直流高壓發(fā)生器的改進(jìn)

電氣設(shè)備的絕緣在提供、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、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供應(yīng)。

1工作原理

電力系統(tǒng)是企業(yè)安全供應(yīng)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)對絕緣造成一定的損傷。這就要求對輸出的試驗(yàn)電壓嚴(yán)格按照規(guī)程中的要求分別對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)變壓器高輸出產(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/T9711.2，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℃對管材強(qiáng)度影響較小，可忽略對管材屈服強(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)。