时间:2023-05-30 10:55:56
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇高压电容器,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
中图分类号:TM771 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2011)1210128-01
1 问题的提出
牵引变电所高压电容器的差压保护用于电容器内部故障及电容器局部过电压的保护。差压保护具有灵敏度高、保护范围大、不受合闸涌流及高次谐波影响的特点,正确合理的设置其保护定值是防止差压发生误动或拒动的有效手段。
2 差压保护的工作原理
差压保护是将电容器组分成电气参数相同的两组串联,在正常情况下,由于两组串联的电容器组的容抗相同,故在两组串联电容组上的电压相同,在任一组电容内部发生故障时,其容抗参数发生变化,这时分配在两组电容上的电压发生变化而不再相等从而产生所谓的差压,该电压达到一定程度后,断开电容器回路的断路器,达到保护电容器组的目的,以避免其他连锁事件的发生。
3 差压保护的基本要求
根据继电保护的基本要求,差压保护必须满足可靠性和灵敏性的要求。
根据可靠性要求,要求差压保护正常情况下,保证不能误动作,即:
根据灵敏性要求,在电容器组内部任意一电容应熔断器熔断退出运行或任一电容击穿时,差压必须可靠动作,即:
上两式中:
KK为可靠系数,要求不小于1.2,KL为灵敏系数,要求不小于1.5。
ΔU'为正常时两组串联电容器组间的差压,ΔU为电容组发生故障时,串联电容组间的差压。
nu为放电线圈的电压变比,密集式电容一般为180,组装式电容一般为210。
4 差压保护的整定计算
根据上边的分析,差压保护的整定计算关键时计算ΔU'及ΔU。
4.1 电容器组正常差压的计算
电容器组正常情况差压由三部分组成:因电容器本省的制造工艺形成的电容容量的误差产生的压差;差压控制电缆与单相电缆近距离平行敷设时产生的感应电压。
1)根据DL/T604-2009《高压并联电容器装置使用技术条件》的规定,“电容器容许的电容偏差为装置额定电容的0~5%;电容器组各串联段最大与最小电容之比不应超过1.02,并满足保护整定要求”。
根据此要求,对于密集式电容,制造厂家可以保证各串联段最大与最小电容之比不应超过1.02,此时电容器组上产生的最大差压:
对于组装式电容器组,由于为现场安装,单个电容容量的电容偏差分布按照额定容量的0~5%,极端情况下,电容组串联段最大与最小电容之比不超过1.05,此时电容器组上产生的最大差压:
上两式中Umax为牵引所27.5KV母线最高电压,一般取29KV,k为电容器组的电抗率,一般为0.12。
μ是一个与电容数量相关的系数,电容数量越大,其值越小。
2)在以前的牵引所设计中,电容器的回流通过地网进行,它对差压控制电缆产生的附加电缆很小。在最近的牵引所设计中,由于电容器的回流采用电缆回流,回流电缆一般设置于二次电缆沟内,与差压控制电缆平行敷设,一般距离可达50m~100m左右,此时在差压控制电缆上产生的附加电压可达0.2~0.4V。
根据以上的分析,对于早期采用地网回流的电容器组的密集式电容,其差压定值。
4.2 电容器组故障时差压的计算
牵引所的电容器组是由4个或2个电容串起来一个串,再并将若干小段并起来组成一个大段,最后将两个大段串起来组成完整的电容器组,电容器组的差压指的是两大段电容之间的电压差。
设小串的上的电容串联数为m,大串的并联数为n,电容容量为C,当任意一个电容上的因故熔断后,该电容所在小段电容全部退出工作,此时,正常大段和非正常大段的总电容分别为:
两段电容上产生的最小差压为:
上式中kg为电容器组中一台电容故障时的电容器组的电抗率。经过简单的推导:
4.3 电容器组保护的差压整定计算
经过上边的分析,电容器组保护的差压整定保护同时兼顾可靠性和灵敏性的要求,其值须在下范围内:
5 电容保护整定的实例
某一牵引所电容总容量为8000KVAR,单个电容容量为400KVR,额定电压为10.5KV,电容器组总的电抗率为0.12。放电线圈的电压变比为21/0.1=210。
由电容的额定电压可知,电容组的小段串联数m=2,大串并联数n=5。电容组的回流采用电缆回流方式。
由上边的讨论可知,为保证保护动作的可靠性,其差压定值最小为:
为保证动作的灵敏性,差压保护定值最大为:
兼顾保护动作的可靠性和灵敏性,其差压保护定值可设为5.5V。
事实上,该变电所实际测量到的最大差压为2.18V,超过了通常2V的常规值。在上边的讨论中,对于电容制造参数的偏差按照极端情况处理,致使计算出来的正常差压(4.31V)远大于实际测量值,若考虑电容数量比较多,总电容参数偏差按照最大偏差的一半考虑,则计算出的正常差压为2.35V,已经非常接近实际测量值。
当电容数量比较大时,总电容参数偏差与最大偏差的比值更小,两个大段之间的正常差压更小。对于容量比较大的牵引所保护,为兼顾动作的灵敏性,其值可以取的小一些,以保证其灵敏性不小于规范规定的值。
摘要:
针对挂网运行中的高压电能表中电容分压器长期稳定性较差的问题,提出一种多级串联结构的干式电容分压器,并对其分压电容进行7000h加速电压老化试验、温度试验和取能试验。试验结果表明,分压电容容量随电压老化时间不断衰减,且衰减分散性较大,试验初期衰减较快、后期趋缓,衰减特性可用高斯函数进行拟合,因此可通过电压加速老化和筛选分散性较小分压电容的方式提高电容分压器的长期稳定性;温度系数对电容分压器的影响较小,在计量精度允许范围内;取能电容分压器有稳定的功率输出,能够满足高压电能表中高电位电子线路的功耗要求。文章试验结论为高压电能表的稳定、可靠运行提供了技术支撑。
关键词:
电容分压器;分压电容;稳定性;试验分析;高压电能表
智能电网中,智能传感技术特别是电子式互感器技术的发展,为配网中高压电能计量提供了新思路。文献[1-4]提出了基于电子式互感器技术原理的新型机电一体化计量装置———高压电能表,主要应用于6kV至35kV配网的电能计量。与传统高压电能计量柜和高压电力计量箱相比,高压电能表具有计量误差可整体标定、防窃电性能突出、大量节约原材料、安装使用简便等优势,相关国家标准也即将出台。标准要求高压电能表保持额定准确等级度的使用和储存寿命不少于8年。但是,高压电能表的机电一体化结构对其整体可靠性提出了新的要求,包括信号传感器稳定性和悬浮于高电位电子线路稳定性。其中信号传感器为电压传感器和电流传感器,电流传感器多为低功率CT或罗氏线圈,相关技术已发展成熟,可靠性较高。电压传感器多为电容分压器或电阻分压器,配网系统中分压器的选择,至今仍存在分歧,因为两者都存有明显缺点:分压电阻易受杂散电容影响,且消耗有功,易发热,对温度系数的一致性要求较高;而电容器的精度受生产工艺的制约,电容量容差的分散性较大[5],且电容器老化过程不确定,导致电容分压器的稳定性较差。同时,高压电能表挂网运行情况也表明电容分压器长期稳定性是影响高压电能表能否长期准确、可靠运行的关键性问题。
高压电容分压器主要应用于高压实验室电压测量、电容式电压互感器(CVT)以及电容分压型电子式互感器等。文献[6]从杂散电容的角度对交流高压测量用集中式电容分压器分压比稳定性进行了研究;文献[7]分析了温度对1000kV罐式CVT中电容分压器分压比的影响;文献[8]建立了高压互感器中电容分压器随温度变化的数学模型;文献[9]研制了一种电子式互感器用的精密电容分压器,并分析温度变化、杂散电容、相间干扰等因素对电容分压器的影响。配网中高压电能表中计量专用电容分压器,是电容分压器的一种新型应用,其运行环境及特征较上述几种应用有所不同。一方面,高压电能表运行于室外,要求电容分压器长期稳定运行;另一方面,因不涉及系统继电保护和测控,且电能计量是功率对时间的长期积分,因此对电容分压器的暂态性能要求不高。目前并没有相关文献对此种应用的电容分压器展开研究。文章结合高压电能表中计量用电容分压器的运行环境及特征,从试验的角度对电容分压器的长期稳定性进行了分析。首先介绍了电容器的选型和电容分压器的构造,然后基于电容器老化试验、温度试验及能效试验对电容分压器的长期稳定性进行了分析。
