便攜式高壓直流發(fā)生器故障產(chǎn)生的原因和排除方法一、產(chǎn)品簡介
是根據(jù)中國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ZBF 24003-90《便攜式直流高壓發(fā)生器通用技術(shù)條件》的要求，新研究、設(shè)計、制造的，是新時代的科技產(chǎn)品——便攜式直流高壓發(fā)生器，是適用于電力部門、廠礦企業(yè)動力部門、科研單位、鐵路、化工、發(fā)電廠等對氧化鋅避雷器、磁吹避雷器、電力電纜、發(fā)電機(jī)、變壓器、開關(guān)等設(shè)備進(jìn)行直流高壓試驗，是新世紀(jì)理想的換代產(chǎn)品。
采用高頻倍壓電路，應(yīng)用新的PWM高頻脈寬調(diào)制技術(shù)，閉環(huán)調(diào)整，采用了電壓大反饋，使電壓穩(wěn)定度大幅度提高。使用性能的大功率IGBT器件及其驅(qū)動技術(shù)，并根據(jù)電磁兼容性理論，采用特殊屏蔽、隔離和接地等措施。使直流高壓發(fā)生器實現(xiàn)了高品質(zhì)、便攜式，并能承受額定電壓放電而不損壞。
儀器主要部件選用美國、德國、日本等國*技術(shù)的元器件，使儀器更可靠、更穩(wěn)定，倍壓筒體用德國技術(shù)研制生產(chǎn)，高頻變壓器經(jīng)有關(guān)專家特殊設(shè)計、體積小，容量大，過載能力強(qiáng)，便于現(xiàn)場作業(yè)試驗。展望未來，企業(yè)將繼續(xù)積極開拓市場。以質(zhì)量和信譽(yù)為生命，不斷提高科技水平，研制出的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，以滿足用戶的需要，努力開拓，再鑄新世紀(jì)的輝煌。
便攜式高壓直流發(fā)生器故障產(chǎn)生的原因和排除方法二、產(chǎn)品特點
1、體積更小、重量更輕、更美觀、更可靠、操作簡便、功能齊全，便于野外使用，是新世紀(jì)理想的可靠產(chǎn)品。
2、采用*技術(shù)、工藝制造，應(yīng)用新的PWM高頻脈寬調(diào)制技術(shù)、脈沖串邏輯陣列調(diào)制，采用大功率IGBT器件，利用高頻技術(shù)提高頻率，頻率高達(dá)100kHz，從而使輸出高壓穩(wěn)定度更高，波紋系數(shù)更小。
3、按免維修設(shè)計，主要部件均選用美、德、日等國進(jìn)口*技術(shù)的元器件，經(jīng)久耐用，不怕連續(xù)對地直接短路放電。
4、精度高、測量準(zhǔn)確。電壓、電流表均為數(shù)字顯示，電壓分辨率為0.1kV，電流分辨率為0.1uA，控制箱上電壓表直接顯示加在負(fù)載試品上的電壓值，使用時無需外加分壓器，接線簡單。儀器具有高、低壓端測量泄漏電流，高壓端采用圓形屏蔽數(shù)字表顯示，不怕放電沖擊，抗干擾性能好，適合現(xiàn)場使用。
5、電壓調(diào)節(jié)穩(wěn)定度高，全量程平滑調(diào)壓，輸出電壓調(diào)節(jié)采用進(jìn)口單個多圈電位器，升壓過程平穩(wěn)，調(diào)節(jié)精度高，并設(shè)計有粗調(diào)和細(xì)調(diào)功能。電壓調(diào)節(jié)精度優(yōu)于0.1%，電壓、電流測量誤差小于1.0%，脈動因數(shù)優(yōu)于0.5%。
