一、局部放電試驗裝置的產品介紹

ME-HVFP-5kW PT 局部放電試驗裝置，是針對電磁式電壓互感器的交流耐壓和局部放電試驗而設計的專用設備。其采用感應加壓的試驗方式，通過提升試驗頻率，有效避開電壓互感器的磁飽和區域。對于 110kV 及以上大容量的電壓互感器，該裝置運用低壓側并聯電抗器的方法，通過電抗器補償電容電流，以此降低試驗電源所需電流。

此試驗裝置具備功能：

可應用于 220kV 及以下電壓等級的電磁式電壓互感器（PT），開展感應耐壓試驗和局部放電試驗（部分設備需要進行電感補償）。

適用于 500kV 及以下電壓等級的電磁式電流互感器低頻特性試驗。

能夠作為 35kV 及以下電壓等級電力變壓器耐壓試驗和局部放電試驗的電源（部分設備需要電感補償）。

可作為 400kV 及以下各種電壓等級的變頻串聯諧振試驗設備的電源，用于 SF6 組合電器、SF6 斷路器、電流互感器、電壓互感器、電容型套管、高壓電纜、帶電作業工具等高壓設備的工頻（50～60Hz）、變頻 (20～300Hz) 耐壓試驗。

還可單獨作為中頻電源和大功率中頻信號源使用。該裝置的初始合閘電壓、試驗電壓波形、并且具有體積小巧、重量輕便、操作便捷、性能指標良好、功能多樣等特點，是一套適用于現場試驗的設備。

二、局部放電試驗裝置的功能特點

試驗等效性良好：本裝置輸出為標準正弦波，波形失真程度小，波形畸變率小于 3％。與其他脈寬調制型變頻電源裝置不同，此類電源輸出為方波，需經過波形整形才能成為正弦波，而本裝置無需此復雜過程。

簡化測量流程：使用該裝置進行試驗時，無需進行峰值測量操作。

便于現場使用：裝置體積小、重量輕，搬運靈活，特別適合在各類現場環境中開展試驗工作。

操作簡便：操作過程簡潔易懂，接線方式簡單，降低操作難度。

安全可靠：裝置內部集成多種保護功能，包括放電擊穿保護、過電壓整定保護、輸出短路保護、開機零位保護、橋臂放大回路保護、功率曲線保護等。一旦觸發任何一種保護機制，裝置會立即停止試驗電壓輸出，切斷主回路電源，充分保障試驗人員、被試品以及試驗系統的安全。

控制精準：采用微機控制技術，信號源由專用芯片產生，輸出頻率穩定性高，可達 0.001Hz 。同時，輸出電壓也由微機精準控制，確保輸出電壓不穩定度小于 1%。

三、局部放電試驗裝置的保護部分

本裝置配備多種保護回路，保障變頻電源裝置使用過程中試驗人員和設備的安全。

過電流保護：試驗過程中若發生出口短路情況，變頻柜能夠在 2 微秒內迅速切斷電源，并在屏幕上顯示 “內部故障" 提示信息。

放電擊穿保護：當被試品出現放電擊穿現象時，裝置會快速切斷輸出電壓，同時斷開電源。高壓回路的負荷通過中間升壓變壓器釋放，避免產生過電壓影響其他設備。

過壓保護：裝置支持試驗電壓整定功能，可防止因外部因素導致試驗電壓異常升高。當試驗電壓超過設定數值，變頻電源裝置將自動切斷回路，并在屏幕上提示 “超過過電壓整定值"（此功能需要在分壓器上獲取電壓信號）。

設備內部保護：若設備內部器件損壞，直流回路上的 IGBT 會迅速關斷，先切斷直流電源，隨后切斷交流電源，防止故障擴大，同時屏幕提示 “內部故障"，整個過程在 15 微秒內完成。