1电容分压器
文献[1]中研制的高压电能表包含两种电容分压器,一种是电压信号传感器,另一种是高电位计量模块取能电源。电容分压器是高压电能表的核心部件,其作用不仅是电压信号传感器和取能电源,而且是高压电能表内部主要绝缘部件。因此,电容分压器的长期稳定运行,不仅关乎电能计量准确性,更是配电网安全经济运行的基础,其电容器选型及分压器构造至关重要。
1.1电容器选型电容器性能主要取决于介质材料和制作工艺两方面,其中介质材料选择是保证电容器同时具有较高储能密度和绝缘性能的前提。油纸绝缘介质电容器由于其优良的电气性能和相对低廉的价格在电力系统中应用广泛,尤其是应用于500kV电容分压器中。武汉国测恒通智能仪器有限公司最早研发的高压电能表一代产品便采用了油纸绝缘介质电容器,但在产品测试过程中,多次发生漏油、杂质放电、气体放电及主绝缘沿面放电等问题,导致电容器电极间介质发生变化,从而电容量发生改变,致使高压电能表的计量精度发生漂移、绝缘水平急速下降。通过对各种介质材料的电容器进行对比和试验,最终选用了金属膜电容和干式绝缘浇注工艺实现的干式高压电容分压器。新型的聚丙烯金属膜电容良好的自愈能力,广泛应用于高压冲击电压发生器中,其局部绝缘弱点击穿后的薄金属层将局部高温迅速蒸发并向外扩散,使绝缘恢复,在高压线路中使用能够确保用电安全。干式无油化结构不仅提高了耐蚀能力和绝缘强度,同时避免了漏油等安全问题,无严格密封要求,制造工艺大大简化,使电容器更可靠、耐久。
1.2电容分压器结构设计为保证电容分压器的安全性和可靠性,电容分压器采用多级串联形式,图1是10kV电容分压器结构示意图,本方案采用8个电容器串联,其中高压臂电容由7个容量相同的电容器串联而成。每个电容器都按10kV耐压要求设计,从而保证电容分压器有足够的耐压裕量,能够承受雷击过电压和操作过电压。考虑到高压电能表的工作环境多为户外,电容量易受温度影响,一年四季较大的温度变化会使电容量发生改变。分压比是电容分压器最为重要的指标,如果能保持所有分压电容的温度系数一致性,就能有效减小温度系数对分压比的影响[10]。因此,在电容分压器的设计和制造时,要求所有高、低压分压电容器均采用同批材料进行制造,并同时进行整体封装,从而最大程度上保证分压电容的温度一致性及工作环境温度的一致性,进而提高分压比的稳定性。
2稳定性试验
电容分压器的长期稳定性是高压电能表可靠运行的前提,为此,我们对电容分压器进行了长期的稳定性试验研究,具体包括电容器老化试验、温度试验及取能试验等。
2.1电压加速老化试验干式金属膜电容器的老化因素有工作电压、工作电流、湿度、承受应力及温度等。一方面,电容分压器的工作电流较小,为毫安级,对其老化过程影响较小;另一方由于采用环氧树脂封装,湿度和承受力对老化过程影响也可忽略。而高压电能表运行于10kV配电网中,其电容分压器两端长期施加10kV交流电压,因此工作电压是分压电容老化的主要因素。为验证电容器的电压老化特性,研究分压电容衰减机理及其对分压比的影响,对分压电容进行了电压老化试验。为缩短试验时间,可采用提高试验电压的方法加速分压电容的老化过程,其加速电压和寿命关系可用逆幂律模型描述[11]。本次试验电压为20kV、50Hz交流电,试验在在恒温25℃,湿度60%条件下进行。试验样本从三个批次的产品中抽取,各批次电容存放时间不同,样本为两支分压电容串联,每支电容器额定电压为10kV。利用电桥法测量容量,试验共进行7000小时,图2为电容器容量衰减百分数曲线。由图2可知,各分压电容容量随老化时间不断衰减,且衰减的分散性较大。试验样本电容的基膜、内部设计及制作工艺相同,因此导致分散性如此大的原因主要有:(1)基膜的蒸镀工艺控制不好导致金属镀层宽度不均匀,边沿不平整;(2)绕制工艺控制不好导致卷绕松紧不均匀,错层控制不好,内串电容量不均匀;(3)技术参数设计有所差异,如电容的场强是影响其自愈性的重要指标,场强值存在差异,导致电容量衰减不同;(4)存储环境控制不好导致成品中有水气进入。此外,在电容器批量生产过程中,难以对上述原因进行精确控制,因此电容量衰减分散性客观存在。尽管电容量衰减的分散性较大,但其衰减规律类似,试验早期容量衰减速度较快,后期逐渐趋缓。以7000h内衰减总量为例,在试验的前2000h内,各电容容量衰减比例占50%以上,在试验前4000h内,各电容容量衰减比例为80%左右。为描述容量的这种衰减特性,对衰减容量数据进行了几种曲线拟合,经对比发现,高斯函数的拟合效果较好。利用高斯函数对6支试验电容进行拟合,其中除一支电容拟合相关系数为0.945以外,其他电容拟合相关系数均在0.98以上。以图2中衰减量最大的电容为例,高斯函数曲线拟合如图3所示,其中a、b、c、d的值分别取104223.69、7841.59、-6486.92、-2.76,拟合相关系数为0.9976。由图3可以看出,分压电容容量衰减规律符合高斯分布规律,因此可用常量系数确定的高斯函数来描述分压电容容量衰减规律,并对容量衰减进行预测,进而为电容分压器乃至高电压电能表的稳定性和可靠性研究提供理论基础。容量衰减高斯符合分布规律,因此可通过加速电压老化的方式提高分压电容的容量稳定性,如出厂前进行一定时间电压加速老化试验,可减缓容量衰减速度,缩小各分压电容的分散性,提高电容分压器的稳定性。此外,可根据容量的高斯函数衰减规律,提出分压电容的筛选判据,例如尽量挑选容量衰减一致性较好的电容组成电容分压器,即各常量系数特别是常量系数d的数值相近的电容,可同样有效提高电容分压器的稳定性。
2.2温度试验高压电能表长期运行于室外,工作环境温度变化较大,因而温度系数是影响电容分压器稳定性的一个重要因素。为了解温度系数对电容器的影响,在三种恒温条件下,即高温60℃、常温22℃、低温-10℃,对不同额定容量电容器的容量和介质损耗进行测量,试验分四组进行。四组测量结果相近,其中第一组电容器容量和介质损耗测量结果分别如表1和表2所示。由表1和表2可看出,各分压电容温度系数具有较好的一致性,因此温度系数对电容分压器的分压比影响较小。通过理论计算温度系数和介质损耗带来的电能计量误差表明,分压电容的温度系数和介质损耗在计量精度可接受范围内。
2.3取能试验在文献[1]所涉及的两种电容分压器中,取能电容分压器的结构与电压信号电容分压器的结构相同。为保证高压电能表中高电位电子线路正常工作,取能电容分压器必须有稳定的功率输出。为此,在分压器两端施加不同电压,采用连接不同阻值电阻的方式,来测试取能分压器的功率输出。分别对1kΩ、1.5kΩ和2.0kΩ的连接负荷电阻进行测试,测试电压分别为额定电压的80%、100%、120%,即8kV、10kV和12kV。利用仪表测量连接电阻两端电气参数,一组典型的试验测量结果如表3所示。高压电能表的高电位电子线路功耗不高于2W,由表3可以看出,在不同外加电压及不同负荷的条件下,取能电容分压器的功率输出能够维持在3.5W以上,完全可以满足高压电能表高电位电子线路的功耗要求。
3结束语
采用干式电容分压器作为高压电能表电压信号传感器,避免了油浸式电容分压器的漏油、气体放电等安全隐患,但其长期运行稳定性较差,文中采用稳定试验方法,对采用多级串联结构形式的干式电容分压器的长期稳定性进行研究。研究结果表明,分压电容容量随电压老化时间不断衰减,且衰减分散性较大,但试验初期衰减较快、后期趋缓,可用高斯函数进行描述,因此可通过电压加速老化和筛选分散性较小分压电容的方式提高电容分压器的长期稳定性。温度对电容分压器的影响较小,在计量精度范围内。而作为取能电源的电容分压器有稳定的功率输出,能够满足高压电能表内高电位电子线路的功耗要求。上述研究结论有利于进一步提高电容分压器长期运行稳定性,为高压电能表的安全、稳定、可靠运行打下坚实基础。
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关键词:燃烧充分 彻底 接触不良 电火花不强 点火正时
前言
随着我国国民经济的迅速发展,汽车保有量不断提高,大城市对使用的汽车要求也越来越高,不仅对汽车的技术性能(如动力性、经济性)有更高的要求,而且对车辆的废气排放和噪音也有新的要求。因此我们在检修汽车的过程中,不能忽略各个方面的故障影响。
