智能直流高压发生器.docx
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智能直流高压发生器
智能直流高压发生器
GS103系列智能直流高压发生器是根据中国行业标准ZBF24003-90《便携式直流高压发生器通用技术条件》的要求，最新研究、设计、制造的，是新时代的科技产品--便携式直流高压发生器，是适用于电力部门、厂矿企业动力部门、科研单位、铁路、化工、发电厂等对氧化锌避雷器、磁吹避雷器、电力电缆、发电机、变压器、开关等设备进行直流高压试验，是新世纪最理想的换代产品。
GS103系列智能直流高压发生器采用高频倍压电路，率先应用最新的PWM高频脉宽调制技术，闭环调整，采用了电压大反馈，使电压稳定度大幅度提高。
使用性能卓越的大功率IGBT器件及其驱动技术，并根据电磁兼容性理论，采用特殊屏蔽、隔离和接地等措施。
使直流高压发生器实现了高品质、便携式，并能承受额定电压放电而不损坏。
GS103系列智能直流高压发生器仪器主要部件选用美国、德国、日本等国先进技术的元器件，使仪器更可靠、更稳定，倍压筒体用德国技术研制生产，高频变压器经有关专家特殊设计、体积小，容量大，过载能力强，便于现场作业试验。
展望未来，企业将继续积极开拓市场。
以质量和信誉为生命，不断提高科技水平，研制出尖端的优质产品，以满足用户的需要，努力开拓，再铸新世纪的辉煌。
二、产品特点
1、GS103型智能直流高压发生器在行业内率先采用分节式结构，即既可用于高电压等级，又能用于较低电压等级，并保持其精度不变。
以100/200kV/2mA分两节为例，单节时可做100kV/4mA使用，可用于35kV及以下系统电气设备直流高压试验，此时可保证测量的准确性避免大马拉小车；两节使用时可做200kV/2mA使用.可用于220kV分节、110kV及以下氧化锌避雷器直流试验及交联电缆的直流耐压试验。
真正做到一机两用，大大方便了现场用户的使用。
2、首家采用计算机控制技术，控制PWM脉宽调制、测量、保护及显示，在LCD显示器上显示输出直流高压电压、电流、过压整定、计时及保护信息，并带有RS232接口与计算机进行通讯。
3、首创智能接地不良保护及报警功能（接地不良不能升压），测压回路断线保护（电压测量回路断线仪器不能升压），急停按钮，大大提高了操作人员在作业过程中安全性。
4、采用30-50kHz高频倍压电路，率先应用最新PUM脉宽调制技术和大功率IGBT器件，并根据电磁兼容性理论，采用特殊屏蔽、隔离和接地等措施使直流高压发生器实现了高品质，能承受额定电压放电而不损坏机器。
5、GS103型智能直流高压发生器采用电压大反馈，使电压稳定度大大提高，为氧化锌避雷器试验专门设计了0.75UDC-1mA的触发按纽，还将频率提高到30-50KHz，使控制箱和倍压筒体体积和重量有了较大的减小，更便于现场使用。
6、GS103机选用美国、日本等先进技术的元器件和德国制造的国际型系列机箱，集实用与美观为一体。
7、GS103机的倍压筒体用德国技术研制；中频变压器经有关专家特殊设计，体积小、容量大。
倍压筒体底座内藏△-Y撑脚，即使用时展成Y形，支撑稳定方便，装箱时缩成△形，藏在底座内。
8、GS103型直流高压发生器具有多种保护功能，如：
低压过流、低压过压、高压过流、高压过压、零位保护、不接地保护等。
故障取样采用专用的传感器，动作时间为纳秒级，光隔离元件也为纳秒级，动作时间一般在10微秒可完全关断直流主回路。
推动信号快速关断保护在输出端采用专用传感器取样，反应时间为纳秒级，通过纳秒级的光隔离元件和纳秒级的模拟开关，全过程在2微秒内将功放电路的推动信号切断，保证在输出短路的情况下，不损坏功率器件。
三、电气工作原理框图
电源输入直流
AC220V高压
50Hz输出
图1工作原理框图
四、GS103系列产品规格及主要技术性能
规格
技术参数60/2100/2100/10160/2180/2200/2250/2100/2003/2200/3003/2其它
等级
输出电压
（kV）60100100160180200250100/200200/300600~800kV等合同
定做。
输出电流（mA）221022223/23/2
输出功率（W）1202001000320360400500400600
