直流高壓發(fā)生器的改進(jìn)

電氣設(shè)備的絕緣在制造、運(yùn)輸、檢修的過程中 ，有可能發(fā)生意外事故而殘留缺陷 ，在電氣設(shè)備長期的運(yùn)行過程中 ，絕緣還會(huì)受到濕度、水分、機(jī)械應(yīng)力、電場(chǎng)、發(fā)熱以及大自然等各種因素的作用和影響 ，這些都會(huì)使絕緣發(fā)生老化而形成缺陷的存在和發(fā)展 ，由此造成設(shè)備的損壞 ，可能使企業(yè)發(fā)生意外停電事故 ，從而影響到全廠的安全生產(chǎn)。

1 工作原理

電力系統(tǒng)是企業(yè)安全生產(chǎn)的重要一環(huán) ，為保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行 ，預(yù)防事故的發(fā)生 ，人們主要使用直流高壓發(fā)生器來做直流泄露試驗(yàn)和直流耐壓試驗(yàn)來判斷設(shè)備的好壞。直流泄露試驗(yàn)和直流耐壓試驗(yàn)的原理是一樣的 ，都是將220V 的交流電通過調(diào)壓器送至升壓變壓器 ，升壓變壓器則輸出高壓經(jīng)過硅堆整流和電容濾波后加到被試品上。通過調(diào)壓器來調(diào)整實(shí)驗(yàn)輸出電壓 ，其輸出電壓是連續(xù)可調(diào)的。

2 造成電壓失控的主要原因

直流泄露試驗(yàn)是通過泄露電流的大小以及在連續(xù)升壓的過程中泄露電流的變化情況和試驗(yàn)電壓達(dá)到額定值時(shí)泄露電流的穩(wěn)定情況來綜合分析被試品的絕緣好壞。直流耐壓試驗(yàn)是在規(guī)定的時(shí)間、規(guī)定的電壓下 ，絕緣材料未被擊穿和有沒有發(fā)生閃絡(luò)來判斷絕緣材料是否合格。高壓試驗(yàn)本身就是一個(gè)破壞性試驗(yàn) ，但是這種試驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)非破壞試驗(yàn)不能發(fā)現(xiàn)的缺陷 ，特別實(shí)在絕緣中存在微小氣泡和非貫穿性的缺陷時(shí)。其缺點(diǎn)就是在試驗(yàn)的過程中會(huì)對(duì)絕緣造成一定的損傷。這就要求對(duì)輸出的試驗(yàn)電壓嚴(yán)格按照規(guī)程中的要求分別對(duì)不同的被試品施加不同的電壓。

直流高壓發(fā)生器具有體積小、電壓高、使用方便等優(yōu)點(diǎn) ，特別適用于現(xiàn)場(chǎng)預(yù)防試驗(yàn)和交接試驗(yàn) ，因此在各類試驗(yàn)中廣泛采用 ，而我們現(xiàn)在使用的直流高壓發(fā)生器 ，只有在被試品發(fā)生閃絡(luò)擊穿時(shí)通過大電流保護(hù)用電流繼電器才能跳開控制回路電源從而斷開主回路電源 ，而對(duì)其它意外原因造成的輸出電壓失控沒有什么保護(hù)措施 ，這種失控電壓一旦加到被試品上后可形成如圖 2 所示的一系列對(duì)電力系統(tǒng)的損壞，甚至造成部分設(shè)備停電事故。

造成電壓失控的主要原因是 ：1）自耦調(diào)壓器繞組短路 ；2）碳刷損壞 ；3）碳刷上引線過長 ，在搬運(yùn)和使用過程中碰到線圈其它部位 ；4）回零限位開關(guān)松動(dòng)在調(diào)壓器回零時(shí)碳刷接觸到調(diào)壓器繞組尾部造成全壓輸出 ，這種情況也是危害大的 ，這時(shí)試驗(yàn)變壓器將輸出高電壓 ；5）其它原因造成的輸出電壓失控。

根據(jù)這種情況我將我們現(xiàn)在使用的直流高壓發(fā)生器進(jìn)行了改進(jìn)，在直流高壓發(fā)生器的控制電路中加入一限壓電壓繼電器，通過控制進(jìn)入到變壓器的輸入而達(dá)到控制輸出電壓的目的。電壓繼電器是通過插件與試驗(yàn)器的控制箱相連 ，在使用時(shí)將繼電器插入控制箱，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)將繼電器與控制線路聯(lián)系在一起，試驗(yàn)完畢后 ，將繼電器拔出 ，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)將電路恢復(fù)到原來狀態(tài)。試驗(yàn)接線圖如下 ：