正文
一.发动机在运行时,发出无节奏“突突”声
某单位有台丰田汽车(采用传统的蓄电池点火系),行驶约8万km后,出现发动机运转时,排气消声器发出无节奏的“突突”声,而且转速越高声音越大,并伴有化油器回火;排气消声器放炮等现象,造成车辆废气排放污染严重,发动机动力明显下降,并且发动机出现了经常熄火的现象,经济性明显变差。
二.造成发动机故障的原因分析
要使发动机能发出最高动力且排放污染小,则要确保发动机能充分燃烧。发动机充分燃烧的主要条件,就是点火系点火正时并能够产生足够强的火花去燃烧混合气。因为只有点火正时,燃烧充分,才能保证发动机做功时能产生足够大的爆炸力,去带动发动机曲轴以高速运转,同时,燃烧充分、彻底才能保证最大限度减少有害废气的产生,减少环境污染。由此得出结论,发动机点火系出现故障会使点火不正时,产生的电火花减弱,从而降低燃烧的充分性。燃料不能在气缸内完全燃烧,未燃烧的废气就会在排气喉补燃或排出,造成排气喉放炮或废气排放严重,最终使发动机输出功率下降。
根据以上分析,我拔下一个缸的高压线进行跳火试验,发现火花颜色发红,证明点
火火花过弱。这是燃烧不充分故障的原因。造成发动机点火系点火火花过弱的原因大致有以下几点:
1.高压电线接触电阻过大
点火线圈产生的高压电由高压线配送到火花塞的中心电极,由于经点火线圈变压形成高压电,火花塞旁电极连接地线,高压电可以跳过间隙到火花塞旁电极接地,在电压跳过间隙的瞬间产生火弧。如果高压电线接触电阻变大,会减低电压,电压低,产生的火花能量也必然减少,造成电火花能量减弱,令电火花不强。
2.分电器盖短路漏电故障
分电器盖将中央高压线传来的高压电配送到各缸的分高压线上,如果其漏电或中心炭精,以及各高压导电柱烧蚀造成接触不良,则也会令高压电能量减少,从而降低电火花能量,令电火花不强。
3.分火头烧焦造成接触不良故障
分火头用于将分电器盖中心炭极传来的高压电,送至分电器盖的各个导电桩。高压电由分火头的导电片传导,当导电片烧蚀、烧焦而导至高压电传导不良时,便会造成电压下降,令高压电能下降,从而降低电火花能量,令电火花不强。
4.断电器触点脏污、烧蚀造成接触不良故障
断电器触点脏污或烧蚀,造成接触电阻过大。断电器触点用于控制点火线圈初级电路周期性通断,其接触电阻增大,必造成点火系初级电流减少,最终造成偶合的高压电减少。高压电减少,产生的电火花也就减少。
5.电容器断路故障
电容器是用来并联断电器触点,吸收触点打开时产生的火花的。如果电容器短路故障,则断电器触点不能打开切断初级电流,也就无高压电产生,点火系不工作;如果电容器断路,则断电器触点烧蚀,导致接触不良,从而降低电火花能量,令电火花不强。
6.点火系提前角自动调节机构有故障
发动机活塞上行至此点时,可燃混合气压缩比最大,这时所产生的压力最大,爆炸时产生的功率也最大。由于发动机高速运转时,活塞在气缸内移动,每一个行程只需约O.Ols,而可燃混合气由电火花产生到混合气点燃爆炸约需0.003s,如果按理论设计,活塞上行至压缩终了的上止点时,点火系开始产生电火花到电火花点燃混合爆炸,则活塞已下移了约1/3位置,这时的压力相对减少,这样产生的爆炸力必减弱,所以要想发动机能输出最大动力,则要求活塞上移至上止点,混合气刚好点燃爆炸。要使发动机活塞刚好在上止点时爆炸,则点火系必须在活塞离上止点还需约0.003s时就开始产生电火花,这就是所指的发动机点火提前。发动机的点火提前是通过曲轴控制分电器总成来完成的,活塞还未到上止点时,所对应的曲轴转角,即点火提前角。也就是说,当活塞到达压缩冲程上止点之前已相当于曲轴转过了一定的角度,点火提前到上止点的一定角度,气体压力就能达到最大值,因此,点火时刻应在活塞到达压缩冲程上止点之前相对于曲轴一定转角。但点火提前角过大,混合气点燃过早,气体的压力将阻碍活塞向上运动,使发动机功率下降,燃料消耗增多,工作不稳定,怠速不良,大负荷工况时,产生易爆易燃现象。点火提前角过小,混合气点燃过迟,即活塞到达上止点时,混合气还未点燃,活塞从上止点下移后才点燃混合气,由于压缩力减少,则爆炸力必减少,会造成未燃烧的混合气在发动机排气管外燃,使功率下降。所以点火系的点火提前角调节不当或不起作用,也会导致发动机排气喉放炮,废气排放严重。
三.排除故障的措施和方法
根据以上原因分析,围绕着发动机燃烧不充分时出现的故障现象,我反复学习了有关维修保养资料,并虚心向有经验的师傅请教,对逐个可能产生的原因进行检查分析,对可能会产生故障的部位采取先易后难的方法进行检查。检查方法和步骤如下:
1.高压电线检查
观察高压电线和端子,没有发现腐蚀、断裂或变形。每条线电阻(没有脱开盖时电阻),测得电阻值如表所列,均属正常。
2.分电器盖检查
先检查分电器盖中心炭精触点、盖内分布的导电桩和盖上各高压点火线插孔,没发现烧蚀和熏黑现象。把火花塞上的所有高压线拨掉,拆下分电器盖(如图所示),将所有高压线端头距离气缸3~4mm,打开点火开关,拨动断电器触点臂,此分线头与气缸体没有跳火。再拔掉分电器盖上的所有高压线,将中央高压线插到任一高压线插孔中,并在其分线孔邻近的插孔中再插上一根高压分线,使其端头距气缸体3~4mm。打开点火开关,拨动断电器触点臂,此分线端头与气缸体没有跳火,然后以此方法检查其他高压分线插孔,都没有漏电,证明分电器盖不存在漏电故障。
3.分火头检查
先观察分火头导电片端头,没有发现有烧缺、烧焦现象,再将分火头反放于气缸盖上(如图所示),使其导电片与气缸接触,然后将高压线的端头距分火头座孔约2~3mm,同时接通点火开关,拨动断电器触点臂,使其一开一闭。此时高压线端头分火头座孔之间没有火花跳过,说明分火头工作正常。
4.点火调节装置检查
拆下分电器总成解体检查,离心式调节器的离心重块甩动灵活、平稳、无卡滞和松旷现象,将分电器轴固定不动,使凸轮向正常旋转方向转到极限位置,在突然放松时,凸轮立即返回原位,证明离心式调节器工作正常。检查真空式调节器,膜片无裂损,拉杆与弹簧连接牢固,管接螺母无漏气,说明真空式调节器良好。
5.断电器检查
在触点闭合时,用弹簧秤的挂钩钩住活动触点的尖端(如图所示),沿着触点的轴向拉动弹簧,张力读数为57.8N(5.9kgf),说明触点臂张力正常。再拨动断电器触点臂观察其触点,发现触点有严重烧蚀现象。用万用表测量触点之间电阻,指示数为5Ω,证明触点电阻增大,以致初级电流减少,高压电降低,造成了电火花减少的故障。
6.电容器检查
拆下电容器放在气缸盖上(如图所示),使点火线圈上的高压总线端头距电容器引线3~5mm。接通点火开关,拨动断电器触点,使其一开一闭约3~4次,此时高压总线端头与电容器引线之间有火花跳过。立即将电容器引线与其外壳刮火(即放电),不能产生强烈的篮白色火花,确定其已损坏。
经过以上的综合检测与判断,找出了引起发动机在各种转速下发出无节奏的“突突”声、发动机有熄火故障的主要原因是电容器损坏,引致断电器触点经常烧蚀。点火系统工作时,当断电器触点打开,随着初级电流减小,磁场发生变化,次级绕组产生高压电的同时,在初级绕组中也产生自感电动势,其值可达200~300V,它将作用在触点间隙,击穿触点间隙产生火花,使触点迅速烧蚀,同时使初级电流不能迅速中断,磁场变化减慢,使次级电压降低。为了消除这一影响,在触点两端并联一个电容器,当触点打开时,初级绕组产生的自感电动势向电容器充电。由于电容器适当,充电时间极短,不仅减小了触点间火花,延长了触点的使用寿命,而且加速了初级电流消失,提高了磁场变化速率,从而使次级电压提高。所以,断电器触点烧蚀和电容器损坏,导致低压电流减小,次级电压下降,火花能量减小,引致了点火系这一故障。
经过以上对故障的分析与判断,我决定更换电容器,对断电器触点进行修复。触点烧蚀严重,拆下断电器对触点进行修磨并在细油石上加少许机油磨平,发现触点厚度<0.5mm的极限要求。更换新的断电器,装复后再调整触点间隙为0.35~0.45mm,其接触面积)85%,装回分电器总成试车,发动机在各种转速下,消声器无发出“突突”声,也无出现熄火现象,一切正常。
四.结论
关键词:高压电气;试验;对策
1 高压电气试验的理论概述