充电电流
（mA）3.03.012.03.03.03.03.04.5/3.04.5/3.0
机箱重量（kg）4.34.35.34.34.34.44.54.58.1
倍压筒尺寸（mm）Φ80
×500Φ80
×620Φ80
×770Φ80
×770Φ110
×770Φ110
×770Φ110
×820Φ110
×800Φ110
×1350
倍压重量（kg）6.36.87.57.27.27.27.67.512.6
高压极性负电压极性,零电压启动,连续可调。
工作电源AC220V±10%；50Hz
电压测量误差1.0%（满度）±1个字,最高分辨率0.1%kV
电流测量误差1.0%（满度）±1个字,最高分辨率0.1%uA
过压整定误差≤1.0%
0.75切换误差≤0.5%
波纹系数≤1.0%
电压稳定度随机波动,电源电压变化±10%时≤0.5%
工作方式间断使用；额定负载30分钟；1.1倍额定电压使用：
10分钟
环境温度-15℃~50℃
相对湿度当温度为25℃时，不大于90%（无凝露）
海拔高度2500米以下
五、技术引用标准：
IEC60-1：
1989高电压试验技术第一部分：
一般试验要求
GB/T16927.1-1997高电压试验技术第一部分：
一般试验要求
IEC60-1：
1994高电压试验技术第二部分：
测量系统
GB/T16927.1-1997高电压试验技术第二部分：
测量系统
DL474.2-92现场绝缘实验实施导则直流高电压试验
ZBF24002现场直流和交流耐压试验电压测量装置的使用导则
六、使用说明
图3GS103系列智能直流高压发生器控制箱面板示意图（单节倍压）
⑴高频输出及电压、电流测量电缆快速联接多芯插座：
用于机箱与倍压部分的联接。
联接时只需将电缆插头上的白点对准插座上的白点顺时针方向转动到位即可。
拆卸时只需逆时针转动电缆插头即可。
注意：
安装、拆卸插头时,请握紧插头的金属圆环处旋转。
严禁手握电缆线旋转及拉拨电缆线旋转,以免造成插头与电缆线之间断线。
⑵数显电压表：
LCD液晶数字显示直流高压输出电压,单位为kV,最小分辨率为±0.1kV。
⑶数显电流表：
LCD液晶数字显示直流高压输出电流,单位为uA,最小分辨率为±0.1uA。
⑷电源保险丝座：
保险丝为10A。
⑸电源输入插座：
单相交流220V±10%,50Hz。
将随机配置的电源线与电源输入插座相联（插座内自带保险管10A或单独保险座）。
⑹接地接线柱：
此接地端子与倍压筒接地端子及试品接地联接为一点后,再与接地网相连。
⑺过电压整定拨盘开关：
用于设定过电压保护值。
过压整定范围为0.05-1.2倍额定电压内,拨盘开关所显示值单位为kV。
⑻单双节选择开关（为双节倍压筒专用）、电压满度换档（分节）开关：
当开关拨向1时,倍压筒为单节,电压表显示的是单节倍压筒电压；当开关拨向2时,倍压筒为双节,电压表显示的是双节倍压筒电压。
双节倍压筒使用时，请将上节下端法兰白点标记对准下节上端法兰白点后，顺时针方向旋转到碰足（约30度角左右）,即上下节电气联接到位,反之为卸下。
单节使用时,请别忘记把另配置的一端顶盖,用上述的方法装到下节的顶端上。
⑼75%VDC-1mA用黄色带灯按钮：
红灯亮时有效。
当按下黄色按钮后黄灯亮,输出高压降到原来的0.75倍,并保持此状态,此功能是专门为氧化锌避雷器快速测量用0.75VDC-1mA,按下绿色按钮红灯、黄灯均灭,高压切断并退出0.75倍状态。
⑽绿色带灯按钮：
绿灯亮表示电源已接通及高压断开。
在红灯亮状态下,按下绿色按钮,红灯灭绿灯亮,高压回路切断。
⑾红色带灯按钮、高压接通按钮、高压指示灯：
在绿灯亮的状态下,按下红色按钮后,红灯亮绿灯灭,表示高压回路接通。
此时可升压。
此按钮须在电压调节电位器回零状态下才有效。
如按下红色按钮红灯亮,绿灯仍亮,但松开按钮红灯灭绿灯亮,表示机内保护电路已工作,此时必须关机检查过压整定拨盘开关是否小于满量程的5%及有无其它故障,检查无误后再开机。
⑿粗调电压调节电位器：
该电位器粗调多圈电位器,顺时针旋转为升压,反之为降压。
此电位器具备控制电子零位保护功能。
因此升压前必须先回零位。
电压调节精度0.1%kV,试验完毕后,该电位器应回到零位上。
⒀细调电压调节电位器：
为调整精度用,该电位器微调多圈电位器,顺时针旋转为升压,升压很微慢,反之为降压。
