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高壓發生器

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高壓發生器(英文:high voltage power supply 簡稱:HVPS)又稱直流高壓發生器,是高壓電源的傳統稱呼,是指主要用於絕緣和漏電檢測中的高壓電源,現在高壓電源和高壓發生器已經沒有嚴格的區別。
中文名
高壓發生器
外文名
high voltage power supply 
相對濕度
25℃時不大於85%,無凝露
工作方式
間斷使用30分鐘

高壓發生器產品介紹

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高壓發生器又稱直流高壓發生器,是高壓電源的傳統稱呼,是指主要用於絕緣和漏電檢測中的高壓電源,目前高壓電源和高壓發生器已經沒有嚴格的區別。英文:high voltage power supply 簡稱:HVPS。 高頻直流高壓發生器採用了高頻倍壓電路,應用了最新的PWM高頻脈寬調製技術,閉環調整,採用了電壓大反饋,使電壓穩定度大幅度提高。使用性能卓越的大功率IGBT器件及其驅動技術,並根據電磁兼容性理論,採用特殊屏蔽、隔離和接地等措施。使直流高壓發生器實現了高品質、便攜式,並能承受額定電壓放電而不損壞。
VLF 0.1HZ 超低頻高壓發生器結合了現代數字變頻先進技術,採用微機控制。升壓,降壓,測量,保護完全自動化。並且在自動升壓過程中能進行人工干預。由於全電子化。可廣泛用於電纜,旋轉電機,電力電容器的交流耐壓試驗之中。
直流高壓發生器採用中頻整流濾波技術,解決了工頻直流高壓發生裝置波紋係數較大,波形不平穩的缺點。直流高壓發生器 最新研究、設計、製造的新科技產品,適用於電力部門、廠礦企業動力部門、科研單位、鐵路、化工、發電廠等對氧化鋅避雷器、磁吹避雷器、電力電纜、發電機、變壓器、開關等設備進行直流高壓試驗,是新世紀最理想的換代產品。智能直流高壓發生器應用新一代PWM高頻脈寬調製技術,採用高端中頻倍壓電路,高性能閉環調整,高電壓大反饋,大大進一步提高了電壓穩定度。根據《便攜式直流高壓發生器通用技術條件》(ZGF24003-90)國家標準,在原先直流高壓發生器基礎上符合日行電氣電磁兼容性理論原則,採用國標法特殊屏蔽、隔離和接地等措施的原則和方法,使用性能更卓越的大功率IGBT器件及其驅動技術,現代電子高新技術芯片,智能化操作,是智能直流高壓發生器更具真正的智能化,便攜式,進一步擴大承受電壓的範圍不受損害。 [1] 

高壓發生器發生器特點

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直流高壓發生器是根據中國行業標準ZBF 24003-90《便攜式直流高壓發生器通用技術條件》的要求,最新研究、設計、製造的,是新時代的科技產品——便攜式直流高壓發生器,適用於電力部門、科研單位、鐵路、化工、發電廠、大型企業動力部門對氧化鋅避雷器、磁吹避雷器、電力電纜、發電機、變壓器、開關等設備進行直流高壓試驗和泄漏電流試驗。
採用脈衝寬度調製(PWM)技術、IGBT、以及先進的電子線路及元件,具有輸出不受電網波動干擾,有零位、過流、擊穿、過壓等保護措施,無論過流、擊穿、過壓保護電路都能迅速動作,有效保障設備及人員安全。其輸出採用液晶顯示,體積及重量比原KGF型要輕便的多,非常適合現場使用。全新設計的“0.75U"液晶顯示器可直接顯示並鎖存0.75U1mA現場試驗不需人工計算。
精度高、測量準確。電壓、電流表均為數字顯示,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,高壓端採用圓形屏蔽數字表顯示,不怕放電衝擊,抗干擾性能好,適合現場使用。
電壓調節穩定度高,全量程平滑調壓,輸出電壓調節採用進口單個多圈電位器,升壓過程平穩,調節精度高,並設計有粗調和細調功能。電壓調節精度優於0.1%,電壓、電流測量誤差小於1.0%,脈動因數優於0.5%。 [1] 