1.1 高压电气试验。电气试验一般是指电气设备绝缘预防性的试验,它作为保证电力系统正常稳定运行的有效手段,是电气设备绝缘监督的重要组成部分。高压电气试验是考核电气设备主绝缘或者是电气参数是否适应安全运行的一个重要手段,对整个电力系统的发展有着重要的作用。
1.2 高压电气试验的发展动向。近几年来,随着经济的快速发展和科学技术的进步,加之电气设备故障诊断的需要以及计算机技术、信号处理技术等的发展,高压电气试验中采用的新设备和新技术不断增多,新的试验方法也不断引进,国内外的最新技术得到了广泛的应用,从而促进了当前电力系统的稳定发展。首先,高压电气试验的新设备不断增多。随着科技的不断发展,当前的电气设备呈现出设备小巧轻便、抗干扰能力钱、自动化程度高等特点。其次,高压电气试验不断采用新的研究方法。例如,油中溶解气体色谱分析方法,它能够在一定程度上简化分析判断;变压器绕组变形方法,它能够增加诊断的灵敏度;GIS 局部放电的超声波检测频带试验,通过声波信号在GIS 设备外壳上检查设备内部局部放电故障。再次,高压电气试验的新技术不断应用。其中,0.1Hz 超低频试验电源的应用,进一步提高了试验仪器的抗干扰能力;红外技术的应用可以通过监测电气设备对设备故障进行更加准确的诊断。最后,高压电气试验诊断技术不断发展。目前应用最为广泛的是电力变压器故障专家诊断系统。
2 高压电气试验面临的问题
虽然高压电气试验得到了快速的发展,但是高压电气试验在试验过程往往会受到一些因素的影响,从而造成了试验结果和实际情况相脱节,严重时会造成不必要的损失。
2.1 高压电气试验设备和被试设备的接地问题。首先,高压电气被试设备接地不良。高压电器被试设备接地不良容易造成介质的严重损耗,这种问题一般情况发生在电容性的设备上,比如说电压互感器或者耦合电容器等。在变电站里,为了保证线路的正常运行,把电压互感器与线路直线连接。如果电气设备的接地开关或者连接线接触不良,就如同在电容器上串联了一个等量的电阻。比如说如果电容量为 C,电容器的介质损耗因数为 tgδ,等值串联电阻为 R,那么关系式为:tgδ=ωCR。但是如果当设备接地不良的情况出现后,电容器的电容量越大,它所产生的损耗就会越大,进而会造成被试设备介质损耗超标的情况。
其次,高压设备在使用 TV 和 TA 时,二次回路接地不良。在测试高电压的运行过程中,必须要使用,TV 和 TA。在一般情况下,TV和 TA 的交互应该遵循电磁感应定律,但是在他们实际的交互过程中,TV 和 TA 的二次绕组会出现接地不良的情况,这样一来,实际反映出来的数值对铭牌值而言出现了偏差。由于高压电气设备中的 TV 和 TA 的一次绕组和二次绕组与地面两者之间存在着分布电容,如果在二次绕组不接地的情况下,二次绕组上的感应电压往往会在表计和地面之间产生杂散电流,这样就会产生错误的指示值。
2.2 高压电气试验中引线所引起的问题。首先,高压电气设备中避雷器的引线问题。在一次高压变电所的检修试验中,一台220kV 主变中性点避雷器在试验过程中被检修人员将引线断开,但是引线的接头还保留在避雷器上边。最后出现的结果是:75%直流参考电压下的漏电量高达80uA;但是如果把把残留在避雷器上的引线拆下后重新测试,75%直流参考电压下的漏电量小于 20uA。由此可见,高压电气试验中避雷器引线产生的问题是非常巨大的,因此,在具体的高压电气试验实际运行过程中,我们必须把高压部位的引线全部拆除,从而能够更好地防止引线拆除不当引起的电流泄漏以及造成微安电表刻度的变差。
再次,绝缘带引起的问题。在高压电气试验运行过程中,绝缘带具有非常重要的作用。相关实验人员曾经做过一次实验:在测量电容性电压互感器的介质损耗因数的时候,最后测量的结果却不合格,数据出现了明显的偏差。为了找出数据偏差的原因,试验人员采取了各种各样的方法,最后终于得出了一个重要的结论:只有把固定在引线上的绝缘带去除后,所得到的数据才是合格的。如果不把绝缘带拆除,就说明给介质增加了几百兆欧的电阻,影响了高压电气试验的正常运行。
2.3 高压电气试验电压不用引起的问题。首先,电压对介质损耗因数测量数据的影响。相关试验人员在一次 550kV 直流中继站的耦合电容器预防性的试验中,为了避免仪器受到损伤,采取了降低试验电压的方法。后来发现一台电容器的测量结果不合格,为了找出电容器不合格的原因,试验人员采取了各种各样的方法,后来发现,随着试验电压的不断升高,介质损耗因数就越来越小。之所以出现这种现象,主要是由于多个元件串联的耦合电容器中存在连接线接触不稳定的情况,在低压的情况下,氧化层依然完好,出现较大的接触电阻,介质损耗就变大;如果试验电压不断增大,氧化层被融化,接触电阻就会变小,介质损耗就会变小。
其次,电压对测量直流电阻的影响。高压发电机在进行预测性试验的过程中,利用双臂电桥测量转子绕组的电流电阻,测量结果与以往的数据之间存在很大的差距。通过对测量方法的比较分析,相关试验人员发现转子绕组在运行过程中存在导线断裂的情况。如果导线断裂,就会在导线表面出现一层氧化膜,当利用双臂电桥对转子绕组进行测量时,根据电压的强度不同就会出现不同的结果。
再次,高压电气试验电压对测量直流漏电的影响。在高压电气设备导体表面所产生的电晕电流在导体的形状、导体之间的距离确定了之后,与电场强度的大小有着密切的关系。如果外施电压的数值很小时,电晕电流很小,此时对漏电电流的测量所产生的影响也比较小;如果高压试验电压数值变大时,电晕电流就会增大,这时对漏电电流的测量会产生很大的影响。
3 高压电气试验中主要对策
高压电气试验是考核电气设备主绝缘或者是电气参数是否适应安全运行的一个重要手段,对整个电力系统的发展有着重要的作用。高压电气设备的试验,是对设备的具体运行状况进行检查和鉴定的重要措施,是进一步了解高压设备绝缘状态以及运行性能的主要方法,针对以上高压电气试验中面临的一些问题和困境,我们要做到以下几点:
首先,搞清高压电气试验设备和被试设备的接地不良问题,我们要高度重视高压 TV和TA 的二次绕组,从测量的准确度和安全度两个方面着手,对其中的某一个端子的接地情况要确认无误。在进行交流耐压的试验过程中,要认真测量试验品的电容电流强度,通过电流的大小来判断高压电气试验电压运行是否正常。
1、首先,检查微波炉是否供电正常,打开微波炉的外壳,检查机内保险丝是否烧断,如果不是,则可能是因为变压器次级电路出现故障,检测高压二极管、磁控管是否正常,如果正常的话检测高压电容器,如果出现短路的现象,造成通电开机烧坏保险丝。建议更换同型号的高压电容器。
2、逐一排查是高压电容器、高压二极管还是磁控器的问题,用替换法逐一更换,当更换二极管后,开机时发现不烧保险丝了,加热回归到正常。这就表示是高压二极管出现故障,而这种故障一般使用普通万用表是测不出来的。
3、如果是磁控管上的切断器误操作引起的话,机器就不会根据预定的时间完成加热,通常是热切器性能不良而产生的误操作。在检修该故障时,需要考虑冷却风扇是否正常工作,如果风扇不工作的话热量排不出去,导致温度升高,导致热切断器工作切断磁控管的电源。
4、使用万用表测量后发现电机线圈的阻值出现不正常,建议更换新电机,确认转盘工作正常。如果出现这种状况是由于微波炉长期处在潮湿的环境,且不经常使用导致转盘电机的线圈霉断造成电机损坏的故障。
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关键词:电力系统;高压电气试验;技术问题
高压电气试验作为检验电气设备绝缘及电气参数能否稳定、安全运行的一种重要手段。但现阶段所进行的电力系统高压电气试验常有一些问题,如被试设备接地不良问题、外界环境问题、绝缘带问题等,影响高压电气试验。
1高压电气试验的概述
通常情况下,高压电气试验主要是对电气设备的绝缘性进行试验。通过高压电气试验,确定电气设备的绝缘情况,进而确定电气参数是否在合理的范围内,以便合理的调节电气设备,使之可以安全的、稳定的、高效的运行。由此可以确定,高压电气试验的主要目的是确保供电系统安全运转,保证电气设备绝缘监督工作可以正常展开。从高压电气试验发展过程来看,近些年科学技术的不断提高,在很大程度上影响了高压电气试验,即新设备新手段、新技术合理的应用在高压电气试验之中,加之新的试验方法的研究与应用,使得高压电气试验水平更高,适用性更强,在很大程度上保障了电气设备的安全,进而促进我国电力系统更好发展。但我们也不能忽略高压电气试验存在的技术性问题,希望相关研究人员不断研究,提出有效的解决措施,使高压电气试验更加有效、合理[1]。
