HCYD 系列輕型高壓試驗(yàn)變壓器(含控制臺(tái)(箱))--說(shuō)明書

一、 概述

HCYD(JZ)系列輕型交直流高壓試驗(yàn)變壓器是根據(jù)機(jī)電部《試驗(yàn)變壓器》標(biāo)準(zhǔn)在原同類產(chǎn)品基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)大量改進(jìn)后而生產(chǎn)的。HCYD(JZ)系列輕型交直流高壓試驗(yàn)變壓器是在TDM(G)系列試驗(yàn)變壓器的基礎(chǔ)上按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《ZBK-41006-89》經(jīng)過(guò)改進(jìn)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(qiáng)和使用方便等特點(diǎn)。特別適用于電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、科研部門等對(duì)各種高壓電氣設(shè)備、電器元件、絕緣材料進(jìn)行工頻或直流高壓下的絕緣強(qiáng)度試驗(yàn)。是高壓試驗(yàn)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(yàn)變壓器采用單框芯式鐵芯結(jié)構(gòu)。初級(jí)繞組饒?jiān)阼F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：?jiǎn)闻_(tái)HCYD(JZ)、TDM(G)試驗(yàn) 圖2：?jiǎn)闻_(tái)試驗(yàn)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(cè)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(cè)量繞組18—二次高壓繞組

在HCYD(JZ)、TDM(G)試驗(yàn)變壓器中，a、x為低壓輸入端子，E、F為儀表測(cè)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(yàn)變壓器為單相變壓器，聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)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(yàn)變壓器配套專用設(shè)備，詳細(xì)資料請(qǐng)見附件)系列操作箱(臺(tái))，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(yàn)變壓器的初級(jí)繞組，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，在試驗(yàn)變壓器高壓繞組可獲得試驗(yàn)所需的高電壓。

1、 單臺(tái)

圖3：?jiǎn)闻_(tái)HCYD(JZ)高壓試驗(yàn)變壓器原理圖

2、 單臺(tái)TDM(G)試驗(yàn)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(dāng)用一短路桿將高壓硅堆短接時(shí)，可獲得工頻高電壓，作為交流輸出狀態(tài)；取消短路桿時(shí)，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(yàn)中限流電阻R1應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)變壓器的額定容量來(lái)選擇。如高壓側(cè)額定輸出電流在100~300mA時(shí)，可取0.5~1Ω/V(試驗(yàn)電壓)；高壓側(cè)額定輸出電流為1A以上時(shí)，可取1Ω/V(試驗(yàn)電壓)。常用水電阻作為限流電阻，管子長(zhǎng)度可按150kV/m考慮，管子粗細(xì)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(hù)電阻：當(dāng)電壓超過(guò)球間隙整定值時(shí)(一般取試驗(yàn)電壓的110%~120%)，球間隙放電，對(duì)被試品起到保護(hù)作用。球間隙保護(hù)電阻可按1Ω/V(試驗(yàn)電壓)選取。

在工頻耐壓試驗(yàn)中，低電壓側(cè)測(cè)量電壓(儀表電壓)不是非常準(zhǔn)確的，其原因是

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由于試驗(yàn)變壓器存在著漏抗，在這個(gè)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(cè)量電壓表上反映出來(lái)的電壓。工頻耐壓試驗(yàn)時(shí)，被試品上的

電壓高于試驗(yàn)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(yàn)時(shí)，試驗(yàn)變壓器的漏抗必然存在著壓降。為了準(zhǔn)確測(cè)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(lái)測(cè)量電壓(見圖6)。

工頻耐壓試驗(yàn)操作注意事項(xiàng)

(1) 試驗(yàn)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(hù)現(xiàn)場(chǎng)安全及觀察試品狀態(tài)。

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

(3) 對(duì)于大型試驗(yàn)，一般都應(yīng)先進(jìn)行空升試驗(yàn)。即不接試品時(shí)升壓至試驗(yàn)電壓，校對(duì)各種表計(jì)，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(shí)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(shí)拉閘。

(5) 當(dāng)電壓升至試驗(yàn)電壓時(shí)，開始計(jì)時(shí)，到1min后，迅速降壓到1/3試驗(yàn)電壓以下時(shí)，才能拉開電源。

(6) 在升壓或耐壓試驗(yàn)過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)下列不正常情況時(shí)，應(yīng)立即降壓，切斷電源。停止試驗(yàn)并查明原因：①電壓表指針擺動(dòng)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(yàn)前后應(yīng)測(cè)量絕緣電阻，檢查絕緣情況。

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

注：此試驗(yàn)應(yīng)先抽出短路桿“D”，圖7中所示。

圖7：高壓直流泄露試驗(yàn)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(hù)微安表

泄露試驗(yàn)中限流電阻R1選擇在額定輸出電壓時(shí)，輸出端短路電流不超過(guò)高壓硅堆的最大整流。如電壓硅堆的最大整流電流為100mA時(shí)用于60kV的試驗(yàn)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(dāng)被試品的電容量很大時(shí)，C1可省略不用。

泄露試驗(yàn)的操作及注意事項(xiàng)

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

要嚴(yán)防將 4

試驗(yàn)電壓加到有人工作的部位上去。

(2) 接好試驗(yàn)裝置的接線后，應(yīng)復(fù)查無(wú)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(jìn)行試驗(yàn)。

(3) 對(duì)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(shí)應(yīng)分級(jí)加壓，分別讀取各級(jí)電壓下微安表的穩(wěn)定讀數(shù)。

(4) 試驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)密切監(jiān)視被試品、試驗(yàn)裝置、微安表，一旦發(fā)生擊穿、閃爍等異�，F(xiàn)象應(yīng)立即降壓，切斷電源，并查明原因，詳細(xì)記錄。