细调一般为最后用于调整电压准确数和做氧化锌避雷器试验,最后调整电流准确数用。
试验完毕后,该电位器应回到零位上。
⒁电源开关：
将此开关朝上边按下,电源接通,绿灯亮；反之为关断。
避免用此开关直接关断高压,关机时,首先使电压粗调和微调电位器都回到零位后,然后关闭电源开关。
2、倍压筒使用说明12
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78
9
-5-
图4单节倍压筒图5双节倍压筒
1.高压引出接线柱2.均压罩
3.倍压筒体4.上节倍压筒
5.上下节联接法兰6.下节倍压筒
7.接地端子8.与控制箱联接电缆插座
9.△-Y形伸缩式接脚
六、操作步骤
1、使用前准备
⑴直流发生器在使用前应检查其完好性,联接电缆线不应有断路和短路,设备无破裂等损坏。
⑵将机箱、倍压筒放置到合适的安全的位置,分别联接好电源线、电缆线和接地线。
保护接地线与工作接地线以及放电棒的接地线均应单独接到试品的地线上（即一点接地）。
严禁各接地线相互串联使用,以免击穿时地电位抬高形成反击,损坏仪器。
（见图6）
试品Cx
联接电缆线
GS103高压发生器
ZS
放电棒
AC220V接地线
安全距离●
GS103控制箱
接地线接地线
图6试品试验接线示意图及接地线联接方法
⑶检查电源开关是否在关断的位置上,并检查调压电位器应在零位上,过电压保护整定拨盘开关设置在适当的位置上,一般为1.10~1.20倍测试电压值。
2、空载升压验证过电压保护整定值
⑴请认准电源是单相交流220V,50Hz.接通电源开关,此时绿灯亮,表示电源接通。
⑵按红色按钮,则红灯亮,表示高压接通。
⑶顺时针方向平缓调节调压电位器粗调和细调,输出端即从零开始升压。
升到所需的电压后,按规定时间记录电流表读数,并检查控制箱及输出电缆有无异常现象及声响。
必要时用外接高压分压器校准控制箱上的直流高压指示。
⑷降压,将调压电位器回零后,随后按绿色按钮,切断高压并关闭电源开关。
3、对试品进行泄漏及直流耐压试验
⑴在做负载试验前,将高压屏蔽微安表安装到高压倍压筒上的高压输出端上,并将配套的专用屏蔽线分别接到微安表上和被试品上（详细请见高压屏蔽微安表使用说明书）。
⑵检查仪器、放电棒、倍压筒、试品联接线、接地线是否正确,接地线联接是否可靠,检查高压安全距离是否符合要求,方可开始进行试品的高压试验。
⑶检查确认仪器等无异常情况后,接通单相交流220V电源开关,此时绿灯亮,表示电源接通。
可开始进行试品的直流泄漏和直流耐压试验。
⑷按红色按钮,则红灯亮,表示高压接通,待升高压。
⑸顺时针方向平缓调节调压电位器粗调和细调,输出端即从零开始升压。
升压速度以每秒3-5kV上升试验电压为宜。
对于大电容试品升压时更要缓慢升压,否则可能导致电压过冲,还需监视电流表充电电流不超过直流发生器的最大充电电流。
当升到所需的电压或电流后,按规定时间记录电流表及电压表的读数。
⑹试验完毕后,降压,将调压电位器粗调和细调回零后,随后按绿色按钮,切断高压并关闭电源开关。
⑺试验完毕后,应用放电棒对试品进行多次放电,放电后方可靠近试品和拆线工作（放电请详细见放电棒使用说明书）。
对小电容试品如氧化锌避雷器、磁吹避雷器等先用粗调升到所需电压（电流）的90%,再用细调电位器缓缓升压到所需的电压（电流）值,然后从数显表上读出电压（电流）数值。
如需对氧化锌避雷器进行75%VDC-1mA的测量时,应先升到电流到1mA时电压值停止（这时可记录电压、电流值）,然后按下黄色按钮,电压即降到原来的75%,并保持此状态。
此时可读取微安表数值及电压值。
测量完毕后,调压电位器逆时针回到零位,按下绿色按钮,需再次升压时按红色按钮即可。
对大电容试品时,升压应更要缓慢,并需要监视电流表充电电流不超过发生器的最大充电电流,一定要放慢升压速度,避免充电电流过大。
试验完毕后,将电压调节电位器逆时针回到零位上,随后按绿色按钮,切断高压。
此时注意电压表上的电压降到15kV左右,方可用放电棒进行多次放电,确保安全。
4、几种测量方法
⑴一般测量时,当接好线后,先把联接试品的线悬空,升到试验电压后,读取空试时的电晕和杂散电流I′,然后接上试品升到试验电压,读取总电流I1。
试品泄漏电流：
I0=I1-I′