2电力系统高压电气试验中技术问题的重要性的分析
基于当前电力系统中高压电气试验实施情况来看,技术性问题的存在,在很大程度上影响高压电气试验的有效性和准确性。为了规避此种情况,提高电力系统中高压电气试验水平,高度重视电力系统中高压电气试验中技术问题很是重要。
2.1不接地问题降低了测量数据的准确性
电力系统高压电气试验中,TV和TA实现转换,即遵循电磁管应规律,在一次绕组的匝数或二次绕组的匝数变化的情况下,TV和TA变化。基于此,在进行高压电气试验的过程中,应当注意接入TV和TA,通过TV和TA的变化来准确的测定电气设备。但是,在实际的电力系统高压电气试验的过程中,常常出现TV和TA的二次绕组为接地的现象,致使电气设备测定不准确、就以水轮机高压电气试验来说,在初次试验的过程中测定的电容电流的值较以往所测定的数值少很多;实验测得的电压数值也与真实电压之间存在很大差异。由此可以确定,水轮机高压电气试验不准确。对此,实验人员反复检查实验过程,分析各个实验环节,最终确定,TV二次接地没有实现,致使试验测得的数值具有较大的差异性。在此基础上,再次进行了水轮机高压电气试验,最终获得正确的数据,进而有针对性的、合理的进行水轮机维修,提高了水轮机的使用性能。基于此,可以确定在电力系统高压电气试验中TV和TA是否接地会影响实验测量数据的准确性[2]。
2.2被试设备接地不良问题加重了介质的耗损情况
电力系统高压电气试验中还应当注意被试设备接地不良问题,此问题的出现将会导致被试设备的能量消耗严重,进而导致高压电气试验结果不准确。通常情况下,在对被试设备进行高压电气试验的过程中,需要将电容式电压互感器或某和电容器接地,进而将接地开关或临时接地线进行接地处理,从而保证所测的电量损耗极为被测设备的电能损耗。但是,在实际的电力系统高压电气试验之中,常出现电容式互感器和耦合电容器连电现象,进而使得被试设备的能量消耗较多,其中包括本身能量消耗和电容器的电容量增加致使电阻消耗的能量,那么高压电气试验结果将不准确,这将会影响后续被试设备的维修与维护。
2.3外界环境问题对高压电气试验的影响
参考相关文献,确定在以往的电力系统高压电气试验中,被试设备的绕组直流电阻的阻值一直处于不变的状态。为了证明电力系统高压电气试验是否存在缺陷,相关工作人员在同一环境中型号相同的运行状态良好的设备和绝缘参数偏差的设备分别进行了高压电气试验,最终确定两个设备的绕组直流电阻的阻值相同。由此确定高压电气实验存在问题。相关工作人员对高压电气试验进行了详细的、深入的检查与分析,最终确定高压电气试验受到环境的影响。即在昼夜温差较大的环境中设备的绕组导体会出现裂纹,进而使得绕组导体的绕组直流电阻阻值发生变化,导致高压电气试验结果不准确[3]。所以,为了提高电力系统高压电气试验的准确性,应当高度重视外界环境问题会影响高压电气试验这一情况。
2.4绝缘带问题对高压电气试验的影响
高压电气试验中还要注意绝缘带问题,因为绝缘带会影响试验对被试设备绝缘参数的测试,进而影响对被试设备的判断。就以某断口电容器的介质损耗因素测试的过程中,经过多次的高压电气试验,所得到的结果都是测试结果与标准数值相差较大。由此可以确定高压电气试验存在一些问题。相关试验人员对整个断口电容器的高压电气试验进行了详细的思考与分析,最终确定影响因素是塑料绝缘带。将塑料绝缘带从设备上拿掉,再次进行高压电气试验,最终获得准确的介质损耗因素[4]。所以,绝缘带问题的存在,同样会影响高压电气试验。
3结束语
基于以上内容分析,确定在我国电力系统运行之中,高压电气试验显得越来越重要。科学、合理的电力系统高压电气试验的实施,可以检测电气设备的绝缘参数和电气参数,进而确定电气设备是否稳定、安全。但是,在具体的高压电气试验之中常有一些问题,如被试设备接地不良问题、外界环境问题、绝缘带问题等,影响高压电气试验。对此,应当高度重视影响高压电气试验的技术性问题,探究有效措施来处理问题,提高高压电气试验的有效性,保证电力系统安全运行。
参考文献
[1]刘雨阳.论电力系统高压电气试验中技术问题的重要性[J].大科技,2014(22):47-48.
[2]高起山.电力系统高压电气试验中技术问题的重要性[J].城市建设理论研究(电子版),2015(11):4686-4687.
[3]强耀东.论电力系统高压电气试验中技术问题的重要性[J].大陆桥视野,2016(6):151-152.
关键词:电容型;高压电气设备;绝缘;在线监测;技术
中图分类号:U226.1 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2015)26-0023-02
1 概 述
随着我国的经济发展和居民生活对电力的需求逐渐增大,高压电气设备在电力的输送过程中使用比较广泛。电容型高压电气设备作为当前电力系统使用最为广泛的电气设备之一,对我国电气发展的安全性和稳定性具有重要的影响作用。对电容型高压设备的绝缘进行在线监测和诊断,可以及时发现设备运行过程中的运行状态和损坏情况,提高电气设备的管理水平,确保客户的用电安全和供电可靠性。
2 监测内容与研究现状
2.1 监测内容
当前的高压电气设备绝缘在线监测的主要内容包括:自动连续检测流过绝缘介质的电流、介质损耗角正切(tanδ)、局部放电、绝缘油中含有的气体、发电机过热点、高压断路器和SF6全封闭组合电器,以及电力系统的全工况等。随着计算机技术和电力技术的进步,这些监测技术逐步形成,并给电力设备的维护和管理提供了重要的技术保障。
2.2 研究现状
在电力发展过程中,电力设备的故障大多发生在设备的绝缘问题上,而且绝缘问题会造成电力运行中的安全事故,对电力运维人员也会造成巨大的安全威胁。绝缘在线监测可以通过对检测对象的把握和控制,实现电力管理的自动化和科学化。在当前的高压电气设备的绝缘监测过程中,还存在监测仪器和监测方法的问题,导致相关数值的监测不是特别准确,无法达到对电气设备的管理要求。
3 高压电气设备绝缘在线监测系统检验器的工作原理
高压电气设备绝缘在线监测系统高压标准检验器是一台可以带电改变介质损耗的电气设备,被测设备可以工作在系统电压下,其介质损耗的改变是已知的,而且是经过标准测试的。该高压标准检验器主要由高压无损标准电容器、低压可调无感标准电阻、切换装置等组成。
其高压标准电容器电容量为1 000 PF,低压无感标准电阻配以不同的数值组合成介质损耗为0.33~1.337共7挡的高压标准损耗检验器,该高压标准损耗检验器可以在被测设备一直带有运行电压的情况下调节标准损耗检验器的档位。绝缘在线监测系统的传感器接在该高压标准检验器的低压端。
该高压标准检验器绝缘在线监测系统进行比对试验的原理图,如图1所示。校验器主要由交流滤波稳压电源、30 kVA调压器(B1)、80 kV串级式试验变压器1台(B2、B3)、高压标准电容器(C)、100 kV/100 V标准电压互感器(B4)、放电管(P-350)、标准无感电阻等元件构成。
4 电容型高压电气设备绝缘在线监测的关键技术
4.1 在线监测信号的提取
对监测信号的提取是对电容型高压电气设备进行绝缘监测的关键和基础依据。在线监测信号的提取,主要是提取电容设备的末屏电流信号,但是由于该信号在设备中的强度特别微弱,在实际信号提取过程中的难度较大。在传统的电流信号提取过程中,主要采用电流传感器测量电流信号,把电流传感器套装在电气设备的接地线或者末屏回路中,进而提取电流信号。
但是这种信号提取方式受现场环境的影响较大,受到的干扰因素较多,再加上电流信号本身比较微弱,造成信号提取比较困难。
当前,在电气设备的接地线或者末屏回路中直接串入监测电容成为一种更加有效的信号提取方式。电容型高压电气设备的电压不容易发生突变,只要选择合适的电容,并使输出电压在30~40 V之间,就可以有效降低干扰因素对电流信号的影响,确保测量过程中的稳定性和最终数值的正确性。
4.2 绝缘材料介损的数字化测量
