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中試控股技術研究院魯工為您講解： 電纜直高發耐壓發生器

ZSZGF-200KV/2mA直流高壓發生器

適合電壓等級：10KV、35KV、110KV、220KV、300KV、400KV、500KV、750KV、800KV、1000KV

電流分類：2mA、3mA、5mA、10mA、20mA

參考標準：DL/T 474.2-2018，電力行業DL/T848.1-2004《高壓試驗裝置通用技術條件 第1部分：直流高壓發生器》

ZSZGF-200KV/2mA直流高壓發生器是由中試控股研發生產，適用于電力試品測試，對氧化鋅避雷器、電力電纜、變壓器、發電機、電動機、斷路器/開關、開關柜、隔離開關、互感器、套管、支柱絕緣子、電抗器、母線、輸電線路、熔斷器、電容器、接觸器、配電箱、絕緣材質、變電站系統等高壓電氣設備進行直流耐壓試驗，行業處于領先水平！

中試控股始于1986年 ? 30多年專業制造 ? 國家電網.南方電網.內蒙電網.入圍合格供應商

ZSZGF-200KV/2mA直流高壓發生器

一、簡介
 ZSZGF系列直流高壓發生器采用了高頻倍壓電路，應用了最新的PWM高頻脈寬調制技術，閉環調整，采用了電壓大反饋，使電壓穩定度大幅度提高。使用性能卓越的大功率IGBT器件及驅動技術，并根據電磁兼容性理論，采用特殊屏蔽、隔離和接地等措施。使直流高壓發生器實現了高品質、便攜式，并能承受額定電壓放電而不損壞。具有輸出功率大、體積小的特點，有可靠的過壓、過流及零位合閘保護功能，帶0.75倍電壓切換功能。主要適用于電力部門、工礦、冶金、鋼鐵等企業動力部門對氧化鋅避雷器、電力電纜、變壓器、斷路器、發電機等高壓電氣設備進行直流耐壓試驗或直流泄漏電流試驗。
二、執行標準
1DL/T 848.1-2004高壓試驗裝置通用技術條件第一部分：直流高壓發生器
2DL/T 596-2005 《電力設備預防性試驗規程》
3DL/T 474.2-2006 《現場絕緣試驗實施導則 第2部分:直流高電壓試驗》
四、主要技術參數特點
1．技術特點：
（1）精度高、測量準確。控制箱上電壓表直接顯示加在負載試品上的電壓值，使用時無需外加分壓器，接線簡單。儀器具有高、低壓端測量泄漏電流，高壓端采用圓形屏蔽數字表顯示，不怕放電沖擊，抗干擾性能好，適合現場使用。
（2）電壓調節穩定度高，全量程平滑調壓，輸出電壓調節采用進口單個多圈電位器，升壓過程平穩，調節精度高。
（3）負極性輸出、零啟動、連續可調、有過電壓、過電流、回零、接地保護、特有斷線保護等各種保護功能。自動保護電路功能強，保護完善可靠，使操作安全。
（4）采用最先進技術、工藝制造，率先應用中頻倍壓電路，采用最新的PWM高頻脈寬調制技術和大功率IGBT器件，從而使輸出高壓穩定度更高，紋波系數更小。
（5）增設高精度0.75UDC1mA功能，為做氧化鋅避雷器測量帶來極大的方便。
（6）過電壓整定采用了數字撥碼開關，能將整定電壓值直觀顯示，顯示數值單位為kV，一目了然。
（7）故障取樣采用專用的傳感器，動作時間為納秒級，光隔離元件也為納秒級，可快速完全關斷直流主回路，從而最大的保護儀器不受損傷。
