導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇高壓電容，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞：感性負(fù)載 自動(dòng)補(bǔ)償 就地補(bǔ)償 功率因數(shù) 電壓疊加 補(bǔ)償精度 步長(zhǎng)

一、概述

在電力系統(tǒng)中，隨著變壓器和交流電動(dòng)機(jī)等電感性負(fù)載的廣泛使用，電力系統(tǒng)的供配電設(shè)備中經(jīng)常流動(dòng)著大量的感性無(wú)功電流。這些無(wú)功電流占用大量的供配電設(shè)備容量，同時(shí)增加了線路輸送電流，因而增加了饋電線路損耗，使電力設(shè)備得不到充分利用。作為解決問(wèn)題的辦法之一，就是采用無(wú)功功率補(bǔ)償裝置，使無(wú)功功率就地得到補(bǔ)償，盡量減少或不占用供配電設(shè)備容量，提高設(shè)備的利用效率。最常見(jiàn)的辦法就是采用電容器組提供電容性電流對(duì)電感性電流給予補(bǔ)償，以提高功率因數(shù)。目前，在配電系統(tǒng)中，已經(jīng)普遍使用了低壓電容集中自動(dòng)補(bǔ)償裝置，根據(jù)需要，使低壓無(wú)功功率就地得到補(bǔ)償。而在高壓系統(tǒng)中，目前使用比較多的補(bǔ)償還是傳統(tǒng)的固定式電容補(bǔ)償裝置，集中的自動(dòng)補(bǔ)償裝置使用還很不普遍。由于傳統(tǒng)的補(bǔ)償方式存在安全性能差、補(bǔ)償精度低和勞動(dòng)強(qiáng)度大等問(wèn)題，大家都希望有一種更加安全可靠、補(bǔ)償精度更高、自動(dòng)化水平更高的補(bǔ)償裝置供設(shè)計(jì)選用。

我們從1995年開始，在天津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)二期雨、污水泵站；東海路雨、污水泵站；泰豐路雨水泵站和天津市月牙河雨水泵站等工程中試用6kV高壓電容自動(dòng)補(bǔ)償裝置。經(jīng)過(guò)幾年來(lái)的使用，證明補(bǔ)償后功率因數(shù)達(dá)到0.95以上，自動(dòng)化水平高，補(bǔ)償效果滿意。得到各使用單位的一致好評(píng)。本文結(jié)合工程使用情況，就高壓電容集中自動(dòng)補(bǔ)償裝置有關(guān)技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。以作拋磚引玉。

二、補(bǔ)償實(shí)施方案和補(bǔ)償容量的確定

要想得到理想的補(bǔ)償效果，首先要確定合理的補(bǔ)償實(shí)施方案、準(zhǔn)確計(jì)算需要補(bǔ)償?shù)娜萘?。目前常?jiàn)的補(bǔ)償方法有傳統(tǒng)的固定式電容器組人工插拔熔斷器控制補(bǔ)償容量法；單臺(tái)設(shè)備隨機(jī)就地電容補(bǔ)償法和集中電容器自動(dòng)補(bǔ)償法。其中傳統(tǒng)補(bǔ)償方法簡(jiǎn)單，但補(bǔ)償精度低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，危險(xiǎn)性大，受人為因素影響太多。

單臺(tái)設(shè)備就地補(bǔ)償法就是針對(duì)單臺(tái)設(shè)備在當(dāng)?shù)剡M(jìn)行補(bǔ)償，其優(yōu)點(diǎn)是從設(shè)備需求點(diǎn)補(bǔ)償，深入到需求補(bǔ)償?shù)谝晃恢?，補(bǔ)償范圍大。其缺點(diǎn)是確定補(bǔ)償容量困難。既不能過(guò)補(bǔ)償，又必須保證電路不得發(fā)生LC諧振和避免發(fā)生自激現(xiàn)象。因在計(jì)算無(wú)功電流時(shí)，無(wú)功電流主要成分是由電機(jī)勵(lì)磁電流I0，滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的無(wú)功電流增量ID1、欠載運(yùn)行時(shí)的無(wú)功電流增量ID2等組成的。因?yàn)殡S著電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的變化，上述各參數(shù)都在不停地變化，動(dòng)態(tài)變量變化因素太多，很難確定準(zhǔn)確的無(wú)功補(bǔ)償需求量。不同的生產(chǎn)設(shè)備在選配電動(dòng)機(jī)時(shí)的啟動(dòng)容量裕度各不相同，所以，在設(shè)備運(yùn)行中其電動(dòng)機(jī)的飽和程度各不相同，其欠載運(yùn)行的無(wú)功電流增量ID2各不相同；其次，電動(dòng)機(jī)的實(shí)際工作狀態(tài)隨時(shí)變化，如：水泵電機(jī)隨著進(jìn)水水位、出水水位的變化電動(dòng)機(jī)負(fù)載率隨時(shí)都在變化，無(wú)法確定準(zhǔn)確的工況。而單臺(tái)設(shè)備就地補(bǔ)償法在補(bǔ)償容量確定后，是以固定不變的補(bǔ)償容量，去平衡隨時(shí)浮動(dòng)變化的動(dòng)態(tài)工況，就很難得到滿意的高精度補(bǔ)償效果。

