一、局部放電試驗(yàn)裝置的產(chǎn)品介紹

ME-HVFP-5kW PT 局部放電試驗(yàn)裝置，是針對(duì)電磁式電壓互感器的交流耐壓和局部放電試驗(yàn)而設(shè)計(jì)的專用設(shè)備。其采用感應(yīng)加壓的試驗(yàn)方式，通過提升試驗(yàn)頻率，有效避開電壓互感器的磁飽和區(qū)域。對(duì)于 110kV 及以上大容量的電壓互感器，該裝置運(yùn)用低壓側(cè)并聯(lián)電抗器的方法，通過電抗器補(bǔ)償電容電流，以此降低試驗(yàn)電源所需電流。

此試驗(yàn)裝置具備功能：

可應(yīng)用于 220kV 及以下電壓等級(jí)的電磁式電壓互感器（PT），開展感應(yīng)耐壓試驗(yàn)和局部放電試驗(yàn)（部分設(shè)備需要進(jìn)行電感補(bǔ)償）。

適用于 500kV 及以下電壓等級(jí)的電磁式電流互感器低頻特性試驗(yàn)。

能夠作為 35kV 及以下電壓等級(jí)電力變壓器耐壓試驗(yàn)和局部放電試驗(yàn)的電源（部分設(shè)備需要電感補(bǔ)償）。

可作為 400kV 及以下各種電壓等級(jí)的變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)設(shè)備的電源，用于 SF6 組合電器、SF6 斷路器、電流互感器、電壓互感器、電容型套管、高壓電纜、帶電作業(yè)工具等高壓設(shè)備的工頻（50～60Hz）、變頻 (20～300Hz) 耐壓試驗(yàn)。

還可單獨(dú)作為中頻電源和大功率中頻信號(hào)源使用。該裝置的初始合閘電壓、試驗(yàn)電壓波形、并且具有體積小巧、重量輕便、操作便捷、性能指標(biāo)良好、功能多樣等特點(diǎn)，是一套適用于現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的設(shè)備。

二、局部放電試驗(yàn)裝置的功能特點(diǎn)

試驗(yàn)等效性良好：本裝置輸出為標(biāo)準(zhǔn)正弦波，波形失真程度小，波形畸變率小于 3％。與其他脈寬調(diào)制型變頻電源裝置不同，此類電源輸出為方波，需經(jīng)過波形整形才能成為正弦波，而本裝置無需此復(fù)雜過程。

簡(jiǎn)化測(cè)量流程：使用該裝置進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，無需進(jìn)行峰值測(cè)量操作。

便于現(xiàn)場(chǎng)使用：裝置體積小、重量輕，搬運(yùn)靈活，特別適合在各類現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中開展試驗(yàn)工作。

操作簡(jiǎn)便：操作過程簡(jiǎn)潔易懂，接線方式簡(jiǎn)單，降低操作難度。

安全可靠：裝置內(nèi)部集成多種保護(hù)功能，包括放電擊穿保護(hù)、過電壓整定保護(hù)、輸出短路保護(hù)、開機(jī)零位保護(hù)、橋臂放大回路保護(hù)、功率曲線保護(hù)等。一旦觸發(fā)任何一種保護(hù)機(jī)制，裝置會(huì)立即停止試驗(yàn)電壓輸出，切斷主回路電源，充分保障試驗(yàn)人員、被試品以及試驗(yàn)系統(tǒng)的安全。

控制精準(zhǔn)：采用微機(jī)控制技術(shù)，信號(hào)源由專用芯片產(chǎn)生，輸出頻率穩(wěn)定性高，可達(dá) 0.001Hz 。同時(shí)，輸出電壓也由微機(jī)精準(zhǔn)控制，確保輸出電壓不穩(wěn)定度小于 1%。

三、局部放電試驗(yàn)裝置的保護(hù)部分

本裝置配備多種保護(hù)回路，保障變頻電源裝置使用過程中試驗(yàn)人員和設(shè)備的安全。

過電流保護(hù)：試驗(yàn)過程中若發(fā)生出口短路情況，變頻柜能夠在 2 微秒內(nèi)迅速切斷電源，并在屏幕上顯示 “內(nèi)部故障" 提示信息。

放電擊穿保護(hù)：當(dāng)被試品出現(xiàn)放電擊穿現(xiàn)象時(shí)，裝置會(huì)快速切斷輸出電壓，同時(shí)斷開電源。高壓回路的負(fù)荷通過中間升壓變壓器釋放，避免產(chǎn)生過電壓影響其他設(shè)備。

過壓保護(hù)：裝置支持試驗(yàn)電壓整定功能，可防止因外部因素導(dǎo)致試驗(yàn)電壓異常升高。當(dāng)試驗(yàn)電壓超過設(shè)定數(shù)值，變頻電源裝置將自動(dòng)切斷回路，并在屏幕上提示 “超過過電壓整定值"（此功能需要在分壓器上獲取電壓信號(hào)）。

設(shè)備內(nèi)部保護(hù)：若設(shè)備內(nèi)部器件損壞，直流回路上的 IGBT 會(huì)迅速關(guān)斷，先切斷直流電源，隨后切斷交流電源，防止故障擴(kuò)大，同時(shí)屏幕提示 “內(nèi)部故障"，整個(gè)過程在 15 微秒內(nèi)完成。

速斷保護(hù)：當(dāng)發(fā)生交流短路或控制回路短路時(shí)，主電源開關(guān)（具備速斷功能的空氣開關(guān)）能夠及時(shí)切斷故障。