速斷保護：當發生交流短路或控制回路短路時，主電源開關（具備速斷功能的空氣開關）能夠及時切斷故障。

開機零位保護：啟動變頻電源裝置時，輸出端始終保持零狀態，無脈沖信號和電壓輸出。

防止誤操作保護：在試驗過程中誤觸裝置的任何按鈕，都不會對被試品造成損傷。

四、局部放電試驗裝置的技術指標

4.1 一般使用條件

海拔高度：不超過 2000m；

環境溫度：處于 —10℃～40℃之間；

相對濕度：不超過 90%；

日照強度：0.1% W/cm2；

最大日溫差：小于 25℃；

無導電塵埃；

無火災及爆炸危險；

不存在腐蝕金屬和絕緣的氣體；

設有可靠接地點；

放置位置傾斜度不大于 5 度；

存放地點：戶內；

存放環境溫度：－20℃～40℃，相對濕度不超過 90%。

4.2 性能參數

額定輸入電壓：單相交流 220V±10%， 50Hz；

輸出方式：單相輸出；

輸出電壓：0～190V；

額定輸出電流：0～26A；

額定輸出功率：5kW；

頻率調節范圍：20～300Hz；

頻率調節精度：0.1Hz；

頻率穩定度：0.01Hz；

滿負載下連續工作時間：60 分鐘；

輸出波形：標準正弦波；

輸出電壓波形畸變率：不大于 1%；

輸出電壓不穩定度：不大于 1%；

變頻柜重量：28kg；

噪音水平：小于 75dB。

五、局部放電試驗裝置的工作原理

變頻電源裝置實現大功率輸出采用逐級放大原理，從微小信號源出發，經過多次放大，最終滿足試驗所需的大功率輸出要求。

信號源產生標準正弦波信號，通過數字電位器實現頻率與電壓調節，該調節過程對應試驗中的頻率和電壓調整，頻率測量和調節在信號源部分完成。信號源輸出直接驅動 “橋式功放電路"，這是產生大功率的關鍵部分，工作時發熱量較大，需配備風冷系統進行散熱。在相關電路結構中，Q1～Q 4 為四個等效三極管，對應變頻電源四個橋臂，每個橋臂由數十只三極管并聯組成，并采取有效均流措施。正半周時，前級放大信號經推動變壓器（T1~T4）作用于 Q1～Q4 三極管基極，使 Q2、Q3 截止，Q1、Q4 導通，電流經 Q1、負載、Q4 形成正弦波正半周；負半周時，模擬信號推動 Q2、Q3 基極，Q1、Q4 截止，Q2、Q3 導通，電流經 Q3、負載、Q2 形成正弦波負半周，從而在負載上形成完整正弦波。

“橋式功放電路" 運行依賴大功率直流電源，本裝置電源直接取自 380V 交流電源，經具備過流和速斷保護的開關進入橋式整流電路，將交流轉換為脈動直流，再通過濾波電感和濾波電容組成的濾波電路，將脈動直流轉變為平滑直流電源供給 “橋式功放電路"。由于濾波電容器電容量達數千微法，直接合閘充電電流大，可能導致總電源開關跳閘，因此裝置增設預合閘回路（啟動電源開關時執行），先以小電流為濾波電容充電，待充電電流變小后再合閘，避免較大啟動沖擊電流。分閘后，濾波電容儲存電荷通過放電電阻緩慢釋放。整個裝置的保護回路由 “快速過流保護" 部分控制 “橋式放大電路" 直流工作電源，故障發生時迅速切斷工作電源，保護后級回路。

“橋式功放電路" 輸出端連接中間升壓變壓器低壓端，中間升壓變壓器高壓端接入試驗回路。試驗回路與中間升壓變壓器之間始終保持能量釋放通道，不會出現開路情況。因此，無論變頻電源內部故障還是外部電源突然停電，被試變壓器或諧振回路都不會被切斷，與傳統試驗變壓器不同，不會出現電流強制過零現象，裝置也不會產生過電壓。