绝缘材料的介损情况是电气设备绝缘性能的重要参考依据,对绝缘材料介损数值的测定也是电力管理过程中,确定电气设备的更换需求和运行状态的重要判定指标。
受电力运行情况的影响,介损测量对精确度和测量方法的要求较高。在当前的硬件处理方法中,过零法受谐波和零漂因素的影响较大,测量数值的准确性较差。而软件处理的方法,可以采用对波形进行分析,利用小波变换或双滤波器滤波提取基波信号,再计算其自相关函数与互相关函数,最终得到绝缘材料的介损数值。这种方法可以有效避免测量过程中的谐波干扰。
5 电容型高压电气设备绝缘在线监测的要点总结
在进行高压电气设备的绝缘进行监测时,监测结果受天气、环境、谐波和电磁干扰等因素的影响较大,在实际监测过程中,对这些影响因素的处理是保障监测数值正确性的重要措施,也是当前绝缘介损监测工作中的重要技术难题。
充分运用当前技术的进步和电力设备运行中的状态特点及电压电流的特点,采用先进的仪器设备,并采取科学的技术操作手段对测量数值进行科学的比对和试验,最终形成有效的监测技术,可以减少监测过程中的安全影响和干扰因素,确保监测结果的准确性。
6 结 语
高压电气设备是我国当前电力发展中普遍使用的电气设备,是电力管理工作中的重要检测对象。在电气设备的运行过程中,都会采用一定的绝缘材料以保障电力设备和输电系统的安全,但受变电因素的影响,这些绝缘材料都会受到一定程度的消耗损失,特别是高压变电设备中的绝缘材料,会受到更多的影响和消耗。对绝缘材料的介质损耗进行测量,是电气设备管理的重点工作,对输电变电系统的安全稳定运行和电气设备的更换具有重要的保障和参考意义。
参考文献:
参考市面上已有的电击灭蚊灯、粘捕式灭蚊灯、灭蚊拍等,我设计制作了一款诱捕式电子灭蝇器。
一、基本结构
诱捕式电子灭蝇器由底座、诱源容器、高压电网、印制电路板(主要含倍压整流电路)和栅栏状外壳等组成。
运行过程中,220V交流市电进入灭蝇器电路,经限流电阻加到由整流二极管和电容等组成的倍压整流电路,转换为一定值的直流高压,直流高压加到用金属丝等距离编绕成的高压电网两端。
当苍蝇碰到电网时,相邻两金属丝上的高电压放电将苍蝇击毙,此时由于蝇体电阻的放电作用,高压电网的电压会明显下降。死蝇落下或被烧坏、烧干后,整流电路的电容器又被迅速充电,电网恢复正常高压,再次等待捕杀苍蝇。
二、设计制作
1.制作材料
一个电源插头、两根电线、一个圆形木板(带两个圆形支架)、一个栅栏式不锈钢罩、一个圆锥状金属网、一个不锈钢小盆容器、一个变电装置、一些塑料片、螺钉、螺帽等。
2.实验验证
通过反复测试,我发现在外部环境清洁、外界食物诱源较少的地方综合效果相对较好,外部环境脏乱、外界食物诱源较多的地方综合效果反而较差。白天使用的效果比晚上好。
在摆放位置方面,将灭蝇器放置在1.5米至2米的高度可达到最佳的捕杀效果。电源稳定的环境下使用效果较好,且不易造成灭蝇器损坏。
诱捕式电子灭蝇器的捕杀效果与其变电后的直流高压、短路电流、功耗不成正比,并不是三者的值越高效果越好,而是保持在一个适度值范围内更优。
三、改良建议
1.诱捕式电子灭蝇器的倍压整流电路到底采用多少倍压,应根据具体情况综合考虑,不宜盲目求高。
2.拆卸诱捕式电子灭蝇器前一定要先切断电源,用小改锥碰触高压电网相邻的两条金属丝,使高压放电,否则很可能在拆卸中遭受电击。
3.诱捕式电子灭蝇器所用电容器的耐压规格越低,故障率就越高,建议用同规格容量、耐压较高的无极性电容代替。
微波炉不能加热什么
1.纸袋和塑料袋
常用的各种装食物的纸袋和塑料袋是不可以直接与食物一起放进微波炉加热的,很容易着火从而引起炉内起火和释放有毒气体。
2.一次性塑料盒
一次性塑料盒包括普通的快餐盒以及常见的牛奶盒、酸奶盒,这些材料都是不能承受高温的,放进微波炉加热很容易融化,将各种化学物质渗透到食物中,危害健康。
3.鸡蛋
微波炉是通过微波加热的,而鸡蛋就像一个密封的容器,在高温环境下鸡蛋内的压力出不来很容易引发爆炸。
4.部分水果
有些水果可以放进微波炉加热,那是因为它们可以承受高温,但是葡萄是万万不能的,它一加热就会冒烟和爆炸。
5.金属制品
无论是镶嵌有金属的盘子还是金属容器,都是不能放进微波炉的,因为微波穿透不了金属,很容易反射微波,从而损坏微波炉。
6.辣椒
辣椒加热不会爆炸,但是在高温下容易将体内的化学物质挥发出来,当你打开微波炉的时候容易被熏到眼睛和鼻子。
如果需要用微波炉加热的话,必须使用专用的加热容器,例如玻璃保鲜盒。使用的时候小心烫手哦。
微波炉不加热了是哪里坏了
首先,检查微波炉是否供电正常,打开微波炉的外壳,检查机内保险丝是否烧断,如果不是,则可能是因为变压器次级电路出现故障,检测高压二极管、磁控管是否正常,如果正常的话检测高压电容器,如果出现短路的现象,造成通电开机烧坏保险丝。建议更换同型号的高压电容器。
逐一排查是高压电容器、高压二极管还是磁控器的问题,用替换法逐一更换,当更换二极管后,开机时发现不烧保险丝了,加热回归到正常。这就表示是高压二极管出现故障,而这种故障一般使用普通万用表是测不出来的。
如果是磁控管上的切断器误操作引起的话,机器就不会根据预定的时间完成加热,通常是热切器性能不良而产生的误操作。在检修该故障时,需要考虑冷却风扇是否正常工作,如果风扇不工作的话热量排不出去,导致温度升高,导致热切断器工作切断磁控管的电源。
关键词:RC谐振网络,恒流变换器,YAG激光器
一.激光器电源的特点
随着新型激光装置的不断出现,对激光电源提出了高效率、高重复率、低成本和高可靠性等诸多要求。为满足在低频大能量工作下的激光装置,而研制出LC恒流充电电路。其特点是以恒流电源给储能电容器充电,既提高了充电效率,又提高了电源的稳定性。有效地解决了激光器电源在高频下工作的充电效率问题,亦克服了脉冲氙灯的连通现象。存在的主要问题,是体积和重量不能明显减小,但这种类型的电源目前仍广泛使用。脉冲激光电源的负载是脉冲氙灯,氙灯为具有负阻特性的气体放电灯,他对电源的要求如下:1.高压触发电脉冲,为大约2万伏左右的高压脉冲。2.使氙灯预燃的所需要的预燃电源标准电流,一般在80mA∼200mA。3.有激光储能电容充电的电路,并伴有激光储能电容向氙灯放电的放电电路。,RC谐振网络。
图1 脉冲式激光电源组成图2 储能电容器电压变化规律
二.充电电路设计中储能电容器的充电要求
固体脉冲激光器电源的设计,必须满足激光器对电源提出的各项技术指标。同时必须考虑到电源的经济特性、通用特性、可靠性等其他性能。脉冲激光器电源的核心部分是充电电路,所以必须根据指标来选择它,以使充电电路的效率很高。
在脉冲激光电源中,储能电容器必须是漏电很小的无极性耐高压电容器。,RC谐振网络。在重复频率的每一个周期里,储能电容器两端的电压是变化的,如图2所示。其中时间内,要求电容器两端的电压保持不变(等于),而在时间内,电容器的能量迅速向负载释放。
三.充电控制电路设计
激光电源要正常工作,就需要使电源各个部分协调工作的控制信号,这些信号是由控制电路产生的.控制电路部分要完成的功能如下:
1.产生使触发电路导通的外触发信号。外触发电路是电容经放电晶闸管与脉冲变压器初级相接,当晶闸管导通后,储能器上的能量才能达到变压器的初级,才能在次级上响应出脉冲高压。故需要控制可控硅晶闸管导通从而产生脉冲高压的外触发信号。,RC谐振网络。
2.在放电过程中,必须使恒流充电电路停止向储能电容器充电,因此控制电路还要产生使横六充电电路停止充电的封锁信号。
3.控制电路还必须有使储能电容器上的电压稳定的功能,当储能电容上的电压略高于预定的要求时,控制电路就产生一系列的高频脉冲电压,使双向可控晶闸管导通从而使恒流源充电电路停止向储能电容器充电。
四.氙灯的触发电路
对于脉冲放电灯或气体放电管,只有两端所施加的电压达到一定值时,气体才开始触电。我们称气体开始电离放电的电压为击穿电压,通常用UJ来表示,UJ与灯的结构和气压及气体类型有关。例如,氙灯在气压为53.3kPa时,弧长为70cm的时候,击穿电压UJ≥7kV。因此为了点燃气体放电灯必须有一高压触发电源。该高压电源可以是直流高压源、脉冲高压源或高频高压源。
五.激光电源总体设计参数计算
