HCYD 系列輕型高壓試驗變壓器(含控制臺(箱))--說明書

一、 概述

HCYD(JZ)系列輕型交直流高壓試驗變壓器是根據(jù)機電部《試驗變壓器》標準在原同類產(chǎn)品基礎(chǔ)上經(jīng)過大量改進后而生產(chǎn)的。HCYD(JZ)系列輕型交直流高壓試驗變壓器是在TDM(G)系列試驗變壓器的基礎(chǔ)上按照國家標準《ZBK-41006-89》經(jīng)過改進后而生產(chǎn)的一種新型產(chǎn)品。本系列產(chǎn)品具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、功能齊全、通用性強和使用方便等特點。特別適用于電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、科研部門等對各種高壓電氣設(shè)備、電器元件、絕緣材料進行工頻或直流高壓下的絕緣強度試驗。是高壓試驗中必不可少的重要設(shè)備。

二、 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

HCYD(JZ)、TDM(G)系列輕型高壓試驗變壓器采用單框芯式鐵芯結(jié)構(gòu)。初級繞組饒在鐵芯上，高壓繞組在外，這種同軸布置減少了漏磁通，因而增大了繞組間的耦合。產(chǎn)品的外殼制成與器芯配合較佳的八角形結(jié)構(gòu)，整體外形顯得美觀大方。其外部結(jié)構(gòu)圖見圖1，內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖見圖2。

圖1：單臺HCYD(JZ)、TDM(G)試驗 圖2：單臺試驗變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

變壓器外部結(jié)構(gòu)示意圖

1—短路桿D 2—均壓球 3—高壓套管 4—變壓器提手

5—油閥 6、7—次壓輸入a、x 8、9—測量端子E、F 10—變壓器外殼接地端 11—高壓尾X 12—高壓輸出A 13—高壓硅堆14—變壓器油 15—鐵芯 16—次低壓繞組 17—測量繞組18—二次高壓繞組

在HCYD(JZ)、TDM(G)試驗變壓器中，a、x為低壓輸入端子，E、F為儀表測量端子，

A、X為高壓輸出。

三、 工作原理

HCYD(JZ)、TDM(G)系列輕型高壓試驗變壓器為單相變壓器，聯(lián)結(jié)組標號Ⅰ.Ⅰ. 用工頻220V(10kVA以上為380V)電源接入XC/TC(為本公司生產(chǎn)的試驗變壓器配套專用設(shè)備，詳細資料請見附件)系列操作箱(臺)，經(jīng)操作箱內(nèi)自偶調(diào)壓器(50kVA以上調(diào)壓器外附)調(diào)節(jié)至0~200V(或0~400V)電壓輸出至HCYD(JZ)、TDM(G)試驗變壓器的初級繞組，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，在試驗變壓器高壓繞組可獲得試驗所需的高電壓。

1、 單臺

圖3：單臺HCYD(JZ)高壓試驗變壓器原理圖

2、 單臺TDM(G)試驗變壓器的工作原理圖見圖4，圖中高壓套管中裝有高壓硅堆，串接在高壓回路中作半波整流，以獲得直流高電壓。當用一短路桿將高壓硅堆短接時，可獲得工頻高電壓，作為交流輸出狀態(tài)；取消短路桿時，作為直流輸出狀態(tài)。

2

CX—被試品

注：高壓尾必須可靠接地

工頻耐壓試驗中限流電阻R1應(yīng)根據(jù)試驗變壓器的額定容量來選擇。如高壓側(cè)額定輸出電流在100~300mA時，可取0.5~1Ω/V(試驗電壓)；高壓側(cè)額定輸出電流為1A以上時，可取1Ω/V(試驗電壓)。常用水電阻作為限流電阻，管子長度可按150kV/m考慮，管子粗細應(yīng)具有足夠的熱容量(水阻液配制方法：用蒸餾水加入適量硫酸銅配制成各種不同的阻值)。

球間隙及保護電阻：當電壓超過球間隙整定值時(一般取試驗電壓的110%~120%)，球間隙放電，對被試品起到保護作用。球間隙保護電阻可按1Ω/V(試驗電壓)選取。

在工頻耐壓試驗中，低電壓側(cè)測量電壓(儀表電壓)不是非常準確的，其原因是

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由于試驗變壓器存在著漏抗，在這個漏抗上必然存在著壓降或容升，使試品上的電 壓低于或高于低壓側(cè)測量電壓表上反映出來的電壓。工頻耐壓試驗時，被試品上的