6、負(fù)極性輸出、零啟動、連續(xù)可調(diào)、有過電壓、過電流、回零、接地保護(hù)、*斷線保護(hù)等各種保護(hù)功能。自動保護(hù)電路功能強(qiáng)，保護(hù)完善可靠，使操作安全，各種技術(shù)指標(biāo)均優(yōu)于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及優(yōu)于同類產(chǎn)品。
7、增設(shè)了高精度75%VDC-1mA的功能，做氧化鋅避雷器測量帶來的方便。輕輕一按無須計算。本儀器控制箱上有75%的電壓功能鍵，在做避雷器試驗時，當(dāng)電流升到1000uA時、就打開0.75的按鈕，這時電壓表、電流表所顯示的值就是75%的數(shù)據(jù)，做完后應(yīng)立即將升壓的旋鈕回到零位上，同時將細(xì)調(diào)電壓旋鈕回到零位上，并應(yīng)立即按綠色按鈕，切斷高壓并關(guān)閉電源開關(guān)。再做其它的試驗。
8、方便的過電壓整定設(shè)置功能，采用了數(shù)字撥盤開關(guān)，能將整定電壓值直觀顯示，使你操作更隨意，顯示數(shù)值單位為kV。
9、倍壓筒可分節(jié)結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場使用，靈活方便，一機(jī)多用，經(jīng)濟(jì)實惠。
10、底部設(shè)有三只內(nèi)藏式支撐腳，增加了倍壓筒的穩(wěn)定性。
便攜式高壓直流發(fā)生器故障產(chǎn)生的原因和排除方法三、電氣工作原理框圖
便攜式高壓直流發(fā)生器故障產(chǎn)生的原因和排除方法四、產(chǎn)品規(guī)格及主要技術(shù)性能
| 規(guī) 格 技術(shù)參數(shù) | 60/2 | 100/2 | 120/2 | 160/2 | 180/2 | 200/2 | 250/2 | 100/200 3/2 | 200/300 3/2 | 其 它 等 級 |
| 輸出電壓(kV) | 60 | 100 | 120 | 160 | 180 | 200 | 250 | 100/200 | 200/300 |
600～800kV等合同 定做。 |
| 輸出電流(mA) | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 3/2 | 3/2 | |
| 輸出功率(W) | 120 | 200 | 240 | 320 | 360 | 400 | 500 | 400 | 600 | |
| 充電電流(mA) | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 4.5/3.0 | 4.5/3.0 | |
| 機(jī)箱重量(kg) | 4.3 | 4.3 | 4.3 | 4.3 | 4.3 | 4.4 | 4.5 | 4.5 | 8.1 | |
| 倍壓筒高度(mm) | Φ80 ×500 | Φ80 ×620 | Φ80 ×770 | Φ80 ×770 | Φ110 ×770 | Φ110 ×770 | Φ110 ×820 | Φ110 ×800 | Φ110 ×1350 | |
| 倍壓重量(kg) | 6.3 | 6.8 | 6.8 | 7.2 | 7.2 | 7.2 | 7.6 | 7.5 | 12.6 | |
| 高壓極性 | 負(fù)電壓極性,零電壓啟動,連續(xù)可調(diào)。 | |||||||||
| 工作電源 | AC 220V±10%;50Hz | |||||||||
| 電壓測量誤差 | 1.0%（滿度）±1個字,高分辨率0.1%kV | |||||||||
| 電流測量誤差 | 1.0%（滿度）±1個字,高分辨率0.1%uA | |||||||||