此外，在單臺(tái)補(bǔ)償?shù)碾娙萜餮b置中，補(bǔ)償電容器是與主機(jī)一對(duì)一固定配套安裝的，隨著主機(jī)的運(yùn)行而補(bǔ)償電容器同時(shí)投入運(yùn)行，當(dāng)主機(jī)停止運(yùn)行時(shí)補(bǔ)償電容也一齊被切除，各機(jī)組之間的電容器相互獨(dú)立不能互補(bǔ)，電容器得不到充分利用，增加了設(shè)備投資。而且，市政工程的特點(diǎn)是運(yùn)行時(shí)間集中、設(shè)備容量較大；備用設(shè)備的運(yùn)行利用率更低等。再者，由于補(bǔ)償電容器隨著主機(jī)的運(yùn)行而一齊投入運(yùn)行，則主機(jī)的啟動(dòng)電流與電容器合閘涌流是同時(shí)處于最大值，兩個(gè)電流最大值相加增大沖擊電流效應(yīng)。

如果采用成組設(shè)備集中自動(dòng)補(bǔ)償法，則補(bǔ)償容量可根據(jù)當(dāng)時(shí)整體運(yùn)行工況需要，自動(dòng)投入所需容量，可以達(dá)到比較高的補(bǔ)償精度。隨著補(bǔ)償設(shè)備的步長(zhǎng)越短則補(bǔ)償精度越高，如果步長(zhǎng)為無(wú)級(jí)變化則功率因數(shù)從理論上講可以精確到1，這將為高精度準(zhǔn)確補(bǔ)償打下基礎(chǔ)。而且不論任何一臺(tái)電機(jī)工作時(shí)，補(bǔ)償電容器均可根據(jù)線路總體需要投入運(yùn)行，使每組補(bǔ)償電容器得到充分利用。

三、補(bǔ)償設(shè)備步長(zhǎng)劃分與設(shè)備配置

雖然理論上無(wú)級(jí)自動(dòng)補(bǔ)償裝置補(bǔ)償精度可以達(dá)到1，但是在一般市政工程實(shí)際應(yīng)用中，為了合理地利用有限的資金投入，并不要求理論上的最大值，只要滿足工程精度需要就可以了。所以工程中大多數(shù)情況都是由多臺(tái)設(shè)備并列運(yùn)行，通常設(shè)備在4臺(tái)以上時(shí)，如將所需最大補(bǔ)償電容量分成6~8步等步長(zhǎng)容量投入，就可以基本滿足工程實(shí)際精度需要。如同目前常見(jiàn)的低壓電容器自動(dòng)補(bǔ)償裝置一樣，一般分8步等容量投入方案的使用已經(jīng)非常普遍，其理論可以推廣到高壓電容補(bǔ)償裝置中使用。但是在高壓系統(tǒng)中如果沿用低壓補(bǔ)償?shù)乃悸?，?duì)于采用高壓真空接觸器控制的方案，仍可采用等容量配置。而對(duì)于使用真空斷路器的情況而言，則因?yàn)檎婵諗嗦菲鲀r(jià)格相對(duì)較高，所以，在保證相同功能的基礎(chǔ)上盡量減少真空斷路器的使用數(shù)量，對(duì)節(jié)約投資是有著非常明顯的作用的。工程中如果合理選用控制器，可以減少真空斷路器數(shù)量，例如：對(duì)于采用等步長(zhǎng)容量分配電容器組的設(shè)備組，7步補(bǔ)償需要7臺(tái)真空斷路器，如果采用1+2+4的不等容量控制器的配置，只需3臺(tái)真空斷路器就可以達(dá)到7步等步長(zhǎng)容量補(bǔ)償?shù)男Ч?，其形式?、2、1+2、4、4+1、4+2、4+2+1。這樣既保證了補(bǔ)償精度又將大大節(jié)約設(shè)備的一次性投資。