電壓高于試驗變壓器的輸出電壓，也就是所謂容升現(xiàn)象。感應(yīng)耐壓試驗時，試驗變壓器的漏抗必然存在著壓降。為了準確測量被試品上所施加的電壓，因此常在高壓側(cè)接入FRC阻容分壓器來測量電壓(見圖6)。

工頻耐壓試驗操作注意事項

(1) 試驗人員應(yīng)做好分工，明確相互間聯(lián)系方法。并有專門人監(jiān)護現(xiàn)場安全及觀察試品狀態(tài)。

(2) 被試品應(yīng)先清掃干凈，并絕對干燥，以免損壞被試品和試驗帶來的誤差。

(3) 對于大型試驗，一般都應(yīng)先進行空升試驗。即不接試品時升壓至試驗電壓，校對各種表計，調(diào)整球間隙。

(4) 升壓速度不能太快，并必須防止突然加壓。例如調(diào)壓器不在零位時突然合閘。也不能突然切斷電源，一般應(yīng)在調(diào)壓器降至零位時拉閘。

(5) 當電壓升至試驗電壓時，開始計時，到1min后，迅速降壓到1/3試驗電壓以下時，才能拉開電源。

(6) 在升壓或耐壓試驗過程中，如發(fā)現(xiàn)下列不正常情況時，應(yīng)立即降壓，切斷電源。停止試驗并查明原因：①電壓表指針擺動很大；②發(fā)現(xiàn)絕緣燒焦或冒煙；③被試品內(nèi)有不正常的聲音。

(7) 耐壓試驗前后應(yīng)測量絕緣電阻，檢查絕緣情況。

2、 TDM(G)試驗變壓器在做被試品的直流耐壓或泄露試驗時接線原理圖如圖7。

注：此試驗應(yīng)先抽出短路桿“D”，圖7中所示。

圖7：高壓直流泄露試驗接線圖

圖中：VD—高壓硅堆 R1—限流電阻 C1—高壓濾波電容

FRC—阻容分壓器 CX—被試品 μA—帶保護微安表

泄露試驗中限流電阻R1選擇在額定輸出電壓時，輸出端短路電流不超過高壓硅堆的最大整流。如電壓硅堆的最大整流電流為100mA時用于60kV的試驗裝置中，限流電阻按R1=60/0.1=600kΩ選擇。限流電阻還應(yīng)具有足夠的容量和沿面放電距離。

高壓濾波電容C1一般選擇在0.01~0.1μF，當被試品的電容量很大時，C1可省略不用。

泄露試驗的操作及注意事項

(1) 試驗前應(yīng)先檢查被試品是否停電，接地放電，一切對外連線是否擦干凈。

要嚴防將 4

試驗電壓加到有人工作的部位上去。

(2) 接好試驗裝置的接線后，應(yīng)復(fù)查無誤后才可加壓。應(yīng)特別注意檢查高壓設(shè)備及引線與地、與操作人員的安全距離，被試品的外殼是否可靠接地，要按安全規(guī)程中所規(guī)定的內(nèi)容進行試驗。

(3) 對于大電容量設(shè)備應(yīng)緩慢升壓，防止被試品的充電電流燒壞微安表。必要時應(yīng)分級加壓，分別讀取各級電壓下微安表的穩(wěn)定讀數(shù)。

(4) 試驗過程中，應(yīng)密切監(jiān)視被試品、試驗裝置、微安表，一旦發(fā)生擊穿、閃爍等異常現(xiàn)象應(yīng)立即降壓，切斷電源，并查明原因，詳細記錄。

(5) 試驗完畢，降壓，切斷電源后應(yīng)將被試品及試驗裝置本身充分放電。

五、注意事項

1、 按照您所進行的試驗接好工作線路。試驗變壓器的外殼以及操作系統(tǒng)的外殼必須可靠接地。試驗變壓器高壓繞組的X端(高壓尾)以及測量繞組的F端必須可靠接地。

2、 做串級試驗時，第二級、第三級試驗變壓器的低壓繞組的X端，測量繞組的F端以及高壓繞組的X端(高壓尾)均接本級試驗變壓器的外殼。第二級、第三級試驗變壓器的外殼必須通過絕緣支架接地。