開機(jī)零位保護(hù)：?jiǎn)?dòng)變頻電源裝置時(shí)，輸出端始終保持零狀態(tài)，無脈沖信號(hào)和電壓輸出。

防止誤操作保護(hù)：在試驗(yàn)過程中誤觸裝置的任何按鈕，都不會(huì)對(duì)被試品造成損傷。

四、局部放電試驗(yàn)裝置的技術(shù)指標(biāo)

4.1 一般使用條件

海拔高度：不超過 2000m；

環(huán)境溫度：處于 —10℃～40℃之間；

相對(duì)濕度：不超過 90%；

日照強(qiáng)度：0.1% W/cm2；

最大日溫差：小于 25℃；

無導(dǎo)電塵埃；

無火災(zāi)及爆炸危險(xiǎn)；

不存在腐蝕金屬和絕緣的氣體；

設(shè)有可靠接地點(diǎn)；

放置位置傾斜度不大于 5 度；

存放地點(diǎn)：戶內(nèi)；

存放環(huán)境溫度：－20℃～40℃，相對(duì)濕度不超過 90%。

4.2 性能參數(shù)

額定輸入電壓：?jiǎn)蜗嘟涣?220V±10%， 50Hz；

輸出方式：?jiǎn)蜗噍敵觯?/p>

輸出電壓：0～190V；

額定輸出電流：0～26A；

額定輸出功率：5kW；

頻率調(diào)節(jié)范圍：20～300Hz；

頻率調(diào)節(jié)精度：0.1Hz；

頻率穩(wěn)定度：0.01Hz；

滿負(fù)載下連續(xù)工作時(shí)間：60 分鐘；

輸出波形：標(biāo)準(zhǔn)正弦波；

輸出電壓波形畸變率：不大于 1%；

輸出電壓不穩(wěn)定度：不大于 1%；

變頻柜重量：28kg；

噪音水平：小于 75dB。

五、局部放電試驗(yàn)裝置的工作原理

變頻電源裝置實(shí)現(xiàn)大功率輸出采用逐級(jí)放大原理，從微小信號(hào)源出發(fā)，經(jīng)過多次放大，最終滿足試驗(yàn)所需的大功率輸出要求。

信號(hào)源產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)正弦波信號(hào)，通過數(shù)字電位器實(shí)現(xiàn)頻率與電壓調(diào)節(jié)，該調(diào)節(jié)過程對(duì)應(yīng)試驗(yàn)中的頻率和電壓調(diào)整，頻率測(cè)量和調(diào)節(jié)在信號(hào)源部分完成。信號(hào)源輸出直接驅(qū)動(dòng) “橋式功放電路"，這是產(chǎn)生大功率的關(guān)鍵部分，工作時(shí)發(fā)熱量較大，需配備風(fēng)冷系統(tǒng)進(jìn)行散熱。在相關(guān)電路結(jié)構(gòu)中，Q1～Q 4 為四個(gè)等效三極管，對(duì)應(yīng)變頻電源四個(gè)橋臂，每個(gè)橋臂由數(shù)十只三極管并聯(lián)組成，并采取有效均流措施。正半周時(shí)，前級(jí)放大信號(hào)經(jīng)推動(dòng)變壓器（T1~T4）作用于 Q1～Q4 三極管基極，使 Q2、Q3 截止，Q1、Q4 導(dǎo)通，電流經(jīng) Q1、負(fù)載、Q4 形成正弦波正半周；負(fù)半周時(shí)，模擬信號(hào)推動(dòng) Q2、Q3 基極，Q1、Q4 截止，Q2、Q3 導(dǎo)通，電流經(jīng) Q3、負(fù)載、Q2 形成正弦波負(fù)半周，從而在負(fù)載上形成完整正弦波。

“橋式功放電路" 運(yùn)行依賴大功率直流電源，本裝置電源直接取自 380V 交流電源，經(jīng)具備過流和速斷保護(hù)的開關(guān)進(jìn)入橋式整流電路，將交流轉(zhuǎn)換為脈動(dòng)直流，再通過濾波電感和濾波電容組成的濾波電路，將脈動(dòng)直流轉(zhuǎn)變?yōu)槠交绷麟娫垂┙o “橋式功放電路"。由于濾波電容器電容量達(dá)數(shù)千微法，直接合閘充電電流大，可能導(dǎo)致總電源開關(guān)跳閘，因此裝置增設(shè)預(yù)合閘回路（啟動(dòng)電源開關(guān)時(shí)執(zhí)行），先以小電流為濾波電容充電，待充電電流變小后再合閘，避免較大啟動(dòng)沖擊電流。分閘后，濾波電容儲(chǔ)存電荷通過放電電阻緩慢釋放。整個(gè)裝置的保護(hù)回路由 “快速過流保護(hù)" 部分控制 “橋式放大電路" 直流工作電源，故障發(fā)生時(shí)迅速切斷工作電源，保護(hù)后級(jí)回路。

“橋式功放電路" 輸出端連接中間升壓變壓器低壓端，中間升壓變壓器高壓端接入試驗(yàn)回路。試驗(yàn)回路與中間升壓變壓器之間始終保持能量釋放通道，不會(huì)出現(xiàn)開路情況。因此，無論變頻電源內(nèi)部故障還是外部電源突然停電，被試變壓器或諧振回路都不會(huì)被切斷，與傳統(tǒng)試驗(yàn)變壓器不同，不會(huì)出現(xiàn)電流強(qiáng)制過零現(xiàn)象，裝置也不會(huì)產(chǎn)生過電壓。