一、VLF3000系列0.1HZ超低頻高壓發(fā)生器產(chǎn)品及選用
1、命名說明
2、超低頻系列產(chǎn)品 表1
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型號(hào)
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額定電壓
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帶載能力
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電源保險(xiǎn)管
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重量
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用途
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VLF-30/1.1
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30kV
(峰值)
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0.1Hz,≤1.1μF
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10A
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控制器：4㎏
升壓體：25㎏
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10KV電纜、發(fā)電機(jī)
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0.05Hz,≤2.2μF
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0.02Hz,≤5.5μF
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VLF-50/5
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50kV
(峰值)
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0.1Hz,≤5μF
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55A
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控制器：5㎏
升壓體：55㎏
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用于電纜故障的燒穿
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0.05Hz,≤10μF
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0.02Hz,≤25μF
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VLF-80/1.1
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80kV
(峰值)
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0.1Hz,≤1.1μF
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30A
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控制器：5㎏
升壓體：45㎏
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35Kv電纜、發(fā)電機(jī)
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0.05Hz,≤2.2μf
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0.02Hz,≤5.5μF
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3、根據(jù)被試對(duì)向選擇適當(dāng)規(guī)格的產(chǎn)品。
使用時(shí)，試品電容量不得超過儀器的額定容量。試品電容量過小，會(huì)影響輸出波形。若小于0.05μF，儀器將不能正常輸出?？刹⒙?lián)0.1 μF的電容輔助輸出。下面是一些設(shè)備的電容量，供用戶參考。
不同發(fā)電機(jī)的單相對(duì)地電容量 表2
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火 電
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水 電
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發(fā)電機(jī)容量（MW）
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200
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300