（8）倍壓筒采用新型材料，輕巧、堅固。底部設有三只內藏式支撐腳，增加了倍壓筒的穩定性。外表涂特種絕緣材料，電氣性能好，防潮能力強。
（9）機箱采用鋁合金機箱，體積小，重量更輕、更美觀、更可靠、操作簡單、功能齊全，便于野外使用。
2．技術參數：
技術參數 200/2
額定電壓(kV) 200
額定電流(mA) 2
額定功率(W) 400
控制箱質量(kg) 5.5
倍壓筒質量(kg) 8.7
倍壓筒高度(mm) 970
電壓精度 ±(1.0%讀數＋2個字)
電流精度 ±(1.0%讀數＋2個字)
紋波系數 ≤0.5%
電壓穩定度 電源電壓變化±10%時≤1%
過載能力 空載電壓可超出額定電壓10%使用10分鐘
最大充電電流為1.25倍額定電流
電源 單相交流50Hz  220V±10%
工作方式 間斷使用：額定負載30分鐘
1.1倍額定電壓使用：10分鐘
工作環境 溫度：-10℃～+40℃
相對濕度：室溫為25℃時不大于85%（無凝露）
海拔高度：1500米以下
帶電容
負荷能力 被試品電容量無限制
可用1.5倍的額定電流充電
結構特點 電氣絕緣倍壓筒
空氣絕緣、無泄漏之慮
操作箱特點 高精度0.75UDC1mA單觸按鈕（精度≤1.0%）
最適合氧化鋅避雷器試驗
過壓保護采用數字撥碼開關，一目了然
便攜式機箱，現場更方便
注：因產品不斷更新，不另行通知，以實樣為準，本公司保留解釋權。
五、產品功能說明
1、接地端子 2、五芯航插 3、過壓整定撥碼
4、電源插座 5、電源開關 6、電流表頭
7、電壓調節旋鈕鈕 8、高壓斷帶燈按鈕  9、高壓通帶燈按
10、0.75倍帶燈按鈕 11、電壓表頭
    說明：
（1）控制箱接地端子：控制箱接地端子與倍壓筒接地端子及試品接地端連接為一點后再與接地網相連。
（2）中頻及測量電纜快速連接插座：用于機箱與倍壓筒的連接。連接時只需對準將電纜插頭壓下順時針方向轉動到位,拆線時只需逆時針轉動電纜插頭。
（3）過壓整定撥盤：用于設定過電壓保護值。撥盤所顯示單位為kV，設定值為試驗電壓的1.1倍。
（4）電源輸入插座：將隨機配備的電源線與電源輸入插座相連。(交流220V±10％，插座內自帶保險管。)
（5）電源開關：向前按下，電源接通，高壓斷紅燈亮。反之為關斷。
（6）數顯電流表：數字顯示直流高壓輸出電流。
（7）電壓調節電位器：該電位器為多圈電位器。順時針旋轉為升壓，反之為降壓。此電位器具備控制電子零位保護功能，因此升壓前必須先回零。
（8）紅色帶燈按鈕：高壓斷紅燈亮，表示電源已接通及高壓斷開。在高壓通綠燈亮狀態下按下高壓斷紅色按鈕，綠燈滅紅燈亮，高壓回路切斷。 
（9）綠色帶燈按鈕：高壓接通按鈕、高壓指示燈。在高壓斷紅燈亮的狀態下，按下高壓通綠色按鈕后，綠燈亮紅燈滅，表示高壓回路接通，此時可升壓。此按鈕須在電壓調節電位器回零狀態下才有效。如按下高壓通綠色按鈕，綠燈亮紅燈仍亮，但松開綠色按鈕綠燈滅紅燈亮，表示機內保護電路已工作，此時必須關機檢查過壓整定撥碼開關設置是否小于滿量的5%及有無其它故障后再開機。
（10）黃色帶燈按鈕：高壓通綠燈亮時有效，當按下0.75UDC1mA黃色按鈕后黃燈亮，輸出高壓降至原來的0.75倍，并在一分鐘內保持此狀態。此功能是專為氧化鋅避雷器快速測量0.75UDC1mA用。按下高壓斷紅色按鈕，紅燈亮、綠燈和黃燈滅，高壓切斷并退出0.75倍狀態。