高壓發生器技術條件

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電源:AC220V±10%,50Hz±1%;
輸出電壓指示精度:<1級;
輸出電流指示精度:<1級;
紋波係數:≤0.5%;
0.75倍輸出電壓指示精度:<1級,帶鎖存。 [1] 

高壓發生器使用條件

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相對濕度:25℃時不大於85%,無凝露;
工作方式:間斷使用30分鐘;
環境温度:-10 ~ 40℃;
海拔高度:1500m以下。 [1] 

高壓發生器保護功能

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內部過壓保護, 內部過流保護;
外部過壓保護(保護電壓可整定), 外部過流保護或擊穿保護;
內部功率保護;
非零點啓動保護;
定時聲訊報警。 [1] 

高壓發生器試品測試

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在高壓輸出端子和地接線柱之間接入試品。
打開電源開關 ,輕按“啓動”按鍵 ,“電源”指示燈 (紅色)亮,緩慢調節電壓粗調旋鈕 和電壓細調旋鈕 進行測試。測試時電壓顯示錶 指示試驗電壓值,單位為kV;0.75倍電壓顯示錶 指示試驗電壓值的75%,單位位kV;電流顯示錶 指示試驗電流值,單位為mA。
在試品測試過程中按下0.75倍電壓顯示鎖存按鍵 ,則0.75倍電壓顯示錶 顯示值鎖定,維持顯示值不便,這樣在做氧化鋅避雷器試驗時很方便地可作為參考電壓。在任何時候按下定時開按鍵 ,則啓動時間繼電器 ,在記時到達預設的時間時,蜂鳴器發出報警訊響。在試驗過程中,如果負載電流超過儀器額定輸出電流的0-10%時,“過流”指示燈 亮,過流保護,防止損壞試品和儀器。
試驗結束後,反時針調節電壓粗調旋鈕 和電壓細調旋鈕 ,旋到零位後,電壓顯示錶 緩慢回到零位,“零位”指示燈 亮。當三個顯示錶顯示零值後,輕按停止按鍵 ,此時紅色指示燈 滅,再關掉電源開關 。當被試品電容量很大時,電壓粗調、細調均調到零位後,輸出電壓顯示錶遲遲不能回零,則先按停止按鍵 ,再關機。然後用放電棒將試品放電,再拆除被試品接線。 [2] 

高壓發生器注意事項

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1、在電纜耐壓試驗過程中,升壓過程應勻速緩慢,降壓過程也應勻速緩慢,同時應在高壓輸出端加上保護水阻。否則,反電壓易損壞儀器。
2、儀器試驗時,接地必須良好,應選擇地網或地樁,不可在無接地的情況下試驗。
3、使用直流高壓發生器的工作人員,必須具有“高壓試驗上崗證”的專業人員。
4、使用本儀器請用户必須按《電力安規》168條規定,並在工作電源進入試驗器前加裝兩個明顯斷開點。當更換試品和接線時,應先將兩個電源斷開點明顯斷開。
5、試驗前請檢查所有試驗接線、控制箱、倍壓筒和試品的接地線是否接好。試驗迴路接地線應按本説明書所示,一點接地。
6、對大電容試品的放電應用ZS專用放電電阻棒對試品放電。放電時不能將放電棒立即接觸試品,應先將放電棒逐漸接近試品,到一定距離空氣間隙開始遊離放電,有嘶嘶聲,當無聲音時可用放電棒放電,最後直接接上地線放電。
7、 直流高壓在200kV及以上時,儘管試驗人員穿絕緣鞋,且處在安全距離以外區域,但由於高壓直流離子空間電場分佈的影響,會使幾個鄰近站立的人體上帶有不同的直流電位。試驗人員不要互相握手或用手接觸接地體等,否則會有輕微電擊現象,此現象在乾燥地區和冬季較為明顯,但由於能量較小,一般不會對人體造成傷害。
8、ZS系列便攜式超輕型直流高壓發生器控制箱電源為交流AC 220V±10%,50Hz。如果電源經1/1隔離變或現場用自發電源,則必須人為將電源有一點與大地聯接。 [2] 