横流电源充电的激光电源电路的组成和工作原理都非常简单(如图3所示)。,RC谐振网络。由形恒流逆变器,双向可控硅晶闸管、变压器、单节L、C放电电路、取样电路及触发电路组成。,RC谐振网络。其中形恒流变换器中,L、C的选取及变压比N的选取应满足恒流充电的最佳匹配原则,为了方便L、C、N的选取,特列出如下程序。,RC谐振网络。
形恒流变换器的参数计算程序如下,已知参数:
工作周期: 毫秒,工作电压: 伏特,存能电路: 微法
计算结果:变比 , 毫亨, 微法
初级电流: 毫安,次级电流: 毫安
计算;打印;退出。
图3 横流源充电的激光电源电路图
参考文献
[1]梁作亮梁国忠,《激光电源电路》,兵器工业出版社,1995
[2]张占松蔡宣三,《开关电源的原理与设计》,电子工业出版社,1998
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[4]马养武陈钰轻,《激光器件》,浙江大学出版社,2001
[5]詹晓东曾忠,《全桥型IGBT脉冲激光电源》,南京航空航天大学,2000.01
[6]宁天夫李等,信息产业部电子第53研究所《研制激光电源的体会》,电源技术应用,2001.5
关键词:高压电气试验;安全措施;介质
1高压电气试验安全措施
高压电气试验工作较一般的电气设备维修工作更具有危险性,不得不引起我们的高度重视,甚至“三令五申”地去强调。既要求试验人员认真执行《电业安全工作规程》发电厂和变电所电气部分有关保证人身安全的技术措施和组织措施,还要执行电气试验工作的有关安全规定,防止试验中发生高压触电事故,保证试验人员和有关工作人员的安全。高压电气试验工作应遵守下列主要安全注意事项:
1.1试验人员必须胜任工作,试验工作人员不得少于二人,并应有试验负责人,制定和执行安全措施;
1.2弄清工作范围,把被试设备与其他设备明显隔开,栏上向外悬挂“止步!高压危险”标示牌,有人监护;
1.3要坚持试验前复查接线的制度;
1.4试验工作时,应站在绝缘垫上或穿绝缘鞋进行,这是防止触电事故或减轻伤害程度的一项安全措施;
1.5加压试验前,必须通知有关人员离开被试设备或退出现场后才能进行;
1.6对有电容或有电感应的被试设备试验前后必须充分放电或接地;
1.7加压试验倒换接线时,调压器必须退至零位,拉开试验电源刀闸后才能进行;
1.8试验结束时,试验人员应拆除自装的接地短路线,并对试品进行检查和清理现场。
以下为高压试验中所碰到的一些问题:
2试验电压不同所引起的问题
2.1对介质损耗因数测量的影响
在一次耦合电容器预防性试验中,由于耦合电容器电容量较大,为了避免仪器过载,采取降低试验电压的方法进行测量。在36台耦合电容器中其中有1台测量结果不合格,为了查找试验不合格的原因,试验人员采取了各种各样的方法,如改变试验接线、擦拭外套等等,但测量结果仍不合格。但随着试验电压的提高,介质损耗却越来越小。然后再用回原来的仪器复测,在同样的试验电压下测量结果也已经正常。这种现象显然与绝缘材料中存在杂质有关。之所以出现这种现象,我们分析原因可能是,多元件串联的耦合电容器中存在连接线氧化接触不良的问题,在低电压下氧化层未击穿,呈现较大的接触电阻,所以介损变大;当试验电压提高后,氧化膜击穿,接触电阻下降,介损变小,这时即使降低试验电压,氧化膜仍保持导通状态,介质损耗不再增大。
2.2对测量直流电阻的影响
某厂1台发电机在进行预防性试验时,用双臂电桥测量转子绕组的直流电阻,测量结果与历年数据相比显著增加。为了慎重起见改用外加直流电压电流法,测量结果却与历年试验数据接近,然后改用不同的仪器测量,数据变化很大。根据对测量方法和结果的分析,我们判定转子绕组已经存在导线断裂的问题。导体断裂后,在断裂面形成一层导电性较差的气化膜,当用双臂电桥测量时,由于电桥输出电压较低,气化膜不击穿,所以呈现较大的电阻;而采用外加电压电流法时,由于输出电压较高,所以气化膜击穿导电,测量的直流电阻就变小。经拔护环检杳,该转子绕组端部存在5处断裂的缺陷。
以上例子说明,对于与直流电阻有关的试验,采用输出电压低的仪器更容易暴露设备存在的缺陷。
2.3对测量直流泄漏电流的影响
导体表面所产生的电晕电流在导体的形状、电压极性、导体间的距离确定以后,就与电场强度的大小有关。当外施电压小于一定的数值时,电晕电流很小,对泄漏电流的测量影响可以忽略,而当试验电压超过一定的数值后,电晕电流要比绝缘的电导电流大得多,这时就要采取措施减小电晕电流的影响。
3测量发电机泄漏电流的影响
某发电机前次试验A、B、C三相泄漏电流分别为2、2、6μA,后又发展为2、2、15μA,C相与前次比较有明显变化。经解体检查发现:泄漏电流显著变化的C相线棒上有一铁屑扎进绝缘中。
《规程》规定,在发电机的预防性试验中要测量其定子绕组的泄漏电流并进行直流耐压试验。这是因为通过测量泄漏电流能有效地检出发电机主绝缘受潮和局部缺陷,特别是能检出绕组端部的绝缘缺陷。对直流试验电压作用下的击穿部位进行检查,均可发现诸如裂纹、磁性异物钻孔、磨损、受潮等缺陷或制造工艺不良现象。
4试验设备的接地问题
4.1高压TV及TA二次回路不接地
若测量数据错误,在测量高电压和大电流时,必须使用TV和TA进行变换。理论上,TV或TA的变比应遵循电磁感应定律,即它们的变比决定于一次绕组的匝数和二次绕组的匝数。然而,在实际应用中,如果高电压下的TV或TA的二次绕组没有将一端接地时,实际上反映出来的变比就会偏离铭牌值,所测量出的数据也是错误的。例如,在做1台电力变压器的空载试验时(试验电压10kV),第1次试验所测量的空载电流和空载损耗与出厂试验数据不吻合,显然是试验电压没有达到预定值,所测量的电压是一个虚假的数据。经检查发现TV二次没有接地。将TV二次绕组一端接地后,数据恢复正常。
通过对这一问题的分析,笔者认为以下两件事情在高压试验中必须重视:
1)高压TV和TA的二次绕组,不论是从安全的角度还是从测量的准确度来考虑,都必须将其中的一个端子可靠接地;
2)在进行交流耐压试验时,应同时测量试品的电容电流,因为可以从电流的大小来判断试验电压是否正常。
4.2被试设备接地不良造成介质损耗增加
这种问题主要发生在电容量较大的设备上,比如耦合电容器或CVT(电容式电压互感器)。在变电站里,线路CVT或耦合电容器通常都与线路直接连接,在检修时为了保证线路检修人员的安全必须将CVT或耦合电容器的顶端接地,通常是将线路的接地开关合上或挂上临时接地线。如果接地开关或临时挂接的地线接触不良,相当于在电容器上串联了一个附加的电阻。如果电容量为C,电容器的介质损耗因数tgδ与等值串联电阻R有如下关系:
tgδ=ωCR
从上式可知,当电容器申联的电阻一定时,电容器的电容量越大所产生的损耗越大。在实际试验中,已经多次发生因接地开关或接地线接触不良而造成被试品介质损耗超标的问题。
4.3滤波器接地开关没合上造成测量数据异常
这种情况发生在测量耦合电容器(或带通信端子的CVT )上,由于耦合电容器顶部接地,当接地开关打开时,不同的测量仪器所呈现的异常况不尽相同,只有当接地开关合上后,才能测出正确的数据。这种情况说明异常现象还与仪器的测量原理有密切的关系。
5引线所引起的问题
在一次测量断路器断口电容器的介质损耗因数时,所测得的数据总是不合格,为了找出原因,试验人员尝试了各种各样的方法,最后意外发现只有当取消固定试验引线的朔料带后,所测得的数据才是合格的。经用兆欧表测量,所用的朔料带绝缘电阻竟然只有几百兆欧,而被试设备的绝缘电阻均大于10000MΩ,用这样的朔料带固定试验引线,无疑是在试品上并联了一个电阻,增加了试品的介质损耗。这种现象确实非常罕见,为了保证试验结果的准确性,检杳所使用的绝缘朔料带的绝缘电阻还是很有必要的。
6环境温度所引起的问题
在某厂1台发电机转子的预防性试验中测得转子绕组的直流电阻不合格,正准备进行处理,为慎重起见,先用原仪器进行复测,却发现数据是合格的。在后来的几天里,这种情况总是反复出现,所测得的数据有时合格,有时又不合格,令人费解。后来经详细分析,发现凡是自天测量的数据都是合格的,而晚上测量的数据都是不合格的。进一步分析发现,该电厂所处的地区自天和晚上的温差较大,极有可能是转子绕组导体存在裂纹,自天温度高时,由于导体膨胀,裂纹被顶紧而完全导通,所以直流电阻合格;而到了晚上,由于温度降低,导线收缩,裂缝被扯开,所以直流电阻增大而不合格。经拔护环检查,证明这一分析是正确的。
