串級試驗變壓器*

TQSB系列輕型交直流高壓試驗變壓器

概述：
　　　TQSB系列輕型交流高壓試驗高壓器是根據機電部《試驗變壓器》標準在原同類產品基礎上經過大量改進后而生產的一種新型產品。本系列產品具有體積小、重量輕、結構緊湊、功能齊全、通用性強和使用方便等特點。特別適用于電力系統、工礦企業、科研部門等對各種高壓電氣設備、電器元件、絕緣材料進行工頻或直流高壓下的絕緣強度試驗。是高壓試驗中*的重要設備。
產品結構：
　　　TQSB系列輕型高壓試驗變壓器采用單框芯式鐵芯結構。初級繞組繞在鐵芯上，高壓繞組在外，這種同軸布置減少了漏磁通，因而增大了繞組間的耦合。產品的外殼制成與器芯配合較佳的八角形結構，整體外形顯得美觀大方。其外部結構圖見圖1，內部結構圖見圖2。


　　　　　　　　　　　
變壓器外部結構示意圖
1-短路桿D 2-均壓球 3-高壓套管 4-變壓器提手
5-油閥 6~7-次壓輸入a、x 8~9-測量端子E、F
10-變壓器外殼接地端 11-高壓尾X 12-高壓輸出A
13-高壓硅堆 14-變壓器油 15-鐵芯
16-次低壓繞組 17-測量繞組 18-二次高壓繞組
　　在TQSB試驗變壓器中，a、x為低壓輸入端子，E、F為儀表測量端子，A、X為高壓輸出。

工作原理：
　　TQSB系列輕型高壓試驗變壓器為單相變壓器，聯結組I. I. 用工頻220V（10KVA以上為380V）電源接入∕ST∕XTC（為本公司生產的試驗變壓器設備，詳細資料請見其具體使用說明書）系列操作箱（臺），經操作箱內自耦調壓器（50KVA以上調壓器外附）調節至0-200V（或0-400V）電壓輸出至TQSB試驗變壓器的初組繞組，根據電磁感應原理，在試驗變壓器高壓繞組可獲得試驗所需的高電壓。
單臺TQSB試驗壓器的工作原理圖見圖3


圖3：單臺TQSB高壓試驗變壓器原理圖
　　單臺TQSB試驗變壓器的工作原理圖見圖4，圖中高壓套管中裝有高壓硅堆，串接在高壓回路中作半波整流，以獲得直流高電壓。當用一短路桿將高壓硅堆短接時，可獲得工頻高電壓，作為交流輸出狀態；取消短路桿時，作為直流輸出狀態。


圖4：單臺TQSB交直流試驗變壓器原理圖
圖中：D – 短路桿 VD – 高壓硅堆

　　三臺試驗變壓器串級獲得更高電壓的結線原理見圖5。串級高壓試驗變壓器有很大的優越性，因為整個試驗裝置由幾臺單臺試驗變壓器組成，單臺試驗變壓器容量小、電壓低、重量輕，便于運輸和安裝。它既然可串接成高出幾倍的單臺試驗變壓器輸出電壓組合使用，又可分開成幾套單臺試驗變壓器單獨使用。整套裝置投資小，經濟實惠。圖5中，在*級和第二級的每個單元試驗變壓器中都有一個勵磁繞組A1、C1和A2、C2。在三臺串級試驗變器基本原理圖中，低壓電源加在試驗變壓器I的初級繞組a1x1上，單臺試驗變壓Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的輸出電壓都是V。勵磁繞組A1、C1給第二級試驗變壓器Ⅱ的初級繞組供電；第二級試驗變壓器Ⅱ的勵磁繞組A2、C2給第三級試驗變壓器Ⅲ的初級繞組供電。第二級試驗變壓器Ⅱ和第三級試驗變壓器Ⅲ的箱體分別處在對地為1V和2V的高電位上，所以箱體對地是絕緣的，試驗變壓器I的箱體是接地的。這樣*級、第二級、第三試驗變壓器對地的額定輸出電壓分別為1V、2V、3V；其額定容量分別為3P、2P、1P。