3、 接通電源前，操作系統(tǒng)的調(diào)壓器必須調(diào)到零位后方可接通電源，合閘，開始升壓。

4、 從零開始均勻旋轉(zhuǎn)調(diào)壓器手輪升壓。升壓方法有：快速升壓法，即20s逐級升壓法；慢速升壓法，即60s逐級升壓法；極慢速升壓法供選用。電壓從零開始按一定的升壓方式和速度上升到您所需的額定試驗電壓的75%后，在以每秒2%額定試驗電壓的速度升到您所需的額定電壓，并密切注意測量儀表的指示以及被試品的情況。升壓過程中或試驗過程中如發(fā)現(xiàn)測量儀表的指示及被試品情況異常，應(yīng)立即降壓，切斷電源，查明情況。

5、 試驗完畢后，應(yīng)在數(shù)秒內(nèi)勻速的將調(diào)壓器返回至零位，然后切斷電源。

6、 本產(chǎn)品不得超過額定參數(shù)使用。除試驗必須外，決不允許全電壓通電或斷電。

7、 使用本產(chǎn)品做高壓試驗時，出熟悉本說明書外，還必須嚴格執(zhí)行國家有關(guān)標準和操作規(guī)程�？蓞⒄誈B311-83《高壓輸變設(shè)備的絕緣配合，高壓試驗技術(shù)》；《電氣設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程》等。

六、 配套產(chǎn)品

1、 操作系統(tǒng)：

XC系列操作箱 容量：1kVA~5kVA 輸入電壓：0.22kV

TC系列操作臺 容量：10kVA~300kVA 輸入電壓：0.22kV 0.38kV

2、保護式數(shù)字微安表 H9840

3、阻容式交直流分壓器 FRC—50、100、150、200kV

4、高壓直流放電棒FD—70、140、210kV

5、高壓硅堆 2DL—150、300、450kV

6、絕緣支架 50、100、200、300kV

7、高壓濾波電容 0.01μF~0.1μF，40~100kV

8、 均壓球

9、保護球隙 Q—50、100、150、200、250、500

10、標準試油杯 400ml

11、介質(zhì)油杯

12、折疊式小推車 150、300型

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13、水電阻

14、高壓驗電器 10、35kV

15、高壓定相器 10、35、110、220kV

16、各種萬用表、兆歐表及測試線

七、試驗變壓器的容量選擇

標稱試驗變壓器容量Pn的確定公式：Pn=kVn 2ωCt×10-9

式中：Pn——標稱試驗變壓器容量(kVA)

Vn——試驗變壓器的額定輸出高壓的有效值(kV)

k ——安全系數(shù)。k≥1，標稱電壓Vn≥1MV時，k=2；標稱電壓較低時，k值

可取高一些。

Ct——被試品的電容量(pF)

ω——角頻率，ω=2πf， f——試驗電源的頻率

被試設(shè)備的電容量Ct可由交流電橋測出。Ct的變化很大，可由設(shè)備的類型而定。典型數(shù)據(jù)如下：

簡單的棒式或懸式絕緣子 幾十微法

簡單的分級套管100~1000pF

電壓互感器 200 ~ 500pF

電力變壓器 〈 1000kVA ~1000pF

〉1000kVA 1000~10000pF

高壓電力電纜和油浸紙絕緣 250~300pF/m

氣體絕緣 ~60pF/m

封閉變電站，SF6氣體絕緣 100~10000pF

對于不同的試驗電壓Vn，選擇不同的(適當?shù)?安全系數(shù)k。以下列出不同的Vn所選用的k值供參考。

Vn =50~100kV k = 4

Vn =150~300kVk = 3

Vn 〉300kV k = 2

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附：控制臺（箱）說明書

一、 概述：

本系列控制箱（臺）是根據(jù)高壓試驗變壓器獨特的使用范圍而設(shè)計生產(chǎn)的，其功能有：

A、 合閘聲光報警；

B、 計時聲光報警；

C、 電子式低壓電流保護（箱式）；

D、 高壓電壓直讀；

E、 耐壓試驗時間自由設(shè)定（數(shù)顯）；

F、 移動式結(jié)構(gòu)（臺式）

二、工作原理：

本系列控制箱（臺）是由接觸式調(diào)壓器（50kVA以上為電動柱式調(diào)壓器）及其控制、保護、測量、信號電路組成。它是通過接入220V或380V工頻電源，調(diào)節(jié)調(diào)壓器（即試驗變壓器的輸入電壓），以獲得所需要的試驗高壓電壓值。其工作原理見圖1：

