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便携式高压发生器的简单研讨

发布时间:2018-04-13 08:58:07   作者:

  一、背景 
  随着我国经济的快速发展,电力在社会经济各个领域所起的作用越来越大,全国电量使用也呈现逐年递增的形态。作为电力传输的最主要载体,电力电缆也得以大规模推广使用,由于电缆本身组成结构和使用环境的特点决定了电缆随着使用年限的增长必将出现绝缘伤损老化、导体氧化质变等状况,再加上工程施工或者使用不慎等造成的损伤也影响着电缆的安全使用。基于对设备和人员安全的考虑,对电缆本体性能测试的重要性一直吸引着行业相关人员的关注,而电缆相关测试大都是以模拟实际运行高压状态进行冲击性测试或者以高出额定运行电压要求数倍的冲击高压获取信号脉冲进行电缆故障判定和捕捉,综合使用方便、
试验可控、成本、安全等方面的考虑,将电压等级存在最广的市电(AC220V)升到实验需要的高压等级的设备作用就越发明显。最初这类设备大多是以变压器为主体,这也是最简单和容易接受的设备,近些年来随着相关电子技术的发展成熟,以电子技术为核心的新型升压器逐渐推广开来,称之为便携式高压发生器。 


  二、原理架构 
  这类便携式高压发生器采用的主要是高频倍压电路,应用PWM高频脉宽调制技术,将最常见的220交流市电转换为使用者理想等级的试验用高压,系统加入闭环调整使波动系数更小,增加了电压稳定度。在组成元器件上选用性能卓越的大功率IGBT器件配合关联驱动技术,保证了直流高压发生器的高品质性能。在基于电磁兼容性理论和电压等级隔离保护基础上,采用特殊屏蔽、隔离和接地保护等措施,保障设备的安全和可靠性。我们在这里主要就其工作原理进行框架性论述。
 整流电路的作用是将交流电压变换为单向脉动的直流电压,滤波电路用来滤除整流后单向脉动电压中的交流成分,使之成为平滑的直流电压。因为高压发生器主电路电压很高,而稳压器件不能承受这样的高压,所以滤波后不能再加上稳压电路。之后的逆变回路采用的是串联谐振逆变电路使功率器件两端的电压或流过的电流呈正弦规律,而且电压、电流波形错开,以实现功率器件零电流开关或零电压开关,使开关损耗理论上降为零。经过逆变之后的电压再进行升压,这是整套装置技术的核心所在,此时的升压实际就是完成之前变压器所起的作用,这里的优点是输入和输出电压波形更纯粹一些,使得后面试验效果更好。随后再进行整流滤波提纯脉冲,这样加到放电球上的电压就是一个波形稳定、基本没有谐振杂频的电压了,此时使用者再根据球间隙的调节获得自己需要的电压即可,这样的电压加到试验电缆上更容易取得想要的试验反馈波形。

    三、实际使用 
  理想的高压发生器在实际使用过程中只需要外加一个电容(主要作用是储能、补偿、滤波)即可完成对试验电缆的测试,
把高压发生器放到现场接线完成后,把球间隙拧在电容器一端,球隙的一端接电容器地端,另一端接电缆故障相,相关接地线安全可靠就可完成实验平台的搭建。这种便携式高压发生器主要用在对35KV及以下电缆故障测试时做冲击放电试验、也可用于电缆、电容器、电机、瓷瓶等的例常耐压试验。 
 

    四、优点及前景 
  便携式高压发生器的整机结构极其简单,操作方便,安全度高,重量轻、体积小,替代了笨重的试验变压器和操作箱。现场接线简单方便,升降压仅用一个外部旋钮即能完成,同时带有过流、过压自动保护功能,特别适合野外移动使用场合,充分体现最新电子科技在高压设备中的应用。 
  随着社会经济生活中电力电缆使用的范围扩大,相关配套的检测装置必将大范围生产、使用,这种便携式高压发生器今后的研发重点着落、于产品的重量和稳定性上,本着简单可靠的原则,随着电子技术的日益完善和相关硬件元器件的性能升级、最终投产,这种便携式高压发生器还有更大的性能提升空间。 

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