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600
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85
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125-150
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300
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400
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單相對(duì)地
電容（μF）
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0.2-0.25
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0.18-0.26
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0.31-0.34
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0.69
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1.8-1.9
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1.7-2.5
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2.0-2.5
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交聯(lián)聚乙烯絕緣單芯電力電纜的電容量(μF/km) 表3
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電容μF/Km
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電壓kV
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10
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0.15
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0.17
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0.18
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0.19
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0.21
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0.24
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0.26
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0.28
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0.32
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0.38
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-
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35
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-
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-
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-
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0.11
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0.12
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0.13
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0.14
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0.15
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0.16
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0.17
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0.19
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截面積cm2
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16
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25
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35
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50
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70
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95
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120
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150
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185
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240
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270
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4、試品電流的估算方法：
計(jì)算公式：?。桑剑拨?/span>fＣＵ
二、VLF3000系列0.1HZ超低頻高壓發(fā)生器絕緣耐壓試驗(yàn)原理
超低頻絕緣耐壓試驗(yàn)實(shí)際上是工頻耐壓試驗(yàn)的一種替代方法。我們知道，在對(duì)大型發(fā)電機(jī)、電纜等試品進(jìn)行工頻耐壓試驗(yàn)時(shí)，由于它們的絕緣層呈現(xiàn)較大的電容量，所以需要很大容量的試驗(yàn)變壓器或諧振變壓器。這樣一些巨大的設(shè)備，不但笨重，造價(jià)高，而且使用十分不便。為了解決這一矛盾，電力部門采用了降低試驗(yàn)頻率，從而降低了試驗(yàn)電源的容量。從國內(nèi)外多年的理論和實(shí)踐證明，用0.1Hz超低頻耐壓試驗(yàn)替代工頻耐壓試驗(yàn)，不但能有同樣的等效性，而且設(shè)備的體積大為縮小，重量大為減輕 ，理論上容量約為工頻的五百分之一。試驗(yàn)程序大大地減化，與工頻試驗(yàn)相比好的性更多。這就是為什么發(fā)達(dá)國家普遍采用這一方法的原因。我國電力部以委托武漢高壓研究所起草了《35kV及以下交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜超低頻（0.1Hz）耐壓試驗(yàn)方法》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。我國正在推廣這一方法，本儀器是根據(jù)我國這一需要研制而成的?？蓮V泛用于電纜、大型高壓旋轉(zhuǎn)電機(jī)、電力電容器的交流耐壓試驗(yàn)之中。
三、VLF3000系列0.1HZ超低頻高壓發(fā)生器產(chǎn)品簡介
接合了現(xiàn)代數(shù)字變頻先進(jìn)技術(shù)，采用微機(jī)控制，升壓、降壓、測(cè)量、保護(hù)全部自動(dòng)化，并且在自動(dòng)升壓過程中能進(jìn)行人工干預(yù)。由于全電子化，所以體積小重量輕、大屏幕液晶顯示，清晰直觀、打印機(jī)輸出試驗(yàn)報(bào)告。設(shè)計(jì)指標(biāo)全部符合《電力設(shè)備專用測(cè)試儀器通用技術(shù)條件，第4部分：超低頻高壓發(fā)生器通用技術(shù)條件》電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，使用十分方便?，F(xiàn)在國內(nèi)外均采用機(jī)械式的辦法進(jìn)行調(diào)制和解調(diào)產(chǎn)生超低頻信號(hào)，所以存在正弦波波形不標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)量誤差大，高壓部分有火花放電，設(shè)備笨重，而且正弦波的二，四象限還需要大功率高壓電阻進(jìn)行放電整形，所以設(shè)備的整體功耗較大。本產(chǎn)品均能克服這樣一些不足之處，另外，還有如下特點(diǎn)需要特別說明：
電流、電壓數(shù)據(jù)均直接通過高壓側(cè)采樣獲得，所以數(shù)據(jù)真實(shí)、準(zhǔn)確。
過壓保護(hù)：當(dāng)輸出超過所設(shè)定的限壓值時(shí)，儀器將停機(jī)保護(hù)，動(dòng)作時(shí)間小于２０ms。
過流保護(hù)：設(shè)計(jì)為高低壓雙重保護(hù)，高壓側(cè)可按設(shè)定值進(jìn)行**停機(jī)
保護(hù)；低壓側(cè)的電流超過額定電流時(shí)將進(jìn)行停機(jī)保護(hù)，動(dòng)作時(shí)間都小于２０ms。
★ 高壓輸出保護(hù)電阻設(shè)計(jì)在升壓體內(nèi)，所以外面不需另接保護(hù)電阻。
由于采用了高低壓閉環(huán)負(fù)反饋控制電路，所以輸出無容升效應(yīng)。
四、VLF3000系列0.1HZ超低頻高壓發(fā)生器技術(shù)參數(shù)
1、輸出額定電壓：參見表1
2、輸出頻率：0.1Hz、0.05Hz、0.01Hz。
3、帶載能力：參見表1 0.1 Hz *大1.1μF
0.05 Hz *大2.2μF
0.02 Hz *大5.5μF
