HDZG-II直流高壓發生器工作原理造成電壓失控的主要原因

HDZG直流高壓發生器兩種結構，一種是一體式一種是分體式，一體式直流高壓發生器采用單節倍壓，通常為200kV內用，高于200kV采用分節式結構，即既可用于高電壓等級，又能用于較低電壓等級，并保持其精度不變絕緣在制造、運輸、檢修的過程中 ，有可能發生意外事故而殘留缺陷 ，在電氣設備長期的運行過程中 ，絕緣還會受到濕度、水分、機械應力、電場、發熱以及大自然等各種因素的作用和影響 ，這些都會使絕緣發生老化而形成缺陷的存在和發展 ，由此造成設備的損壞 ，可能使企業發生意外停電事故 ，從而影響到全廠的安全生產。

1 工作原理

電力系統是企業安全生產的重要一環 ，為保證電力系統的安全運行 ，預防事故的發生 ，人們主要使用直流高壓發生器來做直流泄露試驗和直流耐壓試驗來判斷設備的好壞。直流泄露試驗和直流耐壓試驗的原理是一樣的 ，都是將220V 的交流電通過調壓器送至升壓變壓器 ，升壓變壓器則輸出高壓經過硅堆整流和電容濾波后加到被試品上。通過調壓器來調整實驗輸出電壓 ，其輸出電壓是連續可調的。

2 造成電壓失控的主要原因

直流泄露試驗是通過泄露電流的大小以及在連續升壓的過程中泄露電流的變化情況和試驗電壓達到額定值時泄露電流的穩定情況來綜合分析被試品的絕緣好壞。直流耐壓試驗是在規定的時間、規定的電壓下 ，絕緣材料未被擊穿和有沒有發生閃絡來判斷絕緣材料是否合格。高壓試驗本身就是一個破壞性試驗 ，但是這種試驗可以發現非破壞試驗不能發現的缺陷 ，特別實在絕緣中存在微小氣泡和非貫穿性的缺陷時。其缺點就是在試驗的過程中會對絕緣造成一定的損傷。這就要求對輸出的試驗電壓嚴格按照規程中的要求分別對不同的被試品施加不同的電壓。

直流高壓發生器具有體積小、電壓高、使用方便等優點 ，特別適用于現場預防試驗和交接試驗 ，因此在各類試驗中廣泛采用 ，而我們現在使用的直流高壓發生器 ，只有在被試品發生閃絡擊穿時通過大電流保護用電流繼電器才能跳開控制回路電源從而斷開主回路電源 ，而對其它意外原因造成的輸出電壓失控沒有什么保護措施 ，這種失控電壓一旦加到被試品上后可形成如圖 2 所示的一系列對電力系統的損壞，甚至造成部分設備停電事故。

造成電壓失控的主要原因是 ：1）自耦調壓器繞組短路 ；2）碳刷損壞 ；3）碳刷上引線過長 ，在搬運和使用過程中碰到線圈其它部位 ；4）回零限位開關松動在調壓器回零時碳刷接觸到調壓器繞組尾部造成全壓輸出 ，這種情況也是危害最大的 ，這時試驗變壓器將輸出最高電壓 ；5）其它原因造成的輸出電壓失控。

根據這種情況我將我們現在使用的直流高壓發生器進行了改進，在直流高壓發生器的控制電路中加入一限壓電壓繼電器，通過控制進入到變壓器的輸入而達到控制輸出電壓的目的。電壓繼電器是通過插件與試驗器的控制箱相連 ，在使用時將繼電器插入控制箱，通過轉換開關將繼電器與控制線路聯系在一起，試驗完畢后 ，將繼電器拔出 ，通過轉換開關將電路恢復到原來狀態。試驗接線圖如下 ：

1. 雙極開關 ；2. 熔斷器 ；3. 綠色指示燈 ；4. 常閉分閘按鈕 ；5. 常開合閘按鈕 ；6. 電磁開關 ；7. 紅色指示燈 ；8. 限位開關 ；9. 調壓器 ；10. 電壓繼電器 ；11. 轉換開關 ；12. 電壓表 ；13. 電流表 ；14. 電流繼電器 ；15. 升壓變壓器 ；16. 高壓整流管 ；17. 保護電阻 ；18. 高壓穩壓電容 ；19. 微安表頭 ；20. 被試品（10.11）為改進后加入的元件

3 改進后的直流高壓發生器的操作

1）先合雙極開關 ，綠色指示燈亮 ；

2）將調壓器回到零位，限位開關接點閉合，按下合閘按鈕，紅色指示燈亮 ，電磁開關閉合 ，接通調壓器電源 ；

3）插入電壓繼電器 ，并將電壓整定值調到最大 ，將轉換開關打到斷開位置。調節調壓器開始升壓 ，將電壓調到限定的電壓值 ，松開調壓器旋鈕 ，減少電壓繼電器的定值 ，直到繼電器動作為止 ，這樣試驗變壓器最高輸出產前被限制到要求的變壓值 ，只要電壓超過繼電器的整定值 ，其常閉接點斷開 ，切斷電磁開關的電源 ，開關復位 ，從而斷開調壓器的輸入電源 ，紅色指示燈滅 ，綠色指示燈亮 ，使得輸出為零 ；

4）保護電壓的整定值是根據不同的被試品 ，將其整定在圖 3 所示的 A 點以內 ，不同的絕緣材料的性能是不同的 ，因此在現場實驗室具體的 A 點很難確定 ，通常我們都是將電壓繼電器的整定值定在被試品規定的試驗電壓值的 105%~110%主要條款技術要求甚至高于 GB/T 9711.2，選用標準上高于煉廠經常采用的 GB/T8163《輸送流體用無縫鋼管》。

其中值得注意的是 ，丙烯管道在第三方破壞、開孔破裂等事故狀態下，液態丙烯汽化時吸熱可使裂口附近溫度快速下降，能降溫至 -40℃以下（丙烯沸點 -47.4℃）。裂口較小時可能會出現冰凍現象 ，裂口較大時會呈現丙烯噴射 ，甚至可能出現冰堵現象 ，有可能給管道維護搶修帶來很多困難。但考慮到由于輸送條件是常溫 ，低溫只是事故情況才會發生 ，而且在煉廠儲運系統中輸送液體丙烯管道選用的也是普通碳鋼。而且理論上講 ，溫度由 30℃降至 -40℃對管材強度影響較小 ，可忽略對管材屈服強度的影響。因此普通碳鋼滿足本工程要求。只有在站場有低溫排放時 ，排放管線及設備要考慮選用低溫碳鋼。因此埋地部分管道 ，鋼管材質選用 L245NB，與煉廠用 20# 鋼屈服強度一樣。壁厚選擇上根據 GB-50251 中三級地區的要求進行選取 ，乙烯管道理論計算壁厚為 4.57mm，實際選取 8.0mm ；丙烯管道理論計算壁厚為 2.74mm，實際選取 6.5mm，通過提高管道的強度設計系數