高壓發生器操作及步驟

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高壓發生器操作前準備

將控制箱的輸出電纜插座與倍壓裝置電纜插座用專用電纜連接好,本儀器由使用前檢查其完好性,聯接電纜不應有短路和斷路;倍壓筒應無凝露現象;用2.5mm2以上的銅線將控制箱接地與倍壓裝置接地端連接起來並可靠接地。

高壓發生器操作過程

(1) 在高壓輸出端子和地接線柱之間接入試品。
(2) 插上電源線,打開電源開關 ,“高壓分”指示燈(綠色)亮,“高壓合”指示燈(紅色)滅;電壓顯示錶及電流顯示錶,以及0.75倍電壓顯示錶顯示均為零值。
(3) 將電壓、電流整定旋扭順時針旋到底,電壓調節旋扭逆時針旋到零位。(注:電壓調節旋扭不在零位,無法啓動“高壓合”按鍵)
(4) 輕按“高壓合”按鍵,“高壓合”指示燈(紅色)亮,緩慢調節電壓調節旋鈕到所需電壓值進行測試。測試時電壓顯示錶指示試驗電壓值,單位為kV;0.75倍電壓顯示錶11指示試驗電壓值的75%,單位位kV;電流顯示錶7指示試驗電流值,單位為uA。
(5) 在試品測試過程中按下0.75倍電壓顯示鎖存按鍵,則0.75倍電壓顯示錶顯示值鎖定,維持顯示值不便,這樣在做氧化鋅避雷器試驗時很方便地可作為參考電壓。
(6) 在任何時候按下定時開按鍵,則啓動時間繼電器,在記時到達預設的時間時,蜂鳴器發出報警訊響,同時切斷高壓輸出。
(7) 在試驗過程中,如果負載電流超過儀器額定輸出電流的0-10%時,“過流”指示燈亮,過流保護,防止損壞試品和儀器。
(8) 在試驗過程中,如果試驗電壓超過儀器額定輸出電壓的0-10%時,“過壓”指示燈亮,過保護,防止損壞試品和儀器。
(9) 試驗結束後,反時針調節電壓調節旋鈕旋到零位後,電壓顯示錶緩慢回到零位。當三個顯示錶顯示零值後,輕按“高壓分”按鍵,此時“高壓合”指示燈(紅色)滅,“高壓分”指示燈(綠色)亮,再關掉電源開關。
(10) 當被試品電容量很大時,電壓調節旋鈕旋到零位均調到零位後,輸出電壓顯示錶遲遲不能回零,則先按“高壓分”按鍵,再關機。然後用放電棒將試品放電,再拆除被試品接線。

高壓發生器保護的設定

本儀器由設置了過壓保護,過流保護及內部功率保護,其中過壓保護,過流保護可由外部人為設定,而功率保護在儀器出廠時已確定,不能由外部確定。
(1) 過壓保護
在試驗時,如果不需要設定時,可將電壓指定旋鈕順時針旋到最大,這時過壓保護在超過額定輸出電壓動作,過壓保護指示燈(黃色)亮。 如果需要設定過壓保護值時,在試驗前,可先不接被試品,將電壓整定旋鈕順時針旋到最大,然後按前述操作過程升壓至所需電壓值,再將電壓整定旋鈕逆時針旋到過壓保護值時且過壓保護指示燈(黃色)亮,此時過壓保護值即設定。然後關掉電源開關,用接地棒將高壓接地放電,接上試品即可試驗,此時試驗電壓超過設定值時將自動切斷高壓,過壓保護動作。
(2) 過流保護
在試驗時,如果不需要設定時,可將電流整定旋鈕順時針旋到最大,這時過流保護在超過額定輸出電流動作,過流保護指示燈(黃色)亮。如果需要設定過流保護值時,在試驗前,可先接上被試品,將電流整定旋鈕順時針旋到最大,然後按前述。 [2] 