7结论
【关键词】高压电气设备;试验;重要性;解决对策
中图分类号:F470.6 文献标识码:A
一、前言
高压电气设备试验在电力系统中肩负着举足轻重的作用,它的试验的安全性保障了电力系统安全、稳定、持续和经济的运行着,同时为电力系统和社会各行各业的长期稳定发展起到了护航的作用。
二、常见的电气设备高压试验
1.直流耐压试验
直流耐压试验电压较高,对发现绝缘某些局部缺陷具有特殊的作用,可与泄漏电流试验同时进行。直流耐压试验与交流耐压试验相比,具有试验设备轻便、对绝缘损伤小和易发现设备的局部缺陷等优点。而直流耐压试验对绝缘的考验就不如交流更接近实际,这主要是由于交、直流下绝缘内部的电压分布不同所造成的。
2.交流耐压试验
交流耐压试验对于绝缘的考验非常严格,能有效地发现较危险的集中性缺陷。它是鉴定电气设备绝缘强度最直接的方法,对于判断电气设备能否投入运行具有决定性的意义,也是保证设备绝缘水平、避免发生绝缘事故的主要手段。交流耐压试验有时可能使绝缘中的一些弱点更加发展。因此在试验前必须对试品先进行绝缘电阻、吸收比、泄漏电流和介质损耗等项目的试验,若试验结果合格方能进行交流耐压试验。否则,应及时处理,待各项指标合格后再进行交流耐压试验,以免造成不应有的绝缘损伤。
泄漏电流的测试
一般直流兆欧表的电压在2.5KV以下,比某些电气设备的工作电压要低很多。当设备存在某些缺陷时,高压下的泄漏电流要比低压下的大很多,同时高压下的绝缘电阻要比低压下的电阻小很多。测量设备的泄漏电流和绝缘电阻本质上没有多大区别,但是泄漏电流的测量有如下特点:试验电压比兆欧表高很多,绝缘本身的缺陷容易暴露,能发现一些尚未贯通的集中性缺陷。同时泄漏电流测量用的微安表要比兆欧表精度高。
绝缘电阻的测试
绝缘电阻的测试是电气设备绝缘测试中应用最广泛、试验最方便的项目。绝缘电阻值的大小,能有效地反映绝缘的整体受潮、污秽以及严重过热老化的缺陷。绝缘电阻的测试最常用的仪表是绝缘电阻测试仪。
三、高压电气设备试验的重要性
高电压试验是以确保电力传输的安全可靠运行,特别是在最近几年的基木保障,电源应用量大幅增加,带来了前所未有的压力,整个电源系统应用在电力,电气设备的高压试验活动的情况就显得尤为重要。
高压试验的目的就是通过一定的手段,依靠相关的检测设备,采用模拟的方法来检验电气设备各绝缘性能的可靠程度,为安全发、供、用电提供可靠有力数据。高压检测能够根据数值的变化检查出任何一项存在的故障和安全隐患,因此,电力系统需要定期组织一批工作经验丰富,工作态度严谨的优秀工作人员进行高压试验。对于发现的故障和隐患问题能够采取相应的维护和检修措施,避免电气设备绝缘在额定电压与过电压的作用下击穿而造成停电事故。高压试验是判断运行中的电气设备安全的重要措施。
电气设备的绝缘的缺陷大致分为两类:一类是整体性缺陷,如绝缘老化、变质、受潮和脏污等使绝缘性能完全下降.一类是局部缺陷,如:绝缘局部受损、受潮和脏污等使绝缘性能下降。不论何类绝缘缺陷都能通过高压预防试验检测出来。所以电气设备在运行了一定时间都要进行定期检测试验。这是目前我国对电气设备安全运行采取的有力的保证措施。通过高压试验掌握电气设备绝缘变化规律及时发现缺陷。采取相应的维护和检修措施,避免电气设备绝缘在额定电压与过电压的作用下击穿而造成停电事故。
电气设备的绝缘预防试验一般分为绝缘性能的特性试验和强度试验两种。前者又称为非破坏性试验,是指在较低电压作用下或用其他不损伤绝缘的办法。从不同角度对设备绝缘各种特性进行的试验。如绝缘电阻试验,泄漏电流试验和介质损耗过度试验等。后者又称破坏性试验,是对电气设备的绝缘在较高电压作用下的一种耐压试验。如直流耐压试验和交流耐压试验等。高压试验是判断运行中的电气设备安全的重要措施。
高压电气试验中面临的问题和主要解决对策
1.试验中面临的问题
电气设备高压试验考核是决定电气设备能否安全运行的一个重要手段,它对整个电力系统的发展起着重要作用。高压电气试验在试验过程中往往会遇到一些问题,具体为:
高压电气试验设备与被试设备接地不良。
高压电气被试设备接地不良容易造成介质的严重损耗,这个问题一般发生在电容性的设备上,比如:电压互感器,藕合电容器等。在变电站,为了保证线路的正常运行,把电压互感器与线路直接连接。如果电气设备的接地开关或者连接线接触不良,就如同在电容器上串联了一个等量电阻。当设备接地不良的情况发生后,电容器的电容量就越大,因此造成的被试设备的介质损耗超标的情况。
高压电气试验中引线所引起的问题。首先,高压电气设备中避雷器的引线问题。在检修试验中,一台220KV主变中性点避雷器在试验过程中被检修人员把引线断开,但是引线的接头还保留在避雷器上面,最后出现了漏电量都高达80uA;但是如果把引线拆下来重新测试,漏电量就小于了20uA.由此可见,避雷器引线产生的问题是非常巨大的,因此,在高压电气试验中,要把引线全部拆除进行试验,以防拆除不当引起的电流泄漏和造成微安电表刻度的变差。
高压电气试验电压引起的问题。随着试验电压的不断升高,介质损耗因数就越来越小。主要是由于多个元件串联的藕合电容器中存在连接线接触不稳定的情况,在低压的情况下,当出现较大的接触电阻时候,介质损耗就变大了,反之侧变小。同时,电压对测量直流电阻也有影响。试验人员发现转子绕组在运行过程中存在导线断裂的情况。当利用双臂电桥对转子绕组进行测量时候,根据电压的强度不同就会出现不同的结果。另外,当高压试验电压数值变大时,电流会增大,这是对漏电电流的测量会产生很大的影响。
主要解决对策
以上问题和困境,我们要从以下方面来着手解决:
首先,关于电气设备高压试验中接地不良的问题,我们要高度重视高压TV和TA的二次绕阻,从测量的准确度和安全度两个方面着手,对其中的某一个端子的接地情况要确认无误。在进行交流耐压的试验过程中,要认真测量试验品的电容电流强度,通过电流的大小来判断高压电气试验电压运行是否正常。
其次,在试验中要特别注意引线的作用。引线在电气设备高压试验中起着重要作用,绝缘带的电阻有几百兆欧,如果不把绝缘带拆除,就说明给介质增加了几百兆欧的电阻,影响了高压电气试验的正常运行。
最后,要高度重视高压电气试验中电压的重要性。第一,要注意电压对介质损耗测量的影响,在低压的情况下,出现较大的接触电阻时,介质损耗会变大。第二,要注意电压对直流电阻测量的影响。如果双臂电桥电压较低,那么氧化膜就不能被击穿,所以电阻就大;如果双臂电桥的电压较高,那么氧化膜被击穿,电阻就小了。
五、高压电气设备试验的安全管理
1.保证安全的组织措施
在试验工作过程中要履行《电业安全规程》中所规定的保证安全的组织措施,即工作票制度、工作许可制度、工作监护制度和工作间断、转移和终结制度。每一次的高压试验都应该根据具体情况由班组长下达第一种工作票,并且应当严格按照票证实施试验作业。在任一高压试验中都应设有监护人员,并且监护人员不应参与直接的试验工作,主要的注意力应当放在整个试验现场的监护上,不仅要监护实际操作人员的情况,还应当对整个试验现场环境起到监护的作用,防止在进行试验的过程中有与试验无关的人员进入现场等突况的发生所带来的人身伤害事故。
2.保证安全的技术措施
由于高压试验的非凡性,在确保落实以上措施后还要在试验开始前检查试验设备的接地状态,确保各试验设备接地良好,并且在任何一个试验项目完成后都要对被试设备充分放电,既保证参试人员的人身安全,也为下一个试验项目做好准备工作。 试验设备若接地不可靠则可能带来很多安全隐患,如被试品放电时严重危及人身安全,感应电等通过试验仪器危及人身安全;造成仪器工作不稳定或设备被烧坏。因此在高压试验过程中要求必须接地可靠,必须使接地导线与接地导体接触良好,如接地导体附有铁锈、汕漆等导致接触不良的杂质,需将其清理干净再接地线口各试验设备所使用的接地导线应定期检查,防止在长时间使用过程中产生断线或接触不良等现象影响正常的试验结果和试验人员的人身安全。
结束语
综上所述,在今后的高压电气设备试验中,除了要掌握高压试验技能,还要认识试验的重要性,更要提高安全试验。
参考文献:
[1]程锐探讨高压电气试验安全管理 [J] 科技创新导报,2011,(02)