則能夠顯著降低試驗電源的容量,減小設備的體積和重量,提高測試效率和安全性。
超低頻交流耐壓裝置主要由以下幾個核心部分組成:
1、控制單元
功能:這是裝置的“大腦”,負責整個試驗過程的控制、參數(shù)設置、狀態(tài)監(jiān)測和數(shù)據(jù)記錄。
組成部分:
微處理器/控制器:執(zhí)行控制邏輯,處理輸入輸出信號。
人機界面(HMI):通常為觸摸屏或按鍵+顯示屏,用于設置試驗電壓、頻率、時間,以及顯示實時電壓、電流、頻率、試驗狀態(tài)、故障信息等。
高壓測量與反饋電路:接收來自分壓器的信號,精確測量輸出電壓,并將反饋信號送回控制單元以實現(xiàn)閉環(huán)穩(wěn)壓控制。
保護電路:集成過壓、過流、短路、閃絡、接地等保護功能,確保設備和人員安全。
通信接口:如USB、RS232、以太網(wǎng)或藍牙,用于數(shù)據(jù)導出、遠程控制或連接上位機軟件。
2、高壓發(fā)生單元
功能:這是裝置的“心臟”,負責將輸入的工頻交流電(或直流電)轉(zhuǎn)換成所需幅值和頻率(如0.1 Hz)的正弦波或余弦方波超低頻高壓交流電。
工作原理:通常采用電力電子逆變技術。首先將輸入電源整流為直流,然后通過IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)等功率器件構(gòu)成的逆變橋,按照特定的調(diào)制策略(如PWM)生成所需頻率和波形的交流高壓。對于正弦波VLF,可能還需要額外的濾波環(huán)節(jié)來平滑波形。
3、高壓分壓器
功能:將施加到被試品上的高電壓按精確的比例(如1000:1)降低為低壓信號(通常為幾伏特),供控制單元測量和顯示。
類型:通常為電阻-電容(RC)分壓器,以保證在超低頻下仍能提供準確的分壓比和良好的頻率響應。分壓器的高壓臂連接被試品,低壓臂連接控制單元的測量輸入端。
4、高壓輸出線
功能:將高壓發(fā)生單元產(chǎn)生的超低頻高壓電安全、可靠地傳輸?shù)奖辉嚻贰?/div>
要求:必須具有足夠高的絕緣等級,能承受試驗電壓,并且電容較小,以減少對電源容量的需求。通常配有專用的高壓插頭和安全接地夾。
5、接地線
功能:為整個試驗系統(tǒng)提供可靠的接地路徑,確保試驗安全。在試驗前后,用于對被試品進行放電。
要求:應使用截面積足夠大的專用接地線,牢固連接到可靠的接地樁上。