| 過壓整定誤差 | ≤1.0% | |||||||||
| 0.75切換誤差 | ≤0.5% | |||||||||
| 波紋系數(shù) | ≤1.0% | |||||||||
| 電壓穩(wěn)定度 | 隨機(jī)波動,電源電壓變化±10%時≤0.5% | |||||||||
| 工作方式 | 間斷使用;額定負(fù)載30分鐘;1.1倍額定電壓使用:10分鐘 | |||||||||
| 環(huán)境溫度 | -15℃～50℃ | |||||||||
| 相對濕度 | 當(dāng)溫度為25℃時，不大于90%(無凝露) | |||||||||
| 海拔高度 | 2500米以下 | |||||||||
便攜式高壓直流發(fā)生器故障產(chǎn)生的原因和排除方法五、使用說明
1、面板元器件使用說明
⑴ 高頻輸出及電壓、電流測量電纜快速聯(lián)接多芯插座:用于機(jī)箱與倍壓部分的聯(lián)接。聯(lián)接時只需將電纜插頭上的白點對準(zhǔn)插座上的白點順時針方向轉(zhuǎn)動到位即可。拆卸時只需逆時針轉(zhuǎn)動電纜插頭即可。注意:安裝、拆卸插頭時,請握緊插頭的金屬圓環(huán)處旋轉(zhuǎn)。嚴(yán)禁手握電纜線旋轉(zhuǎn)及拉撥電纜線旋轉(zhuǎn),以免造成插頭與電纜線之間斷線。
⑵ 數(shù)顯電壓表:LCD液晶數(shù)字顯示直流高壓輸出電壓,單位為kV,為±0.1kV。
⑶ 數(shù)顯電流表: LCD液晶數(shù)字顯示直流高壓輸出電流,單位為uA,為±0.1uA。
⑷ 電源保險絲座:保險絲為10A。
⑸ 電源輸入插座:單相交流220V±10%,50Hz。將隨機(jī)配置的電源線與電源輸入插座相聯(lián)(插座內(nèi)自帶保險
管10A或單獨保險座)。
⑹ 接地接線柱:此接地端子與倍壓筒接地端子及試品接地聯(lián)接為一點后,再與接地網(wǎng)相連。
⑺ 過電壓整定撥盤開關(guān):用于設(shè)定過電壓保護(hù)值。過壓整定范圍為0.05-1.2倍額定電壓內(nèi),撥盤開關(guān)所顯示值單位為kV。
⑻ 單雙節(jié)選擇開關(guān)(為雙節(jié)倍壓筒)、電壓滿度換檔(分節(jié))開關(guān):當(dāng)開關(guān)撥向1時,倍壓筒為單節(jié),電壓表顯示的是單節(jié)倍壓筒電壓;當(dāng)開關(guān)撥向2時,倍壓筒為雙節(jié),電壓表顯示的是雙節(jié)倍壓筒電壓。
雙節(jié)倍壓筒使用時，請將上節(jié)下端法蘭白點標(biāo)記對準(zhǔn)下節(jié)上端法蘭白點后，順時針方向旋轉(zhuǎn)到碰足(約30度角左右),即上下節(jié)電氣聯(lián)接到位,反之為卸下。
單節(jié)使用時,請別忘記把另配置的一端頂蓋,用上述的方法裝到下節(jié)的頂端上。
⑼ 75%VDC-1mA用黃色帶燈按鈕:紅燈亮?xí)r有效。當(dāng)按下黃色按鈕后黃燈亮,輸出高壓降到原來的0.75倍,并保持此狀態(tài),此功能是專門為氧化鋅避雷器快速測量用0.75VDC-1mA,按下綠色按鈕紅燈、黃燈均滅,高壓切斷并退出0.75倍狀態(tài)。
⑽ 綠色帶燈按鈕:綠燈亮表示電源已接通及高壓斷開。在紅燈亮狀態(tài)下,按下綠色按鈕,紅燈滅綠燈亮,高壓回路切斷。
