交直流串激高压试验变压器

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概述：
   TQSB系列轻型交流高压试验高压器是根据机电部《试验变压器》标准在原同类产品基础上经过大量改进后而生产的一种产品。本系列产品具有体积小、重量轻、结构紧凑、功能齐全、通用性强和使用方便等特点。特别适用于电力系统、工矿企业、科研部门等对各种高压电气设备、电器元件、绝缘材料进行工频或直流高压下的绝缘强度试验。是高压试验中必不可少的重要设备。
产品结构：
   TQSB系列轻型高压试验变压器采用单框芯式铁芯结构。初级绕组绕在铁芯上，高压绕组在外，这种同轴布置减少了漏磁通，因而增大了绕组间的耦合。产品的外壳制成与器芯配合较佳的八角形结构，整体外形显得美观大方。其外部结构图见图1，内部结构图见图2。


           
变压器外部结构示意图
1-短路杆D 2-均压球 3-高压套管 4-变压器提手
5-油阀 6~7-次压输入a、x 8~9-测量端子E、F
10-变压器外壳接地端 11-高压尾X 12-高压输出A
13-高压硅堆 14-变压器油 15-铁芯
16-次低压绕组 17-测量绕组 18-二次高压绕组
  在TQSB试验变压器中，a、x为低压输入端子，E、F为仪表测量端子，A、X为高压输出。

TQSB交直流串激高压试验变压器工作原理：
  TQSB系列轻型高压试验变压器为单相变压器，联结组I. I. 用工频220V（10KVA以上为380V）电源接入∕ST∕XTC（为本公司生产的试验变压器设备，详细资料请见其具体使用说明书）系列操作箱（台），经操作箱内自耦调压器（50KVA以上调压器外附）调节至0-200V（或0-400V）电压输出至TQSB试验变压器的初组绕组，根据电磁感应原理，在试验变压器高压绕组可获得试验所需的高电压。
单台TQSB试验压器的工作原理图见图3


图3：单台TQSB高压试验变压器原理图
  单台TQSB试验变压器的工作原理图见图4，图中高压套管中装有高压硅堆，串接在高压回路中作半波整流，以获得直流高电压。当用一短路杆将高压硅堆短接时，可获得工频高电压，作为交流输出状态；取消短路杆时，作为直流输出状态。


图4：单台TQSB交直流试验变压器原理图
图中：D – 短路杆 VD – 高压硅堆

  三台试验变压器串级获得更高电压的结线原理见图5。串级高压试验变压器有很大的优越性，因为整个试验装置由几台单台试验变压器组成，单台试验变压器容量小、电压低、重量轻，便于运输和安装。它既然可串接成高出几倍的单台试验变压器输出电压组合使用，又可分开成几套单台试验变压器单独使用。整套装置投资小，经济实惠。图5中，在级和第二级的每个单元试验变压器中都有一个励磁绕组A1、C1和A2、C2。在三台串级试验变器基本原理图中，低压电源加在试验变压器I的初级绕组a1x1上，单台试验变压Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的输出电压都是V。励磁绕组A1、C1给第二级试验变压器Ⅱ的初级绕组供电；第二级试验变压器Ⅱ的励磁绕组A2、C2给第三级试验变压器Ⅲ的初级绕组供电。第二级试验变压器Ⅱ和第三级试验变压器Ⅲ的箱体分别处在对地为1V和2V的高电位上，所以箱体对地是绝缘的，试验变压器I的箱体是接地的。这样级、第二级、第三试验变压器对地的额定输出电压分别为1V、2V、3V；其额定容量分别为3P、2P、1P。



图5：三台试验变压器串级接线原理图
图中：P - 容量（KVA） V – 电压（KV） G1、G1 – 绝缘支架
  TQSB试验变压器高压套管中的高压硅堆未画出，其原理与上图相同。
  
使用方法：
TQSB试验变压器做被试品的工频耐压试验使用接线原理图见图6。



图6：被试品工频耐压试验接线图
图中：R1 – 限流电阻 RCF – 阻容分压器 RF – 球间隙保护电阻
G – 球间隙 CX – 被试品
注：高压尾必须可靠接地。
   工频耐压试验中限流电阻R1应根据试验变压器的额定容量来选择。如高压侧额定输出电流在100 – 300mA时，可取0.5 - 1Ω∕ⅴ（试验电压）；高压侧额定输出电流为1A以上时，可取1Ω∕ⅴ（试验电压）。常用水电阻作为限流电阻，管子长度可按150KV∕m考虑，管子的粗细应具有足够的热容量（水阻液配制方法：用蒸馏水加入适量硫酸铜配制成各种不同的阻值）。
   球间隙及保护电阻：当电压过球间隙整定值时（一般取试验电压的110％ - 120％）球间隙放电，对被试品起到保护作用。球间隙保护电阻可按1Ω∕ⅴ（试验电压）选取。
   在工频耐压试验中，低压侧测量电压（仪表电压）不是非常准确的，其原因是由于试验变压器存在着漏抗，在这上个漏抗上必然存在着压降或容升，使试品上的电压低于或高于低压侧测量电压表上反映出来的电压。工频耐压试验时，被试品上的电压高于试验变压器的输出电压，也就是所谓容升现象。感应耐压试验时，试验变压器的漏抗必须存在着压降。为了准确测量被试品上所施加的电压，因此常在高压侧接入RCF阻容分压器来测量电压（见图6）。
   工频耐压试验操作注意事项：
试验人员应做好分工，明确相互间联系办法。并有专门人监护现场安全及观察试品状态。
被试品应先清扫干净，并干燥，以免损坏被试品和试验带来的误差。
对于大型试验，一般都应行空升试验。即不接试品时升压至试验电压，校对各种表计，调整球间隙。
升压速度不能太快，并必须防止突然加压。例如调压器不在零位的突然合闸。也不能突然切断电源，一般应在调压器降至零位时拉闸。
当电压升至试验电压时，开始计时，到1min后，迅速降压到1∕3试验电压以下时，才能拉开电源。
   在升压或耐压试验过程，如发现下列不正常情况时，应立即降压，切断电源。停止试验并查明原因：①电压表指针摆动很大；②发现绝缘烧焦或冒烟；③被试品内有不正常的声音。
耐压试验前后应测量绝缘电阻，检查绝缘情况。
TQSB试验变压器在做被试品的直流耐压或泄漏试验时接线原理图如图7。
注：此试验应先抽出短路杆“D"，图7中所示。



图7：高压直流泄漏试验接线图
图中：VD – 高压硅堆 R1 – 限流电阻 C1 – 高压滤波电容
  RCF – 阻容分压器 CX – 被试品 uA – 带保护微安带

   泄露试验中限流电阻R1选择在额定输出电压时，输出端短路电流不过高压硅堆的大整流电流。如电压硅堆的大整流电流为100mA时用于60KV的试验装置中，限流电阻按R1=60/0.1=600KΩ选择。限流电阻还应具有足够的容量和沿面放电距离。高压滤流电容C1一般选择在0.01 – 0.1uF，当被试品的电容量很大时，C1可省略不用

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