⑵当需要精密测量被试品的泄漏电流时,应在高压回路中串接高压屏蔽微安表,见图7a。
GS103试品
系列直流高压发生器Cx
~
图7a高压屏蔽微安表接入高压回路接线图
图7a高压屏蔽微安表接入试品Cx高压侧接线图。
高压屏蔽微安表必须有金属屏蔽,
应采用屏蔽线与试品联接,高压引线的屏蔽引出应与仪表端的屏蔽紧密联接。
如果要排除试品表面泄漏电流的影响,可在试品高电位端用裸金属软线紧密绕几圈后与高压引线的屏蔽相联接（见图7b）。
GS103试品
系列直流高压发生器Cx
~
图7b排除试品表面泄漏电流接线图
⑶对氧化锌避雷器、磁吹避雷器等试品接地端可分开的情况下,也可采用在试品的底
部（地电位侧）串入电流表进行测量的方式,但也必须使用屏蔽线（见图8a）。
当要排除试品表面泄漏电流的影响,可用软的裸铜线在试品地电位端绕上几圈与屏蔽相联接（见图8b）。
GS103试品
系列直流Cx
高压发生器
~
图8a微安表接入试品末端接线图
GS103试品
系列直流Cx
高压发生器
~
图8b排除试品表面泄漏电流接线图
⑷试验完毕,降压,将调压电位器回零后,随后按绿色按钮,切断高压并关闭电源开关。
⑸对于氧化锌避雷器等小电容试品,一般通过测压电阻放电,时间很快。
而对电缆、电机等大电容试品,一般要等待试品电压自放电到试验电压的20%以下,再通过放电棒进行放电。
待试品充分放电后并挂好接地线,才允许进行高压引线的拆除和更换接线工作。
5、保护动作后的操作
在使用过程中发现红灯灭,绿灯亮,直流高压下降,即为有关保护动作。
此时应按下列步骤操作：
⑴将调压电位器退回零位。
⑵关闭电源开关,面板指示灯均不亮。
⑶一分钟后,待机内低压电容器充分放电后,才允许再次打开电源开关。
重新进行空载试验,并查明情况后,可再次升压试验。
七、故障检查与处理
序号故障现象原因处理方法
1电源开关接通后,绿灯不亮,且风扇不转（有的控制箱没有风扇）。
1.电源线开路。
2.电源保险丝熔断。
更换电源线,
更换保险丝。
2按红色按钮红灯不亮。
调压电位器未回零。
电位器回零。
3按红色按钮红灯亮,绿灯不灭,手松开红灯灭。
保护动作过压保护整定小于5-10%（满量程）。
将数字拨盘开关整定到适当值。
4按红色按钮红灯亮,一升压红灯灭,绿灯亮。
高压输出端搭地,试品短路。
检查输出电缆,检查被试品。
5升压过程中红灯灭,绿灯亮。
试品放电或击穿过压或过流保护动作。
检查被试品,重新设置整定值。
八、限流电阻使用说明
1、限流电阻功能：
当试品击穿或闪烁时,起到了限止电流的作用,从而不损坏试验设备。
2、使用方法：
只要将限流电阻一端M10螺母拧到直流高压发生器倍压筒顶部,高压输出线螺栓上即可。
如果要串接高压微安表（另选购SWB-V型表）,只要将微安表底部M10螺母拧在限流电阻的另一端即可。
3、如果使用GS103系列直流高压发生器时,试品是氧化锌避雷器、普阀式避雷器和高压开关等电力设备时,可以不用限流电阻。
即凡是小电流、小电容试品,可以不用限流电阻。
4、电力电缆、变压器、电机等大电容试品,应在高压回路内串接限流电阻做试验,保护试验设备。
九、注意事项
1、请务必反复检查联接线、接地线是否正确,各部位接地要良好,严禁接地线串联。
注意安全距离,确保人身安全。
2、每次试验后,应将升压电位器回到零位（粗调、细调都回零位）,按绿色按钮,切断高压并关闭电源开关,最后进行放电。
3、未经允许，请勿开启仪器，这会影响产品的保修。
自行拆卸厂方概不负责。
4、仪器运输时应避免雨水浸蚀,严防碰撞和坠落。
十、产品成套性
1、控制机箱1台；2、高压倍压筒1节（或2节）；
3、电源线1根；4、高频输出多芯电缆线1根；
5、备用保险丝10A3只；6、使用说明书1份；
7、产品检验合格证、保修卡1份；8、产品出厂验收试验报告1份；
9、ZS伸缩式放电棒1根；10、ZS伸缩式放电棒专用接地线1根；
11、限流电阻1支；12、SWB-V高压屏蔽微安表1只；
13、微安表专用测试线、夹子1套；
十一、选购件
1、SWB-V高压屏蔽微安表；
2、各种规格高压输出电缆及专用引线夹子；
3、各种规格均压罩（供测局放用）；
4、限流电阻；
5、各种规格铝合金箱。
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