（11）數顯電壓表：數字顯示直流高壓輸出電壓。
1.高壓引出接線柱（可連接微安表和限流電阻） 
2.均壓球
3.倍壓筒體
4.接地端子    
5.底座
6.中頻連接端子
六、操作步驟
6.1、使用前準備
※ 如做容性負載試驗時，應接入限流電阻
6.1.1 直流高壓發生器在使用前應檢查連接電纜不應有斷路和短路現象，倍壓筒不應有凝露現象，設備無破裂等損壞。
6.1.2 將控制箱與倍壓筒用五芯連接電纜連接好，倍壓筒和控制箱必須保持足夠距離。保護接地線與工作接地線以及放電棒的接地線均應單獨接到試品的地線上(即一點接地)。嚴禁各接地線相互串聯，為此，應使用DHV專用接地線。
6.1.3 電源開關置于關斷位置并將調壓電位器回至零位。過電壓保護整定值設定為試驗電壓的1.1倍。
6.2、空載升壓驗證過電壓保護整定
6.2.1 接通電源開關，此時高壓斷紅燈亮，表示電源接通。
6.2.2 按下高壓通綠色按鈕，則綠燈亮，表示高壓接通。
6.2.3 順時針方向平緩調節調壓電位器，輸出端即從零開始升壓，升至所需電壓后，按規定時間記錄電流表讀數，并檢查控制箱及高壓輸出線有無異常現象及聲響。必要時用外接高壓分壓器校準控制箱上的電壓表頭。
6.2.4 降壓，將調壓電位器回零后，隨即按高壓斷紅色按鈕，切斷高壓并關閉電源開關。
6.3、對試品進行泄漏及直流耐壓試驗
6.3.1 在進行6.1-6.2檢查試驗確認直流高壓發生器無異常情況后，即可開始進行試品的泄漏及直流耐壓試驗。將試品、地線等連接好，檢查無誤后即打開電源。
6.3.2 根據步驟6.2.1-6.2.3升壓至所需電壓或電流。
升壓速度以每秒3～5kV試驗電壓為宜。對于大電容試品升壓時還需監視電流表充電電流不超過額定的最大充電電流。
對小電容試品如氧化鋅避雷器、磁吹避雷器等，先升至所需電壓(電流)的95％左右，再緩慢升壓至所需的電壓(電流)，從數顯表上讀出電壓(電流)值。如需對氧化鋅避雷器進行泄漏值測量時，先升壓至電流為1mA時的電壓值，然后按下0.75倍黃色按鈕，此時電壓降至原來的0.75倍，并在一分鐘內保持此狀態。此時可讀取泄漏電流值（uA）。測量完畢后，調壓電位器逆時針回到零，按下高壓斷紅色按鈕，如需再次升壓時按高壓通綠色按鈕即可。  
6.3.3 試驗完畢，根據步驟6.2.4降壓。   
 ※ 必要時用外接高壓分壓器比對控制箱上的電壓。
6.4、幾種測量方法
6.4.1 一般測量時，當接好線后，先將連接試品的線懸空，升壓至試驗電壓后，記錄空載試驗時的電暈和雜散電流I1，然后接上試品連接線，升壓至試驗電壓后，讀取總電流I2,得到試品的泄漏電流為Io=I2-I1。
6.4.2 當需要精確測量被試品泄漏電流時，則應在高壓側串入高壓微安表，如圖5所示。
圖5 微安表接入試品CX高壓側接線圖
微安表必須有金屬屏蔽，應采用屏蔽線與試品連接。高壓引線的屏蔽引出應與儀表端的屏蔽緊密連接。如果試品表面污穢要排除試品表面泄漏電流的影響，可在試品高電位端用裸金屬軟線緊密繞幾圈后與高壓引線的屏蔽層相連接，如圖6所示。
6.4.3對氧化鋅、磁吹避雷器等試品接地端可拆開的情況下，也可采用在試品的底部(地電位側)串入電流表進行測量的方式，如圖7所示。當要排除試品表面泄漏電流的影響，可用軟的裸銅線在試品地電位端繞上幾圈并與屏蔽線的屏蔽層相連接，如圖8所示。