四、保護(hù)與控制

高壓電容器自動(dòng)補(bǔ)償裝置的保護(hù)和控制，除常規(guī)的保護(hù)和控制外，還有一些特殊的需要注意的問(wèn)題。我們?cè)趯?shí)際工程中遇到的一些在保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和調(diào)試過(guò)程中容易忽略的問(wèn)題，一并在此作簡(jiǎn)單介紹。在實(shí)際工程中，根據(jù)電動(dòng)機(jī)數(shù)量，一般采用7~8步控制投入。保護(hù)系統(tǒng)除過(guò)電壓、過(guò)電流等常規(guī)保護(hù)外，必須注意采用完善的三相保護(hù)，避免因單相故障造成的保護(hù)失靈和故障擴(kuò)大。合理配置限制涌流的電抗器，嚴(yán)格防止電磁諧振現(xiàn)象造成的破壞。

另外，保護(hù)系統(tǒng)必須注意補(bǔ)償電容器在自動(dòng)投入時(shí)，電容器上的電壓疊加問(wèn)題，當(dāng)一組電容器退出運(yùn)行后，在再投入前，必須保證其充分放電后再投入運(yùn)行。保證其在再投入時(shí)其上的殘余電壓值降低到允許的電壓范圍以內(nèi)，避免由于再投入時(shí)殘余電壓與額定電壓的疊加造成電容器上的過(guò)電壓損壞。

其次控制系統(tǒng)中，特別需要注意的是工作電源、信號(hào)電源等檢測(cè)量的相位的正確配置。正確的向量配置是設(shè)備調(diào)試能順利進(jìn)行的有力保證和最起碼的要求，否則，會(huì)給調(diào)試工作帶來(lái)不必要的麻煩和增加許多不必要的工作量，以至于有時(shí)可能會(huì)調(diào)不出正確結(jié)論。

控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)隨著使用元件不同結(jié)構(gòu)略有差異。例如：補(bǔ)償裝置的接觸器，若使用電磁式真空接觸器，開/停為一個(gè)信號(hào)的1—0狀態(tài)，若使用機(jī)構(gòu)式接觸器或者采用真空斷路器時(shí)，其開/停必須是兩個(gè)獨(dú)立的信號(hào)。兩種控制各有優(yōu)缺點(diǎn)，從節(jié)能、噪音等不同角度各有不同結(jié)論。仁者見(jiàn)仁，智者見(jiàn)智。設(shè)計(jì)可根據(jù)工程具體情況采用經(jīng)濟(jì)、合理、實(shí)用和技術(shù)先進(jìn)的設(shè)備配置。采用機(jī)構(gòu)式接觸器或者采用真空斷路器時(shí)的控制原理見(jiàn)《電容器自動(dòng)補(bǔ)償裝置控制原理圖》。

五、結(jié)論

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【關(guān)鍵詞】高壓電容器 無(wú)線傳輸 自動(dòng)放電 檢測(cè)裝置

1引言

在電力系統(tǒng)中，根據(jù)《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程（CSG114002-2011）》規(guī)定，必須按期對(duì)高壓并聯(lián)電容器進(jìn)行一一放電和電容量測(cè)試，接線、拆線頻繁。該裝置研制成功后，無(wú)需拆除電容器與放電線圈連線，提高電容器測(cè)試工作的效率，避免工作人員恢復(fù)接線時(shí)誤接線帶來(lái)的設(shè)備安全隱患，降低測(cè)試安全風(fēng)險(xiǎn)，而且測(cè)試過(guò)程直接采用無(wú)線傳輸方式進(jìn)行電容量的測(cè)量，操作安全性更高，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題。

2高壓電容器無(wú)線線自動(dòng)放電檢測(cè)裝置簡(jiǎn)介

1.高壓電容器無(wú)線傳輸自動(dòng)放電檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)

高壓電容器無(wú)線傳輸自動(dòng)放電檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)原理圖如圖1所示，主要由1-檢測(cè)箱，2-無(wú)線鉗形電流表，3-無(wú)線信號(hào)接收模塊，4-顯示屏，5-驗(yàn)電監(jiān)測(cè)按鈕，6-放電監(jiān)測(cè)按鈕，7-全自動(dòng)測(cè)量按鈕，8-殘壓監(jiān)測(cè)按鈕，9-電容測(cè)試按鈕，10-切換按鈕，11-復(fù)位按鈕，12-紅色電壓輸出線，13-黑色電壓輸出線，14-電源開關(guān)按鈕，15-接地螺栓，16-接地線，17-紅夾子，18-黑夾子，19-高壓電容器。