1. 雙極開關(guān) ；2. 熔斷器 ；3. 綠色指示燈 ；4. 常閉分閘按鈕 ；5. 常開合閘按鈕 ；6. 電磁開關(guān) ；7. 紅色指示燈 ；8. 限位開關(guān) ；9. 調(diào)壓器 ；10. 電壓繼電器 ；11. 轉(zhuǎn)換開關(guān) ；12. 電壓表 ；13. 電流表 ；14. 電流繼電器 ；15. 升壓變壓器 ；16. 高壓整流管 ；17. 保護(hù)電阻 ；18. 高壓穩(wěn)壓電容 ；19. 微安表頭 ；20. 被試品（10.11）為改進(jìn)后加入的元件

3 改進(jìn)后的直流高壓發(fā)生器的操作

1）先合雙極開關(guān) ，綠色指示燈亮 ；

2）將調(diào)壓器回到零位，限位開關(guān)接點(diǎn)閉合，按下合閘按鈕，紅色指示燈亮 ，電磁開關(guān)閉合 ，接通調(diào)壓器電源 ；

3）插入電壓繼電器 ，并將電壓整定值調(diào)到大 ，將轉(zhuǎn)換開關(guān)打到斷開位置。調(diào)節(jié)調(diào)壓器開始升壓 ，將電壓調(diào)到限定的電壓值 ，松開調(diào)壓器旋鈕 ，減少電壓繼電器的定值 ，直到繼電器動(dòng)作為止 ，這樣試驗(yàn)變壓器出產(chǎn)前被限制到要求的變壓值 ，只要電壓超過繼電器的整定值 ，其常閉接點(diǎn)斷開 ，切斷電磁開關(guān)的電源 ，開關(guān)復(fù)位 ，從而斷開調(diào)壓器的輸入電源 ，紅色指示燈滅 ，綠色指示燈亮 ，使得輸出為零 ；

4）保護(hù)電壓的整定值是根據(jù)不同的被試品 ，將其整定在圖 3 所示的 A 點(diǎn)以內(nèi) ，不同的絕緣材料的性能是不同的 ，因此在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室具體的 A 點(diǎn)很難確定 ，通常我們都是將電壓繼電器的整定值定在被試品規(guī)定的試驗(yàn)電壓值的 105%~110%主要條款技術(shù)要求甚至高于 GB/T 9711.2，選用標(biāo)準(zhǔn)上高于煉廠經(jīng)常采用的 GB/T8163《輸送流體用無縫鋼管》。

其中值得注意的是 ，丙烯管道在第三方破壞、開孔破裂等事故狀態(tài)下，液態(tài)丙烯汽化時(shí)吸熱可使裂口附近溫度快速下降，能降溫至 -40℃以下（丙烯沸點(diǎn) -47.4℃）。裂口較小時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)冰凍現(xiàn)象 ，裂口較大時(shí)會(huì)呈現(xiàn)丙烯噴射 ，甚至可能出現(xiàn)冰堵現(xiàn)象 ，有可能給管道維護(hù)搶修帶來很多困難。但考慮到由于輸送條件是常溫 ，低溫只是事故情況才會(huì)發(fā)生 ，而且在煉廠儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)中輸送液體丙烯管道選用的也是普通碳鋼。而且理論上講 ，溫度由 30℃降至 -40℃對(duì)管材強(qiáng)度影響較小 ，可忽略對(duì)管材屈服強(qiáng)度的影響。因此普通碳鋼滿足本工程要求。只有在站場(chǎng)有低溫排放時(shí) ，排放管線及設(shè)備要考慮選用低溫碳鋼。因此埋地部分管道 ，鋼管材質(zhì)選用 L245NB，與煉廠用 20# 鋼屈服強(qiáng)度一樣。壁厚選擇上根據(jù) GB-50251 中三級(jí)地區(qū)的要求進(jìn)行選取 ，乙烯管道理論計(jì)算壁厚為 4.57mm，實(shí)際選取 8.0mm ；丙烯管道理論計(jì)算壁厚為 2.74mm，實(shí)際選取 6.5mm，通過提高管道的強(qiáng)度設(shè)計(jì)系數(shù)。