⑾ 紅色帶燈按鈕、高壓接通按鈕、高壓指示燈:在綠燈亮的狀態(tài)下,按下紅色按鈕后,紅燈亮綠燈滅,表示高壓回路接通。此時可升壓。此按鈕須在電壓調(diào)節(jié)電位器回零狀態(tài)下才有效。如按下紅色按鈕紅燈亮,綠燈仍亮,但松開按鈕紅燈滅綠燈亮,表示機(jī)內(nèi)保護(hù)電路已工作,此時必須關(guān)機(jī)檢查過壓整定撥盤開關(guān)是否小于滿量程的5%及有無其它故障,檢查無誤后再開機(jī)。
⑿ 粗調(diào)電壓調(diào)節(jié)電位器:該電位器粗調(diào)多圈電位器,順時針旋轉(zhuǎn)為升壓,反之為降壓。此電位器具備控制電子零位保護(hù)功能。因此升壓前必須先回零位。電壓調(diào)節(jié)精度0.1%kV,試驗完畢后,該電位器應(yīng)回到零位上。
⒀ 細(xì)調(diào)電壓調(diào)節(jié)電位器:為調(diào)整精度用,該電位器微調(diào)多圈電位器,順時針旋轉(zhuǎn)為升壓,升壓很微慢,反之為降壓。細(xì)調(diào)一般為后用于調(diào)整電壓準(zhǔn)確數(shù)和做氧化鋅避雷器試驗,后調(diào)整電流準(zhǔn)確數(shù)用。試驗完畢后,該電位器應(yīng)回到零位上。
⒁ 電源開關(guān):將此開關(guān)朝上邊按下,電源接通,綠燈亮;反之為關(guān)斷。避免用此開關(guān)直接關(guān)斷高壓,關(guān)機(jī)時,首先使電壓粗調(diào)和微調(diào)電位器都回到零位后,然后關(guān)閉電源開關(guān)。
2、倍壓筒使用說明
1.高壓引出接線柱 2.均壓罩
3.倍壓筒體 4.上節(jié)倍壓筒
5.上下節(jié)聯(lián)接法蘭 6.下節(jié)倍壓筒
7.接地端子 8.與控制箱聯(lián)接電纜插座
9.△-Y形伸縮式接腳
六、操作步驟
1、使用前準(zhǔn)備
⑴ 直流發(fā)生器在使用前應(yīng)檢查其完好性,聯(lián)接電纜線不應(yīng)有斷路和短路,設(shè)備無破裂等損壞。
⑵ 將機(jī)箱、倍壓筒放置到合適的安全的位置,分別聯(lián)接好電源線、電纜線和接地線。保護(hù)接地線與工作接地線以及放電棒的接地線均應(yīng)單獨接到試品的地線上(即一點接地)。嚴(yán)禁各接地線相互串聯(lián)使用,以免擊穿時地電位抬高形成反擊,損壞儀器。(見圖6)
⑶ 檢查電源開關(guān)是否在關(guān)斷的位置上,并檢查調(diào)壓電位器應(yīng)在零位上,過電壓保護(hù)整定撥盤開關(guān)設(shè)置在適當(dāng)?shù)奈恢蒙?/span>,一般為1.10～1.20倍測試電壓值。
2、空載升壓驗證過電壓保護(hù)整定值
⑴ 請認(rèn)準(zhǔn)電源是單相交流220V,50Hz.接通電源開關(guān),此時綠燈亮,表示電源接通。
⑵ 按紅色按鈕,則紅燈亮,表示高壓接通。
⑶ 順時針方向平緩調(diào)節(jié)調(diào)壓電位器粗調(diào)和細(xì)調(diào),輸出端即從零開始升壓。升到所需的電壓后,按規(guī)定時間記錄電流表讀數(shù),并檢查控制箱及輸出電纜有無異?，F(xiàn)象及聲響。必要時用外接高壓分壓器校準(zhǔn)控制箱上的直流高壓指示。
⑷ 降壓,將調(diào)壓電位器回零后,隨后按綠色按鈕,切斷高壓并關(guān)閉電源開關(guān)。
3、對試品進(jìn)行泄漏及直流耐壓試驗
⑴ 在做負(fù)載試驗前,將高壓屏蔽微安表安裝到高壓倍壓筒上的高壓輸出端上,并將配套的屏蔽線分別接到微安表上和被試品上(詳細(xì)請見高壓屏蔽微安表使用說明書)。
⑵ 檢查儀器、放電棒、倍壓筒、試品聯(lián)接線、接地線是否正確,接地線聯(lián)接是否可靠,檢查高壓安全距離是否符合要求,方可開始進(jìn)行試品的高壓試驗。