6.4.4 對于氧化鋅避雷器等小電容試品，試驗完后一般通過機內測壓電阻放電，時間很快。而對電纜等大電容試品，試驗完后一般要待試品電壓自放電至試驗電壓的20％以下，再通過配套的放電棒進行放電，待試品充分放電后掛好接地線，才允許進行高壓引線的拆除和更換接線的工作。
6.5、保護動作后的操作
在使用過程中發現高壓通綠燈滅，高壓斷紅燈亮，電壓下降的現象，即為保護動作。此時應關閉電源開關，面板指示燈均不亮，將調壓電位器退回零位，一分鐘后待機內低壓電容器充分放電，查明情況后，才允許再次打開電源開關，重新進行試驗。
七、數顯式直流高壓微安表使用說明
1、本高壓微安表用于直流電壓試驗，在高壓側測量高壓電氣設備內絕緣泄漏電流值。
2、本高壓微安表是根據法拉第籠等電位屏蔽法來測量，所有測量元器件均處于金屬屏蔽球體的內部。
3、直流高壓發生器高壓輸出端經限流電阻接到該高壓微安表，再經高壓微安表的專用插頭，屏蔽導線接到被試品。
4、為減少被試品高壓線頭裸露時的電暈離子電流對內絕緣泄漏電流的附加誤差影響，建議用良好的絕緣套將被試品高壓接線處包起來。
5、本高壓微安表內部采用9V干電池供電。當高壓屏蔽微安表上顯示"LOW BAT"時，請更換9V電池，以避免測量誤差。高壓引線插頭插入后，內部電源接通，拔出時內部斷電，為延長電池使用壽命，建議在停止測量后盡可能拔出高壓引線插頭，以此斷開內部電源。
6、試品進行直流高壓試驗完畢后，應用配套直流高壓試驗專用放電棒對高壓微安表外殼處放電。
八、關于配套限流電阻使用參考
在交流或直流高壓試驗回路中一般均應接入限流電阻R，如圖9所示，其目的是當被試品C x在回路中放電或被擊穿時起限制電流作用，不至于高壓短路導致試驗設備的損壞。但在某些高壓試驗中可不用接入限流電阻，為此對限流電阻的使用提出以下建議：
1、對氧化鋅避雷器、普通閥式避雷器高壓開關和電力變壓器等電力設備進行直流高壓試驗時，可以不用接入限流電阻。
2、電力電纜試驗時應在高壓回路中串接限流電阻（只需將配套的限流電阻擰至倍壓筒頂部高壓輸出螺栓上即可）。
九、放電棒的使用
1、試驗完后一般要待試品電壓自放電至試驗電壓的20％以下，再通過配套的專用放電棒進行放電。放電時放電棒應與高壓輸出端保持一段距離，待放電棒尖端先產生電暈放電，再將放電棒頂端接觸微安表外殼進行放電，最后再將放電棒接地端地線直接接觸被試品進行放電。
2、特別注意：不能將地線直接接在高壓微安表外殼上直接放電，以免強大的沖擊放電電流引起高壓微安表損壞。
十、故障檢查及處理
1電源開關接通后高壓斷紅燈不亮且風扇不轉。 電源線開路或者電源保險絲熔斷。 更換電源線。
更換保險絲。
2按高壓通綠色按鈕綠燈不亮。 調壓電位器未回零。 電位器回零。
3按高壓通綠色按鈕綠燈亮，當升壓高壓通綠燈滅，高壓斷紅燈亮。 高壓輸出端接地，試品短路。 檢查輸出電纜。
檢查被試品。
4升壓過程中高壓通綠燈滅，高壓斷紅燈亮。 試品放電或擊穿，過壓或過流保護動作。 檢查被試品。
重新設置整定值。
十一、附件清單
1主機 1臺
2高壓倍壓筒 1個
3微安表 1個
4放電棒 1根
5限流電阻(1MΩ) 1個
6高壓線 1根
7電源線 1根
8連接線 1根
9接地線 1根
10保險管 5個
11檢驗報告 1份
12合格證 1份
13說明書 1份