高壓發生器簡單故障排除

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1、電源開關打開時,控制箱上的數顯表不亮
請檢查電源連線及所有保險管,保險管若有損壞時,請按保險管座旁標註的安培數更換新管。
2、若打開電源開關,數顯表亮,高壓顯示燈(綠)不亮,加不上高壓。
① 故障顯示"回零"燈亮。
沒有回零位,請逆時針轉動高壓輸出調整鈕和微調旋鈕回到零位上至"回零"燈滅,即可加高壓。
② 故障顯示"其它"燈亮有兩種現象:1、接地保護,2、斷線保護。
a)可能接地線未接好,或地線不可靠接地。請接好可靠的地線,關閉電源,重新啓動。
b)可能為連接控制箱與高壓塔的電纜未接好,接好電纜請關閉電源,重新啓動。或電纜線兩端焊接頭脱焊時會出
西姆卡高壓發生器
西姆卡高壓發生器(6張)
現此故障,請焊好電纜兩端的焊頭,關閉電源,重新啓動。
c)可能控制箱內某一線頭脱焊斷開,請重新焊接好,關閉電源,重新啓動。
3、一切正常,但在未升到額定輸出電壓的 過程中保護
①故障顯示"過流"燈亮。
a)試品短路,或泄漏電流過大。
b)大電容負載時,升壓過快。關閉電源,重新啓動,減慢升壓速度。
② 故障顯示"過壓"燈亮。
過壓保護整定旋鈕未置於最大處,請順時針旋轉到最大處,關閉電源,重新啓動。
4、當試品高壓下發生短路時,由於短路電流大,有可能把所有的故障顯示燈均點亮,,這屬正常,請排除試品故障後重新啓動。
5、試品故障排除後,故障顯示燈依然亮,加不上高壓。
電源開關兼為故障保護重置開關,請關閉電源開關,重新啓動,即可升壓。
6、如發現電壓表數字波動很大時,請查連接電纜線兩頭航空插頭7腳屏蔽網頭和中心屏蔽線頭是否脱焊斷開,如斷開請焊接好。 [3] 

高壓發生器相關概念

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1)額定輸出電壓:在規定的工作條件下,直流高壓發生器高壓輸出端經限流電阻接到被試品,當被試品上通過額定輸出電流,且直流高壓脈動符合要求時的最大直流電壓稱為額定輸出電壓。
2)額定輸出電流:在規定的工作條件下和規定的連續運行時間內,直流高壓發生器在輸出電壓及其脈動均符合要求的條件下,能夠輸出的最大電流稱為額定輸出電流。
3)額定輸出功率:額定輸出電壓與額定輸出電流同時出現時,此兩額定值的乘積稱為額定輸出功率。
4)直流高壓脈動:脈動是指對直流高壓算術平均值的週期性脈動。脈動幅值是指最大值和最小值之差的一半。脈動因數則是脈動幅值與算術平均值的比值。
5)直流高壓隨機波動:直流高壓隨機波動是直流高壓輸出端隨交流電網電源電壓的影響而波動。隨機波動幅值是指直流高壓算術平均值的隨機變化。
6)直流高壓電壓漂移:直流高壓電壓漂移是指電源電壓不變,直流高壓發生器在阻性負載的條件下,直流高壓調節器放在額定電壓位置時,一定時間內直流高壓的漂移值。 [3] 
參考資料
  • 1.    直流高壓發生器快速極性轉換方法研究 郝金鵬; 李秀廣; 馬雲龍; 田祿 城市建設理論研究(電子版) 2017-07-05
  • 2.    基於Cortex-M4醫用高頻高壓發生器的研究 郝利國; 李靖宇; 劉雅楠; 薛儉雷; 張淑麗 中國測試 2017-06-20
  • 3.    X線機Sedecal高頻高壓發生器的維修實例 黃耀盛; 林柏生 醫療裝備 2017-04-15