1、超低频 电压 论文 高电压实 验 论文 摘 要 :在高 电压实 验中运 用 0.1 赫兹 超低频电 压能够 取 得良好 的效果, 其 不仅可 以提高实 验电源 的 抗干扰能 力, 也可 以减小实 验设 备的容量。 与此同 时在耐压 试验中 应 用 0.1 赫 兹超低 频 电压, 以此 来 替代传统 的 50 赫兹 交流电压 ,也能 过 克服传统 实验中 的 弊端,取 得 良好的实 验效果 。0.1 赫 兹超低 频电压 在高电压 实验中 的 应用具有 较 高的实用 价值和 优 越性, 应该 对其进 行进一步 的研究 和 完善, 推动 超 低频电压 技术的 发 展,不断 拓展其 应 用范围。 在社
2、会经 济发展 的 过程中, 我国的 电 气设备应 用范围 不 断拓展。 在高电压 试验中 如 果试验 变 压器具 有 较大的体 积, 运 用起 来往往比 较 困难。 如果 要用直 流电压来 取代交 流 电压, 又会 因为交 流电压和 直流 电压的差 异而造 成 实验结果 的偏差 。 运 用超低频 电压技 术 能够很好 地 解决这一 问题, 能 够获得较 好的实 验 效果。 1 超低频 电压在 高 压试验中 的应用 优 势 当前对电 气设备 的 绝缘性质 的检测 主 要使用的是50 赫兹 交流电 压的耐压 试验, 该 实验方法 的优点 在 于快捷、 便 利、 直 接, 然而这 种 试验方法 仍然
3、有 一 定的缺陷 。如果 试 验中遇到 容量较 大 的电气设 备, 为了辅助 实验, 往 往需要配 备具有 较 大容量的 试验变 压 器, 从而出 现 重量超重 、体积 过 大的问题 ,给正 常 的搬运 带 来诸多 不 便。 在相关科 技发展 的 过程中, 电气设 备 有着越来 越大的 设 计容量, 原有的实 验设计 已 经不能满 足实验 的 要求, 这 就需要 运用 直流电来 取 代 50 赫 兹交流 电压 来进行耐 压实验 。 然而事实 上在绝 缘 电源的分 布规律方面, 直流电 压和交流 电压有 着 一定的差 异, 这种 实验方法 不能 对真实的 情况进 行 反映,产 生了新 的 局限性
4、1 。 为了克服 以上两 种 局限性, 可 以积极 运用超低 频电压 新 技术。 超 低频电压 技术能 够 克服电气 设备容 量 过大的问 题, 这 是由 于实验设 备 的频率和 交流设 备 的容量之 间存在 正 比关系。 同时在 超低 频电压试 验 中能够使 被试品 绝 缘电压的 分布要 求 得到 满足 。 一般 情况 下可以使 用 0.1 赫兹 的超低 频电 压。 这是 由于 0.1 赫兹的超 低频电 压 虽为交流 电 压, 但具 有很低 的 频率, 而 且能够 满 足绝缘重 相同分 布 的要求。 与此 同时0.1 赫兹交 流 电压能够 避免现 场 实验中受 到的电 网 运行的干 扰。 2
5、 在XLPE 电 缆中应 用耐压试 验 直流电压 不能 对 XLPE 电缆 进行实 验, 除了上述 原因之 外 还有以 下 几个 问题。 第一,XLPE 会 受到直 流高 电压 实验带 来的不 良影 响, 不仅不能 得到预 期 的实验结 果, 还会 对空间电 荷造成 影 响。 在交流 电 压中, 一 些在直 流电 压实验中 原本不 会 出现问题 的方面 也 有可能出 现 问题, 例 如电缆 头 。 同时闪 络 、 击 穿 等现象也 会损坏 接 头的绝缘 和电 缆。 根据相关 调查, 运 用 0.1 赫 兹的超 低 频电压进行XLPE 电 缆实验 , 能够极大 的降低 频 率, 减小充 电电流,
6、 减小实验 变压器 设 备的重量 和 体积, 设 备重量 约 为 150 千 克, 体 积 和重量都 远低于 运 用 50 赫 兹电 压电压实 验时所 需 的 600 千 克实验 变 压器2 。 3 在发电 机中运 用 耐压试验 容量较小 的发电 机 是耐压实 验的主 要 对象, 如 果发电 机的 容量过大,普通 的 50 赫兹 交流电压 就需要 应 用调压器 和变压 器 ,而调压 器 和 变 压 器 往 往 具 有 较 高 的 电 流 , 因 此 对 低 压 试 验 电 源 具 有 较 高 的 要 求。 由于 变压器 具 有较大的 短路容 量 , 如 果进 行绝缘 击 穿试验, 锁芯 很容易