圖5：三臺試驗變壓器串級接線原理圖
圖中：P - 容量（KVA） V – 電壓（KV） G1、G1 – 絕緣支架
　　TQSB試驗變壓器高壓套管中的高壓硅堆未畫出，其原理與上圖相同。
　　
使用方法：
TQSB試驗變壓器做被試品的工頻耐壓試驗使用接線原理圖見圖6。



圖6：被試品工頻耐壓試驗接線圖
圖中：R1 – 限流電阻 RCF – 阻容分壓器 RF – 球間隙保護電阻
G – 球間隙 CX – 被試品
注：高壓尾必須可靠接地。
　　　工頻耐壓試驗中限流電阻R1應根據試驗變壓器的額定容量來選擇。如高壓側額定輸出電流在100 – 300mA時，可取0.5 - 1Ω∕ⅴ（試驗電壓）；高壓側額定輸出電流為1A以上時，可取1Ω∕ⅴ（試驗電壓）。常用水電阻作為限流電阻，管子長度可按150KV∕m考慮，管子的粗細應具有足夠的熱容量（水阻液配制方法：用蒸餾水加入適量硫酸銅配制成各種不同的阻值）。
　　　球間隙及保護電阻：當電壓超過球間隙整定值時（一般取試驗電壓的110％ - 120％）球間隙放電，對被試品起到保護作用。球間隙保護電阻可按1Ω∕ⅴ（試驗電壓）選取。
　　　在工頻耐壓試驗中，低壓側測量電壓（儀表電壓）不是非常準確的，其原因是由于試驗變壓器存在著漏抗，在這上個漏抗上必然存在著壓降或容升，使試品上的電壓低于或高于低壓側測量電壓表上反映出來的電壓。工頻耐壓試驗時，被試品上的電壓高于試驗變壓器的輸出電壓，也就是所謂容升現象。感應耐壓試驗時，試驗變壓器的漏抗必須存在著壓降。為了準確測量被試品上所施加的電壓，因此常在高壓側接入RCF阻容分壓器來測量電壓（見圖6）。
　　　工頻耐壓試驗操作注意事項：
試驗人員應做好分工，明確相互間辦法。并有專門人監護現場安全及觀察試品狀態。
被試品應先清掃干凈，并干燥，以免損壞被試品和試驗帶來的誤差。
對于大型試驗，一般都應*行空升試驗。即不接試品時升壓至試驗電壓，校對各種表計，調整球間隙。
升壓速度不能太快，并必須防止突然加壓。例如調壓器不在零位的突然合閘。也不能突然切斷電源，一般應在調壓器降至零位時拉閘。
當電壓升至試驗電壓時，開始計時，到1min后，迅速降壓到1∕3試驗電壓以下時，才能拉開電源。
　　　在升壓或耐壓試驗過程，如發現下列不正常情況時，應立即降壓，切斷電源。停止試驗并查明原因：①電壓表指針擺動很大；②發現絕緣燒焦或冒煙；③被試品內有不正常的聲音。
耐壓試驗前后應測量絕緣電阻，檢查絕緣情況。
TQSB試驗變壓器在做被試品的直流耐壓或泄漏試驗時接線原理圖如圖7。
注：此試驗應先抽出短路桿“D”，圖7中所示。



圖7：高壓直流泄漏試驗接線圖
圖中：VD – 高壓硅堆 R1 – 限流電阻 C1 – 高壓濾波電容
　　RCF – 阻容分壓器 CX – 被試品 uA – 帶保護微安帶
　　　泄露試驗中限流電阻R1選擇在額定輸出電壓時，輸出端短路電流不超過高壓硅堆的zui大整流電流。如電壓硅堆的zui大整流電流為100mA時用于60KV的試驗裝置中，限流電阻按R1=60/0.1=600KΩ選擇。限流電阻還應具有足夠的容量和沿面放電距離。高壓濾流電容C1一般選擇在0.01 – 0.1uF，當被試品的電容量很大時，C1可省略不用