⑶ 檢查確認(rèn)儀器等無異常情況后,接通單相交流220V電源開關(guān),此時綠燈亮,表示電源接通。可開始進(jìn)行試品的直流泄漏和直流耐壓試驗。
⑷ 按紅色按鈕,則紅燈亮,表示高壓接通,待升高壓。
⑸ 順時針方向平緩調(diào)節(jié)調(diào)壓電位器粗調(diào)和細(xì)調(diào),輸出端即從零開始升壓。升壓速度以每秒3-5kV上升試驗電壓為宜。對于大電容試品升壓時更要緩慢升壓,否則可能導(dǎo)致電壓過沖,還需監(jiān)視電流表充電電流不超過直流發(fā)生器的大充電電流。當(dāng)升到所需的電壓或電流后,按規(guī)定時間記錄電流表及電壓表的讀數(shù)。
⑹ 試驗完畢后,降壓,將調(diào)壓電位器粗調(diào)和細(xì)調(diào)回零后,隨后按綠色按鈕,切斷高壓并關(guān)閉電源開關(guān)。
⑺ 試驗完畢后,應(yīng)用放電棒對試品進(jìn)行多次放電,放電后方可靠近試品和拆線工作(放電請詳細(xì)見放電棒使用說明書)。
對小電容試品如氧化鋅避雷器、磁吹避雷器等先用粗調(diào)升到所需電壓(電流)的90%,再用細(xì)調(diào)電位器緩緩升壓到所需的電壓(電流)值,然后從數(shù)顯表上讀出電壓(電流)數(shù)值。如需對氧化鋅避雷器進(jìn)行75%VDC-1mA的測量時,應(yīng)先升到電流到1mA時電壓值停止(這時可記錄電壓、電流值),然后按下黃色按鈕,電壓即降到原來的75%,并保持此狀態(tài)。此時可讀取微安表數(shù)值及電壓值。測量完畢后,調(diào)壓電位器逆時針回到零位,按下綠色按鈕,需再次升壓時按紅色按鈕即可。
對大電容試品時,升壓應(yīng)更要緩慢,并需要監(jiān)視電流表充電電流不超過發(fā)生器的大充電電流,一定要放慢升壓速度,避免充電電流過大。試驗完畢后,將電壓調(diào)節(jié)電位器逆時針回到零位上,隨后按綠色按鈕,切斷高壓。此時注意電壓表上的電壓降到15kV左右,方可用放電棒進(jìn)行多次放電,確保安全。
4、幾種測量方法
⑴ 一般測量時,當(dāng)接好線后,先把聯(lián)接試品的線懸空,升到試驗電壓后,讀取空試時的電暈和雜散電流I′,然后接上試品升到試驗電壓,讀取總電流I1。
試品泄漏電流:I0=I1- I′
⑵ 當(dāng)需要精密測量被試品的泄漏電流時,應(yīng)在高壓回路中串接高壓屏蔽微安表,見圖7a。
圖7a 高壓屏蔽微安表接入試品Cx高壓側(cè)接線圖。高壓屏蔽微安表必須有金屬屏蔽,
應(yīng)采用屏蔽線與試品聯(lián)接,高壓引線的屏蔽引出應(yīng)與儀表端的屏蔽緊密聯(lián)接。如果要排除試品表面泄漏電流的影響,可在試品高電位端用裸金屬軟線緊密繞幾圈后與高壓引線的屏蔽相聯(lián)接(見圖7b)。
⑶ 對氧化鋅避雷器、磁吹避雷器等試品接地端可分開的情況下,也可采用在試品的底
部(地電位側(cè))串入電流表進(jìn)行測量的方式,但也必須使用屏蔽線(見圖8a)。當(dāng)要排除試品表面泄漏電流的影響,可用軟的裸銅線在試品地電位端繞上幾圈與屏蔽相聯(lián)接(見圖8b)。
⑷ 試驗完畢,降壓,將調(diào)壓電位器回零后,隨后按綠色按鈕,切斷高壓并關(guān)閉電源開關(guān)。
⑸ 對于氧化鋅避雷器等小電容試品,一般通過測壓電阻放電,時間很快。而對電纜、電機(jī)等大電容試品,一般要等待試品電壓自放電到試驗電壓的20%以下,再通過放電棒進(jìn)行放電。待試品充分放電后并掛好接地線,才允許進(jìn)行高壓引線的拆除和更換接線工作。