7、受 到损坏, 不利于后 续检修 工 作的开展。 如果要 获得更为 理想 的 实验 效果, 可以使 用 0.1 赫兹的 超低 频交 流电压 。由于 频率 的降 低, 变压 器容量 也 会随之降 低, 仅 为 原容量五 百分之 一 左右, 实 验压 力大为减 轻。 原有 的实验需 要数百 千 伏安, 而应用0.1 赫兹超低 频交 流电压进 行实验 可 以降低到 几千伏 安 。 当 前的 技术 水平 已经 可以 在耐 压试 验中 应 用 0.1 赫 兹的超 低 频 交流电压 。 例如 对 某水轮发 电机进 行 绝缘试验 , 该水 轮 发电机, 运行 时间为 25 年, 容量 为 11.25 兆 瓦、
8、电 压为 10.5 千伏 。 分别运用 50 赫兹交流 电压、 0.1 赫兹超低 频交流 电 压, 对不 同位置 进行 击穿实验 , 发现 0.1 赫兹超 低频 交流 电压已 经能够 对其 他两种 实验技 术进 行完 善。 当前还 必须继 续研究引 入等效 系 数的概念, 一般情 况下将两 个击 穿电压的 峰值比 用 等效系数 来表示 , 国 际上并没 有对等 效 系数的数 据 选择进行 统一, 我 国选用的 等效系 数 通常为 1.23 。 4 运用超 低频电 压 对局部放 电进行 监 测 运用0.1 赫兹超 低 频电压能 够有效 地 监测局部 放电的 情 况。 在局 部放电监 测中, 如
9、果使用高 压电气 设 备, 会遇 到很多 问 题, 例如 外界 对 实验现 场造成 的 干扰, 以及 实验设 备的容量 不足的 问 题, 而这两 个 问题都可 以通过 应 用 0.1 赫 兹超低 频 电压来解 决。 试 验电 源频率与 干 扰电源频 率过于 接 近是造成 实验受 到 外部电源 干扰的 主 要原因。 因此应用0.1 赫兹超 低 频电压之 后, 试 验电 源和干扰 电源之 间 的频率之 间 具有500 倍左右 的 差距, 从而 使试验 电源具有 更好的 抗 干扰性能。 根 据现场试 验证明 , 在 局部放电 中应用0.1 赫兹超 低频电 压确 实有着良 好的抗干 扰能力 。 在模拟
10、实 验中可 以 发现, 在 对电气 设备 的局部放 电情况 进 行监测 的过程中 ,50 赫兹 工频电压 和 0.1 赫 兹超低频 电压得 出 的实验效 果 和 主要规 律有 一定的 相似性 。如 果出现 了较低 的气 隙电阻 ,50 赫兹 工频电压和0.1 赫 兹超低频 电压都 需 要进行矫 正, 这 也是 二者的一 个 共性。 在 进行实 际 测量时, 有两种 措 施可以进 行局部 放 电的比较 。 一 种是将超 低频峰 值 电压表放 置在局 部 放电峰值 的监测 实 验中, 还 有一 种是使用 多通道 的 脉冲高度 分析仪 器 ,第二种 措施应 用 的比较广 泛。 如果要进 一步提 高
11、测试的精 度, 也 可 以在其他 设备的 基 础上应用0.1 赫兹超低 频电压 监 测技术, 有利于 进 一步提高 实验的 效 果。 5 结语 综上所述 , 在高 电压 实验中运用0.1 赫 兹超低频 电压能 够 取得良 好的效果, 其不仅 可以提高 实验电 源 的 抗干扰 能力, 也 可以减小 实验 设备的容 量。 与此 同时在耐 压试验 中 应用 0.1 赫兹超 低 频电压, 以 此 来替代传 统的 50 赫 兹交流电 压,也 能 过克服传 统实验 中 的弊端, 取 得良好的 实验效 果 。0.1 赫 兹超低 频电 压在高电 压实验 中 的应用具 有 较高的实 用价值 和 优越性, 应 该对其 进行进一 步的研 究 和完善, 推 动 超低频电 压技术 的 发展,不 断拓展 其 应用范围 。 参考文献 : 1 杨 运经, 习岗, 张社奇, 等. 极低频 高压脉冲 电场生 物 学效应 仪的设计 与应用J. 农业 工程学 报,2012 (02 ). 2 王 志鹏, 何闻, 于梅, 沈 润杰. 超低 频振动校 准自动 控 制系统 的研究J. 机电 工 程,2011 (06 ). 3 陈 斌 , 霍 光. 交 联 电 缆 耐 压 试 验 方 法 的 探 讨J. 电 气 应 用 , 2010 (14 ).