4、測(cè)量精度：３%
5、電壓正，負(fù)峰值誤差：≤３％
6、電壓波形失真度：≤５％
7、使用條件：戶內(nèi)、戶外；溫度：-10℃∽+40℃；濕度：≤85％RH
8、電源：交流50 Hz，220V ±5%
9、電源保險(xiǎn)管：參見表1
五、VLF3000系列0.1HZ超低頻高壓發(fā)生器結(jié)構(gòu)說明
1、控制器面板示意圖
圖1
圖1中各部件示意以及功能說明：
(1)“地”：接地端子，使用時(shí)與大地相連。
(2)“控制輸出”：輸出多芯插座，使用時(shí)與升壓體的輸入多芯插座相連。
(3)“對(duì)比度”：對(duì)比度調(diào)節(jié)旋扭，用于調(diào)節(jié)液晶顯示器的對(duì)比度。
(4)“功能鍵”：其功能由顯示器提示欄對(duì)應(yīng)位置提示。
(5)“AC220V”：電源輸入插座，內(nèi)藏保險(xiǎn)管。
(6)“開關(guān)”：電源開關(guān)。內(nèi)藏指示燈，開時(shí)亮，關(guān)時(shí)熄。
(7)“打印機(jī)”：打印測(cè)試報(bào)告。
(8)“液晶顯示器”：顯示測(cè)試數(shù)據(jù)。
2、升壓器結(jié)構(gòu)示意圖
六 操作說明
1、連線方法
圖3 （連線圖）
連線說明：用本產(chǎn)品隨機(jī)配備的兩根專用線和接地線按圖3的方法連接。電源插座用電源線連至50Hz/220V的交流電上。
2、操作程序
(1) 開機(jī)。(注意:每次開機(jī)前都要對(duì)試品充分放電，升壓過程中需要停機(jī)時(shí)請(qǐng)先按停機(jī)鍵，再用電源開關(guān))
按上述方法連好所有線路之后，就可以將電源開關(guān)打開。儀器在微機(jī)上電復(fù)位下，自動(dòng)進(jìn)入如圖4所示的設(shè)限界面。在進(jìn)行連線、拆線、或暫不使用儀器時(shí)，應(yīng)將電源關(guān)掉。電源插座上裝有保險(xiǎn)管。若開機(jī)屏幕無顯示，應(yīng)先檢查保險(xiǎn)管是否熔斷。大小應(yīng)按表1提供的數(shù)據(jù)更換。
(2) 設(shè)置限定參數(shù)
圖4（設(shè)定界面）
在圖4所示的設(shè)限界面上，可根據(jù)試驗(yàn)的需要設(shè)定好試驗(yàn)頻率、試驗(yàn)電壓、高壓側(cè)的過壓保護(hù)值、過流保護(hù)值、試驗(yàn)時(shí)間。將光標(biāo)移到相應(yīng)的設(shè)定，按確定鍵選擇。
頻率有三種選擇：0.1、0.05、0.02。它規(guī)定了儀器的輸出頻率。單位為Hz
試驗(yàn)電壓范圍為10KV至額定值。(請(qǐng)不要設(shè)小于10KV的試驗(yàn)電壓),它規(guī)定了我們所要升至的試驗(yàn)電壓。儀器升至這個(gè)設(shè)定電壓值時(shí)，就不再升壓，并保持在這個(gè)峰值下進(jìn)行等幅的正弦波輸出。
電壓保護(hù)值設(shè)定范圍為0至額定值，單位為kV。它規(guī)定了通過試品的電壓上限值，當(dāng)電壓超過此設(shè)定時(shí)，儀器自動(dòng)切斷輸出，進(jìn)行停機(jī)操作。一般情況下電壓保護(hù)值設(shè)定為比試驗(yàn)電壓高4KV。
電流保護(hù)值設(shè)定范圍為0至額定值，單位為mA。它規(guī)定了通過試品的電流上限值，當(dāng)電流超過此設(shè)定時(shí)，儀器自動(dòng)切斷輸出，進(jìn)行停機(jī)操作。
定時(shí)修改范圍：0-99分。它規(guī)定了試驗(yàn)時(shí)間的長短。單位為分鐘。
以上電壓，電流均為峰值，儀器顯示的測(cè)量數(shù)據(jù)，以及打印報(bào)告上的電壓電流值均為峰值。
將光標(biāo)移到“啟動(dòng)試驗(yàn)電壓”按確定鍵，儀器進(jìn)入圖5所示的升壓界面。
自動(dòng)升壓
自檢成功后，儀器自動(dòng)進(jìn)入升壓狀態(tài)。儀器將用若干個(gè)周期的時(shí)間將電壓升至設(shè)定值。在升壓過程中，按停機(jī)鍵，儀器將切斷電壓輸出，回到開始畫面。當(dāng)升壓值接近設(shè)定值時(shí)出現(xiàn)圖6
圖6
此時(shí)按“上下”鍵，微調(diào)電壓，按“確定”鍵，儀器開始計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)結(jié)束后自動(dòng)打印試驗(yàn)報(bào)告。回到開始畫面，放電結(jié)束后再開始下一次測(cè)量。
★另外還有兩種非正常停機(jī)：過壓保護(hù)停機(jī)、過流保護(hù)停機(jī)。停機(jī)后出現(xiàn)相應(yīng)的提示界面，放電結(jié)束后，再調(diào)整限制電壓值或限制電流值，再開始下次測(cè)量。
七 電纜的超低頻耐壓試驗(yàn)方法
1、將與試品相連的電器設(shè)備全部脫離試品電纜。
2、采用10000V兆歐表對(duì)試品電纜各相分別進(jìn)行絕緣電阻試驗(yàn)，記錄試驗(yàn)值。
3、試驗(yàn)電壓峰值：Ｕmax＝３Ｕo，其中Ｕo為電纜導(dǎo)體對(duì)地或金屬屏蔽之間的額定工作電壓。例如：額定電壓為10KV電纜，單相額定電壓 Ｕo：
Ｕo＝１０/√３kV
所以試驗(yàn)電壓峰值為：
Ｕmax＝３Ｕo
＝３×１０/√３kV
＝√３×１０kV
＝１７．３２kV
4、試驗(yàn)時(shí)間：60分鐘。
