一、局部放電試驗裝置的產(chǎn)品介紹

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

此試驗裝置具備功能：

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

適用于 500kV 及以下電壓等級的電磁式電流互感器低頻特性試驗。

能夠作為 35kV 及以下電壓等級電力變壓器耐壓試驗和局部放電試驗的電源（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的變頻串聯(lián)諧振試驗設(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。

還可單獨作為中頻電源和大功率中頻信號源使用。該裝置的初始合閘電壓、試驗電壓波形、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，是一套適用于現(xiàn)場試驗的設(shè)備。

二、局部放電試驗裝置的功能特點

試驗等效性良好：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。

簡化測量流程：使用該裝置進(jìn)行試驗時，無需進(jìn)行峰值測量操作。

便于現(xiàn)場使用：裝置體積小、重量輕，搬運靈活，特別適合在各類現(xiàn)場環(huán)境中開展試驗工作。

操作簡便：操作過程簡潔易懂，接線方式簡單，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，裝置會立即停止試驗電壓輸出，切斷主回路電源，充分保障試驗人員、被試品以及試驗系統(tǒng)的安全。

控制精準(zhǔn)：采用微機(jī)控制技術(shù)，信號源由專用芯片產(chǎn)生，輸出頻率穩(wěn)定性高，可達(dá) 0.001Hz 。同時，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人員和設(shè)備的安全。

過電流保護(hù)：試驗過程中若發(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，裝置會快速切斷輸出電壓，同時斷開電源。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)：裝置支持試驗電壓整定功能，可防止因外部因素導(dǎo)致試驗電壓異常升高。當(dāng)試驗電壓超過設(shè)定數(shù)值，變頻電源裝置將自動切斷回路，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）。

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，同時屏幕提示 “內(nèi)部故障”，整個過程在 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，主電源開關(guān)（具備速斷功能的空氣開關(guān)）能夠及時切斷故障。

開機(jī)零位保護(hù)：啟動變頻電源裝置時，輸出端始終保持零狀態(tài)，無脈沖信號和電壓輸出。

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

四、局部放電試驗裝置的技術(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；

不存在腐蝕金屬和絕緣的氣體；

設(shè)有可靠接地點；

放置位置傾斜度不大于 5 度；

存放地點：戶內(nèi)；

存放環(huán)境溫度：－20℃～40℃，相對濕度不超過 90%。

4.2 性能參數(shù)

額定輸入電壓：單相交流 220V±10%， 50Hz；

輸出方式：單相輸出；

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、局部放電試驗裝置的工作原理

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

信號源產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)正弦波信號，通過數(shù)字電位器實現(xiàn)頻率與電壓調(diào)節(jié)，該調(diào)節(jié)過程對應(yīng)試驗中的頻率和電壓調(diào)整，頻率測量和調(diào)節(jié)在信號源部分完成。信號源輸出直接驅(qū)動 “橋式功放電路”，這是產(chǎn)生大功率的關(guān)鍵部分，工作時發(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 為四個等效三極管，對應(yīng)變頻電源四個橋臂，每個橋臂由數(shù)十只三極管并聯(lián)組成，并采取有效均流措施。正半周時，前級放大信號經(jīng)推動變壓器（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，模擬信號推動 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)換為脈動直流，再通過濾波電感和濾波電容組成的濾波電路，將脈動直流轉(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（啟動電源開關(guān)時執(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，避免較大啟動沖擊電流。分閘后，濾波電容儲存電荷通過放電電阻緩慢釋放。整個裝置的保護(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)生時迅速切斷工作電源，保護(hù)后級回路。

“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回路。試驗回路與中間升壓變壓器之間始終保持能量釋放通道，不會出現(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被切斷，與傳統(tǒng)試驗變壓器不同，不會出現(xiàn)電流強(qiáng)制過零現(xiàn)象，裝置也不會產(chǎn)生過電壓。