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改进直流高压发生器避免输出电压失控
2021-02-08

电气设备的绝缘在制造、运输、检修的过程中,有可能发生意外事故而残留缺陷,在电气设备长期的运行过程中,绝缘还会受到湿度、水分、机械应力、电场、发热以及大自然等各种因素的作用和影响,这些都会使绝缘发生老化而形成缺陷的存在和发展,由此造成设备的损坏,可能使企业发生意外停电事故,从而影响到全厂的安全生产。


一、工作原理


电力系统是企业安全生产的重要一环,为保证电力系统的安全运行,预防事故的发生,人们主要使用直流高压发生器来做直流泄露试验和直流耐压试验来判断设备的好坏。


直流泄露试验和直流耐压试验的原理是一样的,都是将220V的交流电通过调压器送至升压变压器,升压变压器则输出高压经过硅堆整流和电容滤波后加到被试品上,通过调压器来调整实验输出电压,其输出电压是连续可调的。


二、造成电压失控的主要原因


直流泄露试验是通过泄露电流的大小以及在连续升压的过程中泄露电流的变化情况和试验电压达到额定值时泄露电流的稳定情况来综合分析被试品的绝缘好坏,直流耐压试验是在规定的时间、规定的电压下,绝缘材料未被击穿和有没有发生闪络来判断绝缘材料是否合格,高压试验本身就是一个破坏性试验,但是这种试验可以发现非破坏试验不能发现的缺陷,特别实在绝缘中存在微小气泡和非贯穿性的缺陷时,其缺点就是在试验的过程中会对绝缘造成一定的损伤,这就要求对输出的试验电压严格按照规程中的要求分别对不同的被试品施加不同的电压。


直流高压发生器具有体积小、电压高、使用方便等优点,特别适用于现场预防试验和交接试验,因此在各类试验中广泛采用,而我们现在使用的直流高压发生器,只有在被试品发生闪络击穿时通过大电流保护用电流继电器才能跳开控制回路电源从而断开主回路电源,而对其它意外原因造成的输出电压失控没有什么保护措施,这种失控电压一旦加到被试品上后可形成如图1所示的一系列对电力系统的损坏,甚至造成部分设备停电事故。


图片.png


造成电压失控的主要原因是:1)耦调压器自耦调压器绕组短路;2)碳刷损坏;3)碳刷上引线过长,在搬运和使用过程中碰到线圈其它部位;4)回零限位开关松动在调压器回零时碳刷接触到调压器绕组尾部造成全压输出,这种情况也是危害最大的,这时试验变压器将输出最高电压;5)其它原因造成的输出电压失控。


直流高压发生器


根据这种情况我将我们现在使用的直流高压发生器进行了改进,在直流高压发生器的控制电路中加入一限压电压继电器,通过控制进入到变压器的输入而达到控制输出电压的目的,电压继电器是通过插件与试验器的控制箱相连,在使用时将继电器插入控制箱,通过转换开关将继电器与控制线路联系在一起,试验完毕后,将继电器拔出,通过转换开关将电路恢复到原来状态。


试验接线图如下:


图片.png


1.双极开关;2.熔断器;3.绿色指示灯;4.常闭分闸按钮;5.常开合闸按钮;6.电磁开关;7.红色指示灯;8.限位开关;9.调压器;10.电压继电器;11.转换开关;12.电压表;13.电流表;14.电流继电器;15.升压变压器;16.高压整流管;17.保护电阻;18.高压稳压电容;19.微安表头;20.被试品(10.11)为改进后加入的元件


三、改进后的直流高压发生器的操作


1)先合双极开关,绿色指示灯亮。


2)将调压器回到零位,限位开关接点闭合,按下合闸按钮,红色指示灯亮,电磁开关闭合,接通调压器电源。


3)插入电压继电器,并将电压整定值调到最大,将转换开关打到断开位置,调节调压器开始升压,将电压调到限定的电压值,松开调压器旋钮,减少电压继电器的定值,直到继电器动作为止,这样试验变压器最高输出产前被限制到要求的变压值,只要电压超过继电器的整定值,其常闭接点断开,切断电磁开关的电源,开关复位,从而断开调压器的输入电源,红色指示灯灭,绿色指示灯亮,使得输出为零。


4)保护电压的整定值是根据不同的被试品,将其整定在图3所示的A点以内,不同的绝缘材料的性能是不同的,因此在现场实验室具体的A点很难确定,通常我们都是将电压继电器的整定值定在被试品规定的试验电压值的105%~110%之间,这样就即保证了试验设备不会因为电源电压的波动而发生误动作,又能保证无论什么情况下的过电压只要超过整定电压继电器就会断开控制电压,而达到降压的目的,从而保护了被试品和试验设备。


5)以上步骤是在试验器空载情况下进行的电压继电器的定值整定完毕后,停掉试验器电源,接上被试品后重复1)、2)步骤,调压器的输出电压经过升压变压器将电压提高到要求的等级后,经高压整流管将输出电压变成直流,通过电容器滤波后,将试验电压加在被试品上。


6)如果是做故障点击穿试验时,将电压继电器拔出,转换开关打在连接位置,试验设备恢复到未改进时的状态,输出电压将不在受电压继电器的控制,只有当发生闪络或被击穿被试品,回路的电流增大,使得电流继电器动作,同样断开电磁开关电源,使输出为零,保护了试验设备。


四、结论


直流高压发生器经过改进后,在实际使用过程中取得了良好的效果,成功避免了一次因输出电压失控而造成被试品损坏的事故,大大提高了试验的安全性和准确性,保证了电力设备的可靠性并延长了其使用寿命,从而保证了企业设备的安全平稳优质运行。

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