5、保護(hù)動作后的操作
在使用過程中發(fā)現(xiàn)紅燈滅,綠燈亮,直流高壓下降,即為有關(guān)保護(hù)動作。此時應(yīng)按下列步驟操作:
⑴ 將調(diào)壓電位器退回零位。
⑵ 關(guān)閉電源開關(guān),面板指示燈均不亮。
⑶ 一分鐘后,待機(jī)內(nèi)低壓電容器充分放電后,才允許再次打開電源開關(guān)。重新進(jìn)行空載試驗,并查明情況后,可再次升壓試驗。
直流高壓發(fā)生器故障產(chǎn)生的原因非常多，也是高壓系統(tǒng)中zui不好解決的問題，在解決此類故障是應(yīng)該系統(tǒng)的考慮問題，產(chǎn)生此類故障的原因有：
1）直流高壓發(fā)生器球管：常見的為高壓頭打火，陰極zui常見，陽極很少見；球管內(nèi)部打火，旋轉(zhuǎn)陽極不轉(zhuǎn)，或者轉(zhuǎn)速很低，或者陽極與管殼有刮碰等。排除它的故障一般先查看，傾聽，不可見的問題只能用排除法。
2）高壓電纜：一根高壓電纜中有獨立的三根線，在使用中，作為陰極使用的電纜中，三根線分別為大小燈絲和負(fù)kv輸出端；作為陽極使用的電纜中，三根線在TANK和球管段分別短接在一起，因此zui容易出現(xiàn)故障的是陰極電纜，排除故障時常用交換兩根高壓電纜的方法。
3）直流高壓發(fā)生器旋轉(zhuǎn)陽極板（雙速啟動板）：輸出電壓太低，導(dǎo)致球管陽極轉(zhuǎn)速很慢，常見于雙速啟動板，可能是調(diào)整或者是輸入電壓的問題，具體情況需查明。
4）諧振電容：導(dǎo)致錯誤的具體原因暫時沒有查明，可能與電容極板的絕緣強(qiáng)度，充放電速度有關(guān)。
5）TANK: TANK中常見的故障就是放電打火，放線時時可以在殼體附近聽到聲響，打開TANK時注意防塵防潮，若是器件損壞，比較容易發(fā)現(xiàn)，變壓器油也會變渾；若是線打火，比較難查，注意走線的位置。
6）KV/MA反饋線：此線的問題常是因為電磁干擾造成的，特別是CPI-100系列高壓發(fā)生器，電磁干擾zui為明顯，需要注意的是，這根線的屏蔽層只能一短接地，如果兩端都接地則沒有屏蔽作用了。
7）直流高壓發(fā)生器蓄能電容：由蓄能電容產(chǎn)生的問題很少，多為蓄能電容的損壞造成的，一般可見。
8）電源的原因（輔助驅(qū)動板，輔助板）：常見為+12V電壓偏低，一般低于11.7V時，就會產(chǎn)生故障，電壓低的zui終原因是控制板上的比較器基準(zhǔn)電壓偏低，在正常的電壓輸入范圍內(nèi)時就發(fā)生翻轉(zhuǎn)。
9）直流高壓發(fā)生器電流互感板（電流互感線圈）：注意同名端的方向，接插件是否連接可靠，線圈是否焊接牢固，沒有損壞。
10）控制板1：此故障的信號直接由其產(chǎn)生，排除電源的問題，器件的損壞比較常見。
11）控制板2：由其產(chǎn)生此問題不常見，但因其產(chǎn)生SCR的觸發(fā)信號，在觸發(fā)頻率發(fā)生偏移比較大時，不能與諧振回路很好的配合時，會出現(xiàn)KV/MA錯誤，嚴(yán)重時可擊穿可控硅。
12）直流高壓發(fā)生器接口板：多位信號的傳輸發(fā)生問題，可以測量CR27正相端BEAM FAULT信號。
13）CPU板：多為器件損壞，很少見
14）逆變板：對于CPI-100系列高壓發(fā)生器，逆變板發(fā)生故障導(dǎo)致KV/MA錯誤比較常見，可以直接更換逆變板，或者查找原因更換器件。
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