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

五、注意事項(xiàng)

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

2、 做串級(jí)試驗(yàn)時(shí)，第二級(jí)、第三級(jí)試驗(yàn)變壓器的低壓繞組的X端，測(cè)量繞組的F端以及高壓繞組的X端(高壓尾)均接本級(jí)試驗(yàn)變壓器的外殼。第二級(jí)、第三級(jí)試驗(yàn)變壓器的外殼必須通過(guò)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(jí)升壓法；慢速升壓法，即60s逐級(jí)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(yàn)電壓的75%后，在以每秒2%額定試驗(yàn)電壓的速度升到您所需的額定電壓，并密切注意測(cè)量?jī)x表的指示以及被試品的情況。升壓過(guò)程中或試驗(yàn)過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)測(cè)量?jī)x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(yàn)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(guò)額定參數(shù)使用。除試驗(yàn)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(yàn)時(shí)，出熟悉本說(shuō)明書外，還必須嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)程�？蓞⒄誈B311-83《高壓輸變?cè)O(shè)備的絕緣配合，高壓試驗(yàn)技術(shù)》；《電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)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(tái) 容量：10kVA~300kVA 輸入電壓：0.22kV 0.38kV

2、保護(hù)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(hù)球隙 Q—50、100、150、200、250、500

10、標(biāo)準(zhǔn)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(yàn)電器 10、35kV

15、高壓定相器 10、35、110、220kV

16、各種萬(wàn)用表、兆歐表及測(cè)試線

七、試驗(yàn)變壓器的容量選擇

標(biāo)稱試驗(yàn)變壓器容量Pn的確定公式：Pn=kVn 2ωCt×10-9

式中：Pn——標(biāo)稱試驗(yàn)變壓器容量(kVA)

Vn——試驗(yàn)變壓器的額定輸出高壓的有效值(kV)

k ——安全系數(shù)。k≥1，標(biāo)稱電壓Vn≥1MV時(shí)，k=2；標(biāo)稱電壓較低時(shí)，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(yàn)電源的頻率

被試設(shè)備的電容量Ct可由交流電橋測(cè)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(jiǎn)單的棒式或懸式絕緣子 幾十微法

簡(jiǎn)單的分級(jí)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(duì)于不同的試驗(yàn)電壓Vn，選擇不同的(適當(dāng)?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(tái)（箱）說(shuō)明書

一、 概述：

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

A、 合閘聲光報(bào)警；

B、 計(jì)時(shí)聲光報(bào)警；

C、 電子式低壓電流保護(hù)（箱式）；

D、 高壓電壓直讀；

E、 耐壓試驗(yàn)時(shí)間自由設(shè)定（數(shù)顯）；

F、 移動(dòng)式結(jié)構(gòu)（臺(tái)式）

二、工作原理：

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

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圖1：控制箱（臺(tái)）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(shí)間繼電器

3—電子電流整定器 4—啟動(dòng)、停止、計(jì)時(shí)按鈕 5—高壓電壓指示表 6—低壓電流指示表 7—信號(hào)燈、報(bào)警閃光燈 8—接線柱

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圖3：控制臺(tái)面板布置

1—電源信號(hào)燈 2—零位信號(hào)燈 3—電流保護(hù)繼電器 4—送電指示燈 5—報(bào)警信號(hào)燈 6—低壓電流表 7—計(jì)時(shí)繼電器 8—高壓電壓表 9—啟動(dòng)按鈕 10—計(jì)時(shí)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(tái)）的容量是與調(diào)壓器是與調(diào)壓器的容量而標(biāo)稱，如果和試驗(yàn)變壓器（短時(shí)30min以內(nèi)工作制）配套工作，可根據(jù)中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“DL474.4-92”之規(guī)定：P0=0.75P選配。式中P0—試驗(yàn)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(yàn)，調(diào)壓器容量應(yīng)等于試驗(yàn)變壓器容量，即：P0=P。

控制箱（臺(tái)）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(jí)，先計(jì)算好最大工作電流，并調(diào)整電流保護(hù)器。其試驗(yàn)接線應(yīng)參考本說(shuō)明書中圖1或試驗(yàn)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(yàn)為例）。

5—1、連接電源（箱式為插座式電源，臺(tái)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(dòng)按鈕（綠色），接觸器吸合，調(diào)壓器受電，同時(shí)工作指示燈（紅燈）亮，并發(fā)出警報(bào)聲（警報(bào)聲隨調(diào)壓器離開零位后，報(bào)警聲光才能停止）；

5—3、順時(shí)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(dāng)升到所需高壓電壓值時(shí)，應(yīng)停止旋轉(zhuǎn)手炳，并及時(shí)按下計(jì)時(shí)按鈕（黃色），此時(shí)，數(shù)顯時(shí)間繼電器順計(jì)時(shí)顯示時(shí)間（計(jì)時(shí)單位為“s”，秒），當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定的時(shí)間，控制箱（臺(tái)）內(nèi)發(fā)出聲光報(bào)警，及時(shí)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(jì)時(shí)按鈕，；

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

六、使用與維護(hù)

6—1、開箱驗(yàn)收時(shí)，應(yīng)檢查主控回路接線是否松動(dòng)，調(diào)壓器電刷是否接觸良好； 6—2、長(zhǎng)期不用時(shí)，使用前應(yīng)用500V兆歐表測(cè)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(tái)）銘牌上的輸入電壓值；

6—4、本箱（臺(tái)）設(shè)有過(guò)電流保護(hù)，出廠已調(diào)整為額定電流的80%。用于小負(fù)載時(shí)，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(tái)）門蓋，以保持箱（臺(tái)）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(duì)濕度：＜85%；

7—4、工作場(chǎng)所應(yīng)無(wú)嚴(yán)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(tái)（箱）原理圖

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