ZSZGF-200KV/2mA直流高壓發生器具有多種保護功能，如：低壓過流、低壓過壓、高壓過流、高壓過壓、零位保護、不接地保護等。推動信號快速關斷保護在輸出端采用專用傳感器取樣，反應時間為納秒級，通過納秒級的光隔離元件和納秒級的模擬開關，全過程在2微秒內將功放電路的推動信號切斷，保證在輸出短路的情況下，不損壞功率器件。是指主要用于絕緣和漏電檢測中的高壓電源，高壓電源和高壓發生器已經沒有嚴格的區別。

ZSZGF-200KV/2mA直流高壓發生器

對于氧化鋅避雷器等小電容試品,一般通過測壓電阻放電,時間很快。而對電纜、電機等大電容試品,一般要等待試品電壓自放電到試驗電壓的20%以下,再通過放電棒進行放電。待試品充分放電后并掛好接地線,才允許進行高壓引線的拆除和更換接線工作。

ZSZGF-200KV/2mA直流高壓發生器在直流高壓發生器在行業內率先采用分節式結構，即既可用于高電壓等級，又能用于較低電壓等級，并保持其精度不變。以100/200kV/2mA分兩節為例，單節時可做100kV/2mA使用，可用于35kV及以下系統電氣設備直流高壓試驗，此時可保證測量的準確性避免大馬拉小車；兩節使用時可做200kV/2mA 使用.可用于220kV分節、110kV及以下氧化鋅避雷器直流試驗及交聯電纜的直流耐壓試驗。

