试验原理

    HDLF超低频高压发生器交流耐压测试仪实际上是工频耐压试验和串联谐振耐压试验的一种替代方法。我们知道，在对大型发电机、电缆等试品进行工频耐压试验和串联谐振交流耐压时，由于它们的绝缘层呈现较大的电容量，所以需要很大容量的试验变压器或谐振变压器。这样一些巨大的设备，不但笨重，造价高，而且使用十分不便。为了解决这一矛盾，电力部门采用了降低试验频率，从而降低了试验电源的容量。从国内外多年的理论和实践证明，用0.1Hz超低频耐压试验替代工频耐压试验，不但能有同样的等效性，而且设备的体积大为缩小，重量大为减轻 ，理论上容量约为工频的五百分之一，且操作简单，与工频试验相比*性更多。这就是为什么发达国家普遍采用这一方法的原因。国家发改委已制定了《35kV及以下交联聚乙烯绝缘电力电缆超低频（0.1Hz）耐压试验方法》行业标准。我国正在推广这一方法，本仪器是根据我国这一需要研制而成的。可广泛用于电缆、大型高压旋转电机的交流耐压试验之中。

二：产品简介

HDLF超低频交流耐压测试仪接合了现代数字变频先进技术，采用微机控制，升压、降压、测量、保护*自动化。由于全电子化，所以体积小重量轻、大屏幕液晶显示，清晰直观、且能显示输出波形、打印试验报告。设计指标*符合《电力设备测试仪器通用技术条件，第4部分：超低频高压发生器通用技术条件》电力行业标准，使用十分方便。现在国内外均采用机械式的办法进行调制和解调产生超低频信号，所以存在正弦波波形不标准，测量误差大，高压部分有火花放电，设备笨重，而且正弦波的二，四象限还需要大功率高压电阻进行放电整形，所以设备的整体功耗较大。本产品均能克服这样一些不足之处，另外，还有如下特点需要特别说明：

1.电流、电压、波形数据均直接从高压侧采样获得，所以数据准确。

2.具有过压保护功能，当输出超过所设定的限压值时，仪器将停机保护，动作时间小于20ms。

3.具有过流保护功能：设计为高低压双重保护，高压侧可按设定值进行精确停机保护；低压侧的电流超过额定电流时将进行停机保护，动作时间都小于20ms。

4.高压输出保护电阻设计在升压体内，所以外面不需另接保护电阻。

5.由于采用了高低压闭环负反馈控制电路，所以输出无容升效应。

三：技术参数

1.输出额定电压：可按参数定制。

2.输出频率：0.1Hz、0.05Hz、0.02Hz

3.带载能力： 0.1Hz   ≤1.1µF

0.05Hz  ≤2.2µF

0.02Hz  ≤5.5µF

4.测量精度：3%

5.电压正，负峰值误差：≤3％

6.电压波形失真度：≤5％

7.使用条件：户内、户外；温度：-10℃～+40℃；湿度：喀什市超低频高压发生器交流耐压出厂价≤85％RH

8.电源保险管：参见表1

9.市电源：频率50Hz，电压220V±5%。若使用便携式发电机供电，发电机要求：频率50Hz，电压220V±5%，功率应大于3KW，并且在发电机的输出端并联一只功率不小于800W的阻性负载（如电炉），以便稳定发电机的运转速度。否则仪器将不能正常工作。

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据其结构不同可分为挠性罗氏线圈、刚性罗氏线圈和PCB型罗氏线圈^[10-11]。挠性罗氏线圈以能够*的挠性材料作为线圈骨架，将导线均匀绕在骨架上。测量时将骨架弯曲成一个闭合的环，使通电导体冲线圈中心穿过。这种线圈使用方便，但测量精确度低、稳定性不高。刚性罗氏线圈采用刚性结构线圈骨架，在结构上更容易使得绕线能够均匀分布，大大提高了抗外磁场干扰的能力，从而提高了测量的精确度。这种线圈的测量精确度和可靠性较高，但在实际使用中会受到现场安装条件的限制。PCB型罗氏线圈是一种基于印刷电路板（PCB）骨架的罗氏线圈，相比传统的罗氏线圈，其线圈密度、骨架截面积以及线圈截面与中心线的垂直程度都有极大提高，是一种高精度的罗氏线圈。这种线圈现在还处于起步阶段，其实际应用还有一定的距频局部放电检测基本原理

用于局部放电检测的罗氏线圈称为高频电流传感器，其有效的频率检测范围一般为3MHz～30MHz。由于所测量的局部放电信号是微小的高频电流信号，传感器需要在较宽的频带内有较高的灵敏度。因此HFCT选用高磁导率的磁芯作为线圈骨架，并通常采用自积分式线圈结构^[13]。使用HFCT进行局部放电检测的等效电路图如图 5-2所示。其中为被测导体中流过的局部放电脉冲电流，M为被测导体与HFCT线圈之间的互感，L_s为线圈的自感，R_s为线圈的等效电阻，C_s为线圈的等效杂散电容，R为负载积分电阻，u_o(t)为HFCT传感器的输出电压信号。

高频电流传感器局部放电检测等效电路图

在传感器参数满足自积分条件的情况下，忽略杂散电容C_s，计算可得系统的传递函数为^[1 （5-2）

其中N为线圈的绕线匝数。

因此，在满足自积分条件的一段有效频带内，HFCT的传递函数是与频率无关的常数。并且，HFCT的灵敏度与绕线匝数N成反比，与积分电阻R成正比。

事实上，在高频段C_s的影响是不能忽略的。在考虑C_s影响的情况下，系统的传递函数H(S)为：

      （5-3）

HFCT等效电路类似于高频小信号并联谐振回喀什市超低频高压发生器交流耐压出厂价路，采用高频小信号并联谐振回路理论分析可得电流传感器的频带为：

下限截止频率：              （5-4）上限截止频率：                （5-5）

在实际使用中，一般希望HFCT有尽可能高的灵敏度，并且在较宽的频带范围内有平滑的幅频响应曲线。同时要求HFCT有较强的抗工频的磁饱和能力，这是因为实际检测时不可避免有工频电流流过，而此时不应因磁芯饱和而影响检测结果。