5、可分相進(jìn)行測(cè)試。試品電纜的電容值在試驗(yàn)設(shè)備負(fù)載容量能力范圍內(nèi)時(shí)，可將試品電纜三相線芯并聯(lián)后，同時(shí)進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。
6、用隨機(jī)附帶的專用柔性連接電纜將試驗(yàn)設(shè)備與試品電纜按圖７所示的方法相連接。合上電源，設(shè)定好試驗(yàn)頻率、時(shí)間和電壓以及高壓側(cè)的過流保護(hù)值、過壓保護(hù)值，然后開始升壓試驗(yàn)。升壓過程應(yīng)密切監(jiān)視高壓回路，聽試品電纜是否有異常響聲。升至試驗(yàn)電壓時(shí)，即開始記錄試驗(yàn)時(shí)間并讀取試驗(yàn)電壓值。
7、試驗(yàn)時(shí)間到后，儀器自動(dòng)停機(jī)。試驗(yàn)中若無破壞性放電發(fā)生，則認(rèn)為通過耐壓試驗(yàn)。
8、在升壓和耐壓過程中，如電流異常增大，電壓不穩(wěn)，試品電纜發(fā)生異味，煙霧或異常響聲或閃烙等現(xiàn)象，應(yīng)立即停止升壓，停機(jī)后查明原因。這些現(xiàn)象如果是試品電纜絕緣部分薄弱引起的，則認(rèn)為耐壓試驗(yàn)不合格。如確定是試品電纜由于空氣濕度或表面臟污等原因所致，應(yīng)將試品電纜清潔干燥處理后，再進(jìn)行試驗(yàn)。
9、試驗(yàn)過程中，如果遇到非試品電纜絕緣缺陷使儀器出現(xiàn)過流保護(hù)，在查明原因后，應(yīng)重新進(jìn)行全時(shí)間連接耐壓試驗(yàn)。不得僅進(jìn)行“補(bǔ)足時(shí)間”試驗(yàn)
八、大型高壓發(fā)電機(jī)的超低頻耐壓試驗(yàn)方法
對(duì)發(fā)電機(jī)的超低頻耐壓試驗(yàn)操作方法與以上對(duì)電纜的操作方法相似。下面就不同的地方作重點(diǎn)補(bǔ)充說明。
1、在交接、大修、局部更換繞組以及常規(guī)試驗(yàn)時(shí)，均可進(jìn)行此項(xiàng)試驗(yàn)。用0.1Hz超低頻對(duì)電機(jī)進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，對(duì)發(fā)電機(jī)端部絕緣的缺陷比工頻耐壓試驗(yàn)更有效。其原因是在工頻電壓下，由于從線棒流出的電容電流在流經(jīng)絕緣外面的半導(dǎo)體防暈層時(shí)造成了較大的電壓降，因而使端部的線棒絕緣上承受的電壓減??；而在超低頻情況下，此電容電流大大減小了，半導(dǎo)體防暈層上的壓降也大為減小，故端部絕緣上電壓較高，便于發(fā)現(xiàn)缺陷。
2、連線方法：試驗(yàn)時(shí)應(yīng)分相進(jìn)行，被試相加壓，非被試相短接接地。如圖８所示
3、按照有關(guān)規(guī)程的要求，試驗(yàn)電壓峰值可按如下公式確定：
Ｕmax＝√2βＫUo
其中Ｕmax ：為0.1Hz試驗(yàn)電壓的峰值（kV）
β：0.1Hz與50Hz電壓的等效系數(shù)，按我國規(guī)程的要求,取1.2
Ｋ：通常取1.3∽1.5 一般取1.5
Ｕo ：發(fā)電機(jī)定子繞組額定電壓（kV）
例如：額定電壓為13.8 kV的發(fā)電機(jī)，超低頻的試驗(yàn)電壓峰值計(jì)算方法為：
4、試驗(yàn)時(shí)間按有關(guān)規(guī)程進(jìn)行
5、在耐壓過程中，若無異常聲響、氣味、冒煙以及數(shù)據(jù)顯示不穩(wěn)定等現(xiàn)象，可以認(rèn)為絕緣耐受住了試驗(yàn)的考驗(yàn)。為了更好地了解絕緣情況，應(yīng)盡可能**監(jiān)視絕緣的表面狀態(tài)，
特別是空冷機(jī)組。經(jīng)驗(yàn)指出，外觀監(jiān)視能發(fā)現(xiàn)儀表所不能反映的發(fā)電機(jī)絕緣不正?，F(xiàn)象，如表面電暈、放電等。
據(jù)介紹，川渝特高壓交流工程是世界上海拔*高的特高壓交流輸變電工程。高海拔自然環(huán)境和復(fù)雜地理?xiàng)l件帶來的一系列建設(shè)問題，超越了現(xiàn)有工程經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)水平。
研究表明，海拔增加后氣壓降低，電氣設(shè)備外絕緣能力隨之下降。套管作為主變壓器的重要組件，在高海拔地區(qū)應(yīng)用時(shí)外絕緣長度需增加15%以上，大幅提高了研制和試驗(yàn)難度。為此，國家電網(wǎng)有限公司組織中國電科院等單位開展高海拔特高壓變壓器交流套管研發(fā)，并于9月完成了設(shè)計(jì)提升后的樣機(jī)研制。
自11月起，中國電科院高電壓研究所試驗(yàn)團(tuán)隊(duì)在西藏羊八井試驗(yàn)基地開展高海拔特高壓變壓器交流套管研究性試驗(yàn)。針對(duì)低溫、大風(fēng)、降雪等環(huán)境，團(tuán)隊(duì)提前梳理問題清單，制訂試驗(yàn)**接線、注水結(jié)冰處理、油箱保溫防護(hù)等一系列應(yīng)急解決方案，完成了套管的沖擊和工頻電壓研究性試驗(yàn)，在海拔4300米的環(huán)境中驗(yàn)證了特高壓變壓器交流套管的絕緣選型滿足了技術(shù)參數(shù)要求。團(tuán)隊(duì)掌握了大量一手觀測(cè)數(shù)據(jù)，獲得了豐富的原創(chuàng)性試驗(yàn)成果，為川渝特高壓交流工程高海拔主設(shè)備研發(fā)提供支撐。
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