電力變壓器防雷保護的簡繁應根據容量大小、損壞影響程度及供電重要性決定。所以IEC99－4以交流無間隙金屬氧化物避雷器（TPMOA）的標稱放電電流值（In）來分類，如20kA、10kA、5kA、2．5kA、1．5kA等，In等級不同，試驗要求不同。用戶根據電力變壓器的不同重要性來選用WGMOA的In等級。西方制造企業TPMOA型錄中明確說明：電站TPMOA的In分為10kA和20kA兩個等級；In＝10kA的，Ur為3～336kA；In＝20kA的，Ur為3～800kV；配電型WGMOA的In只有5kA。用戶可很方便地選用。例如大容量變壓器，保護高壓或超高壓一次側繞組絕緣選用TPMOA的In＝10kA或20kA，而二次中壓側TPMOA也應選用In＝10kA或20kA。In等級實際上反映變壓器的耐雷可靠性，即風險程度。原則是要求電力變壓器繞組各側設防耐雷可靠性一致。各側TPMOA選用相同等級In是重要措施之一。
在我國一些標準中，TPMOA分類和電力變壓器各側繞組的防雷保護，實際上是按電力系統標稱電壓等級來劃分和設防的，不論變壓器一次側繞組電壓等級多高，是高壓或超高壓，不論容量多大，是幾百MVA或小容量，不論一次側繞組采用TP－MOA的In＝10kA還是20kA，例如二側繞組為35kA等級，一律規定TPMOA的In＝5kA，防雷保護一個模式——“一刀切”。這樣，電力變壓器一、二次側耐雷可靠性是不配合的，防雷薄弱環節在二次中壓側是顯而易見的。1990～1994年全國在役的110kV及以上等級電力變壓器類設備（未包括農口管理的設備）的運行情況及事故統計分析完全證實了這點。
或許有人會說，過去的碳化硅閥式避雷器（SiCA）的In就是5kA。請不要忘記，那時一、二次側SiCA的In都是5kA，耐雷可靠性一致。或許有人會說，中壓閥式避雷器流過的雷電流沒有高壓或超高壓側大。但實測流過避雷器的雷電流恰好相反。1958年國際大電網會議（CIGRE）第33學術委員會（SC－33）第1工作組報告中指出：“通過閥式避雷器最大的雷電流是發生在中壓等級以下者”。
流過閥式避雷器的雷電流幅值和陡度是隨機變量，是非固定值，按概率分布。選用較高In等級的TPMOA，實質上是加強了電力變壓器防雷保護的可靠性。而較高In等級TPMOA增加的造價，相對于大容量電力變壓器造價來說是極小的 。TPMOA是積木式的，在技術上不存在任何困難。
4　選用沿架空輸電線路導線侵入到變電所的雷電陡度和幅值不應“一刀切” 
TPMOA至被保護物（如電力變壓器）之間允許的最大距離決定于沿架空輸電線路導線侵入到變電所雷電波的陡度和幅值。但影響該參數的因素很多，如直擊雷電參數（幅值、陡度和波的長度等）、進線段參數（避雷線根數和布置位置、桿塔高度和桿塔波阻、接地沖擊電阻等）和雷擊點位置（雷擊點至TPMOA距離等）。由此可見，侵入到變電所的雷電波陡度和幅值是隨機變量，非固定值，按概率分布。選用多大侵入波陡度和幅值實際上反映了被保護電氣裝置耐雷的可靠性程度。因此，應視被保護物（如電力變壓器）的重要性不同，分別選用不同的侵入變電所雷電波的陡度和幅值，那種同一電壓等級，不管重要性（容量大小、事故影響程度）差異，一律“一刀切”，選用同一雷電波陡度和幅值的方法是不可取的。
確定侵入到變電所的雷電波需要進行大量試驗研究工作，特別是運行經驗總結和統計分析。
我國從1954年至今，是采用如表1所示前蘇聯的規定值，運行經驗表明，這些值一般是可接受的，但對氣體絕緣裝置（GIS）等新設備和大容量變壓器，技術經濟是否最佳還有待實踐的檢驗。
在美國IEEE規范中，66kV及以上變電所的防雷保護可以不設專門加強防雷保護進線段，用進線第一基桿塔雷擊侵入波來考核避雷器至被保護物（如變壓器）之間的最大允許距離。66kV以下變電所才設長610m（2000ft）的加強防雷保護進線段，以降低通過變電所避雷器的雷電流。 
西方一些標準規定，對于110kV及以上電壓等級系統，選用侵入到變電所雷電波的陡度比我國高很多，分別為1200kV／μs、1500kV／μs和2000kV／μs三級。即TPMOA至電力變壓器之間的最大允許電氣距離比我國規定的短很多。他們規定保護電力變壓器的TPMOA盡量靠近被保護電力變壓器，用最短導體將TPMOA與變壓器連接。若因技術和布置原因不能靠近被保護變壓器時，必須在TPMOA保護范圍內。每路進出線路上安裝一組TPMOA。避雷器安裝在靠近被保護設備（如電力變壓器或旋轉電機）位置，最好是同被保護物共用接地引下線，這樣，作用于被保護物絕緣上的電壓僅是避雷器殘壓。否則，不僅要考慮避雷器與被保護物之間的電壓差，還要考慮避雷器殘壓上串聯避雷器接地引下線的電感壓降。作用于被保護設備絕緣上的電壓等于避雷器殘壓疊加這兩部分所增加的電壓。這增加的電壓正比于避雷器至被保護設備之間的距離和避雷器接地引下線長度，以及侵入波的di/dt值 。美國推薦的IEEEstd 142－1991取di/dt=1OkA/μs。接地引下線L＝0．5～0．8μH ／m。若長2m，則L＝1μH，接地引下線壓降10kV與避雷器殘壓串聯。此外，TPMOA標稱電流波形為8／20μs。試驗證明，電流波頭愈陡（即波頭愈短）則TPMOA殘壓愈高。若標稱電流10kA，波形8／20μs，其陡度約1．25kA／μs，殘壓是偏低的。所以，在計算TPMOA至被保護設備距離時均應考慮這些因素。