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直流高壓發(fā)生器測試方法研究

1 概述

直流高壓發(fā)生器用于提供直流高壓源,用來檢測電力器件的電氣絕緣強度和泄漏電流,主要適用于電力、工礦、冶金、鋼鐵等企業(yè)動力部門對氧化鋅避雷器、電力電纜、變壓器、發(fā)電機等高壓電氣設(shè)備進行直流耐壓試驗。直流高壓發(fā)生器采用中頻倍壓電路,新型直流高壓發(fā)生器應(yīng)用 PWM 脈寬調(diào)制技術(shù)和大功率 IGBT 器件,根據(jù)電磁兼容性理論,采用特殊屏蔽、隔離和接地等措施。

2 外觀與通電檢查

測試儀外觀應(yīng)完整無破損,不允許有影響計量性能和安全性能的外觀缺陷;制造廠名或商標、儀器名稱、型號規(guī)格、出廠編號等標識應(yīng)清晰;供電電源壓、頻率標志、額定輸出電壓、額定輸出電流應(yīng)清晰;儀器附件、連接導(dǎo)線、電源線、接地線應(yīng)齊全;應(yīng)有專用的接地端鈕,且有明顯的接地標識。

如被校準直流高壓發(fā)生器技術(shù)條件有預(yù)熱要求時,應(yīng)先預(yù)熱后再按要求進行該項試驗。開機后,應(yīng)能正常工作,報警復(fù)位鍵能正常工作;開關(guān)、按鍵、顯示屏(或數(shù)碼)正常工作。

3 電壓誤差

3.1 直流高壓分壓器法

使用標準分壓器與低壓直流數(shù)字電壓表作標準,按圖1連線。

圖1 直流高壓分壓器法示意圖

將標準器與被校直流高壓發(fā)生器的高電壓端對應(yīng)連接,保證高壓端連線與標準器柱體所成角度不小于90° ,標準器與被校直流高壓發(fā)生器接地端可靠接地。

3.2 直流高壓表法

使用直流高壓表作標準,按圖2連線。

3.3 校準點選取與誤差計算

對于測量顯示為數(shù)字式的直流高壓發(fā)生器,校準點為被校直流高壓發(fā)生器額定電壓的10%至100%。均勻選取 10 個點,對被校電壓在其上升與下降過程中各校準一次。如果被校直流高壓發(fā)生器的技術(shù)條件還規(guī)定了其它工作電壓范圍,則還應(yīng)增加相應(yīng)的校準點。對于測量顯示為指針式或光標式的直流高壓發(fā)生器,校準點為被校直流高壓發(fā)生器標有數(shù)字的有效刻度點。校準多量程的直流高壓發(fā)生器時,可根據(jù)用戶的實際工作需要,只校準某一個量程,或校準幾個量程在校準證書中明確標明。

測量顯示為數(shù)字式的高壓發(fā)生器,電壓示值誤差用相對誤差表示,見式(1)。

γU = UX - U0U0(1)式中:γU ——輸出電壓示值的相對誤差,%;U0 ——標準器顯示電壓值,kV;UX ——被校直流高壓發(fā)生器顯示電壓值,kV。測量顯示為指針式和光標式的,電壓示值誤差用相對誤差表示,見式(2)。γU = UX - U0UXM(2)式中:

γU ——輸出電壓示值的相對誤差,%;

U0 ——標準器顯示電壓值,kV;

UX ——被校直流高壓發(fā)生器顯示電壓值,kV;

UXM ——被校直流高壓發(fā)生器的電壓上量限,kV。

4 電流誤差

4.1 直流數(shù)字電流表法

使用直流數(shù)字電流表作標準,按圖3連線。將被校直流高壓發(fā)生器的泄漏電流表直接接到其高壓輸出端,如果高壓端有用于保護電路的電阻器,要將其摘掉。從被測泄漏電流表引到大功率可調(diào)電阻器的引線要懸浮起來,避免拖落地面或與地線接觸。對于沒有單獨高壓側(cè)泄漏電流表的設(shè)備,被測泄漏電流值可以從操作箱讀取。如果被校準直流高壓發(fā)生器既配有泄漏電流表頭,又配有操作箱電流表時,以泄漏電流表頭為優(yōu)選被測。

4.2 校準點選取與誤差計算

當(dāng)被測為泄漏電流表頭時,則只有數(shù)字顯示式,其校準點為被校額定電流的 20%至 100%,均勻選取 5 個點。對于使用操作箱電流表的,如果為數(shù)字顯示型式,校準點選擇同泄漏電流表頭;如果測量顯示為指針式或光標式,校準點為被校標有數(shù)字的有效刻度點。也可根據(jù)用戶的實際工作要求,增加校準點。

測量顯示為數(shù)字式的,電流示值誤差用相對誤差表示,見式(3)。γI = IX - I0I0× 100% (3)式中:

γI ——輸出電流示值的相對誤差,%;

I0 ——標準器顯示電流值,μA或mA;

IX ——被校測試儀顯示電流值,μA或mA;

測量顯示為指針式和光標式的,電流示值誤差用相

對誤差表示,見式(4)。

γI = IX - I0IXM× 100% (4)式中:

γI ——輸出電流示值的相對誤差,%;

I0 ——標準器顯示電流值,μA或mA;

IX ——被校測試儀顯示電流值,μA或mA;

IXM——被校直流高壓發(fā)生器的電流上量限,μA或mA。

5 電壓變差

電壓變差校準可以和電壓基本誤差校準一起進行,將被校直流高壓發(fā)生器輸出電壓調(diào)節(jié)到額定電壓的50%,測量基本誤差,然后將被校直流高壓發(fā)生器輸出電壓調(diào)節(jié)到額定電壓,穩(wěn)定 10 分鐘后,迅速將電壓降到50%額定電壓并測量基本誤差,被校直流高壓發(fā)生器在50%額定電壓上升和下降時的誤差變化應(yīng)滿足變化量,應(yīng)不大于與其準確度等級對應(yīng)的誤差限值的1/3。

6 紋波

紋波測量應(yīng)按 DL/T848.1-2004《高壓試驗裝置通用技術(shù)條件**部分:直流高壓發(fā)生器》的要求,采用隔直法測量紋波,不宜采用直流分壓器或交流分壓器法測量紋波。

紋波測量應(yīng)分別在被校直流高壓發(fā)生器輸出電壓為額定電壓、輸出電流為額定電流的條件下和被校直流高壓發(fā)生器輸出電壓為10%額定電壓、輸出電流為額定電流的條件下進行測量。

按圖4接好測量線路,被校直流高壓發(fā)生器有預(yù)熱要求的,應(yīng)先預(yù)熱。

選擇適當(dāng)?shù)呢撦d,調(diào)節(jié)被校直流高壓發(fā)生器的輸出電壓到額定電壓的10%和100%,且使被校直流高壓發(fā)生器的輸出電流達到額定值,用真有效值交流數(shù)字電壓表或示波器測量出被校直流高壓發(fā)生器輸出電壓的的紋波,被校直流高壓發(fā)生器輸出電壓的紋波應(yīng)不大于與其準確度等級對應(yīng)的**誤差限值的1/5。








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