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圖1：控制箱（臺）工作原理

BH - 電流互感器具

– 高壓電壓顯示表 T – 調(diào)壓器

1—電源插座 2—數(shù)顯時間繼電器

3—電子電流整定器 4—啟動、停止、計時按鈕 5—高壓電壓指示表 6—低壓電流指示表 7—信號燈、報警閃光燈 8—接線柱

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圖3：控制臺面板布置

1—電源信號燈 2—零位信號燈 3—電流保護繼電器 4—送電指示燈 5—報警信號燈 6—低壓電流表 7—計時繼電器 8—高壓電壓表 9—啟動按鈕 10—計時按鈕 11—停止按鈕

四、技術(shù)參數(shù)、規(guī)格及選用配套

該控制箱（臺）的容量是與調(diào)壓器是與調(diào)壓器的容量而標稱，如果和試驗變壓器（短時30min以內(nèi)工作制）配套工作，可根據(jù)中華人民共和國電力行業(yè)標準“DL474.4-92”之規(guī)定：P0=0.75P選配。式中P0—試驗變壓器容量；P—調(diào)壓器容量。如用于電器專業(yè)工廠產(chǎn)品作批量試驗，調(diào)壓器容量應(yīng)等于試驗變壓器容量，即：P0=P。

控制箱（臺）的技術(shù)參數(shù)如表1

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五、操作指南

在操作之前應(yīng)根據(jù)不同被試品的容量、電壓等級，先計算好最大工作電流，并調(diào)整電流保護器。其試驗接線應(yīng)參考本說明書中圖1或試驗變壓器中相關(guān)的連接示意圖，接地端應(yīng)良好接地（以下視耐壓試驗為例）。

5—1、連接電源（箱式為插座式電源，臺式為接線柱式電源），并將調(diào)壓器手柄旋至零位處，零位開關(guān)閉合，零位指示燈（黃燈）亮，（也稱調(diào)壓器零位輸出狀態(tài)指示）；

5—2、按下啟動按鈕（綠色），接觸器吸合，調(diào)壓器受電，同時工作指示燈（紅燈）亮，并發(fā)出警報聲（警報聲隨調(diào)壓器離開零位后，報警聲光才能停止）；

5—3、順時針緩慢均勻地旋轉(zhuǎn)調(diào)壓器手柄，并密切注視儀表讀數(shù)，當升到所需高壓電壓值時，應(yīng)停止旋轉(zhuǎn)手炳，并及時按下計時按鈕（黃色），此時，數(shù)顯時間繼電器順計時顯示時間（計時單位為“s”，秒），當?shù)竭_設(shè)定的時間，控制箱（臺）內(nèi)發(fā)出聲光報警，及時將調(diào)壓器手柄反方向旋轉(zhuǎn)，直至調(diào)壓器回零為止，解除計時按鈕，；

5—4、在升壓或耐壓試驗過程中，如出現(xiàn)短路、閃絡(luò)、擊穿等過電流時，電流繼電器保護跳閘，調(diào)壓器自動斷電，表示被試品不合格，此時應(yīng)將調(diào)壓器回零，切斷電源，檢查被試品。

六、使用與維護

6—1、開箱驗收時，應(yīng)檢查主控回路接線是否松動，調(diào)壓器電刷是否接觸良好； 6—2、長期不用時，使用前應(yīng)用500V兆歐表測量絕緣電阻，其阻值不低于0.5MΩ； 6—3、電源電壓應(yīng)符合箱（臺）銘牌上的輸入電壓值；

6—4、本箱（臺）設(shè)有過電流保護，出廠已調(diào)整為額定電流的80%。用于小負載時，應(yīng)根據(jù)被試品的額定容量電流重新設(shè)定；

6—5、使用完畢后，應(yīng)關(guān)好箱（臺）門蓋，以保持箱（臺）內(nèi)部清潔。

七、使用條件

7—1、環(huán)境溫度：0—40℃；

7—2、海拔高度：＜1000m；

7—3、相對濕度：＜85%；

7—4、工作場所應(yīng)無嚴重影響絕緣的氣體、蒸汽、化學(xué)性塵埃及其它爆炸性和腐蝕性介質(zhì)。

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附二：控制臺（箱）原理圖

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