一種高壓電容器無(wú)線傳輸自動(dòng)放電檢測(cè)裝置，包括檢測(cè)箱1和無(wú)線鉗形電流表2，檢測(cè)箱1上設(shè)置有用于接收無(wú)線鉗形電流表2電流的無(wú)線信號(hào)接收模塊3，無(wú)線信號(hào)接收模塊3連接到控制器，控制器上連接有設(shè)置在檢測(cè)箱1前側(cè)面的顯示屏4和功能按鈕，功能按鈕包括驗(yàn)電監(jiān)測(cè)按鈕5、放電監(jiān)測(cè)按鈕6、全自動(dòng)測(cè)量按鈕7、殘壓監(jiān)測(cè)按鈕8、電容測(cè)試按鈕9、切換按鈕10和復(fù)位按鈕11，檢測(cè)箱1上還設(shè)置有連接高壓電容器19的紅色電壓輸出線12和黑色電壓輸出線13以及接地螺栓15，驗(yàn)電監(jiān)測(cè)按鈕5用于控制控制器上連接的驗(yàn)電檢測(cè)模塊的檢測(cè)通斷，放電監(jiān)測(cè)按鈕6用于控制控制器上放電監(jiān)測(cè)模塊的檢測(cè)通斷，全自動(dòng)測(cè)量按鈕7用于驗(yàn)電檢測(cè)模塊、放電監(jiān)測(cè)模塊、殘壓檢測(cè)模塊和電容測(cè)試模塊的同時(shí)通斷，殘壓監(jiān)測(cè)按鈕8用于控制控制器上連接的殘壓監(jiān)測(cè)模塊的檢測(cè)通斷，電容測(cè)試按鈕9用于控制控制器上連接的電容測(cè)試模塊的檢測(cè)通斷，切換按鈕用于不同監(jiān)測(cè)模塊間的直接切換，復(fù)位按鈕用于監(jiān)測(cè)后屏幕數(shù)據(jù)的清零。

監(jiān)測(cè)時(shí)，通過(guò)驗(yàn)電監(jiān)測(cè)模塊測(cè)試高壓電容器帶電電壓大小，然后通過(guò)放電監(jiān)測(cè)模塊中的放電電阻進(jìn)行電容器智能放電，之后通過(guò)殘壓監(jiān)測(cè)模塊再對(duì)高壓電容器進(jìn)行殘壓監(jiān)測(cè)，也可直接通過(guò)全自動(dòng)測(cè)量按鈕實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊的測(cè)試，將測(cè)試的相關(guān)參數(shù)直接顯示到顯示屏上。

2.高壓電容器無(wú)線傳輸自動(dòng)放電檢測(cè)裝置工作原理

無(wú)線傳輸測(cè)試電容量：通過(guò)檢測(cè)箱上的紅色電壓輸出線12和黑色電壓輸出線13連接到高壓電容器的兩極上供給電壓，并通過(guò)無(wú)線傳輸鉗形電流表安裝在高壓電容器的正極上進(jìn)行電流測(cè)試，通過(guò)電壓大小和電流大小就可以計(jì)算出高壓電容器的電容量大小，無(wú)需拆除電容器與放電線圈連線情況下進(jìn)行高壓電容器電容量的測(cè)量。

同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)其他功能，如驗(yàn)電、放電、電容殘壓測(cè)量，音響報(bào)警等功能。

只需將操作箱上的切換開關(guān)切換至相應(yīng)測(cè)試檔位，即可對(duì)電容器進(jìn)行驗(yàn)電、放電、電容殘壓測(cè)量。

放電完畢，聲光指示停止，告知試驗(yàn)人員放電已完畢。通過(guò)放電監(jiān)測(cè)回路的殘余電壓指示值，確認(rèn)放電完畢。

該裝置的驗(yàn)電監(jiān)測(cè)裝置，通過(guò)切換開關(guān)并切換到“經(jīng)電阻放電”位置時(shí)，具有聲光報(bào)警功能。當(dāng)切換開關(guān)切換到“直接放電”位置時(shí)，無(wú)報(bào)警，完成對(duì)電容器極間和極對(duì)地放電。

該裝置可用于實(shí)現(xiàn)電容器殘余電壓的監(jiān)測(cè)及顯示同時(shí)用于實(shí)現(xiàn)電容器的電容量測(cè)量，實(shí)現(xiàn)驗(yàn)電、放電、殘壓測(cè)量、電容量測(cè)試的智能放電功能，實(shí)現(xiàn)電阻放電和直接放電智能切換；

3結(jié)語(yǔ)

本裝置研制成功后，對(duì)電力行業(yè)有著重大意義，解決了測(cè)量中由于各個(gè)檢測(cè)裝置分散獨(dú)立，需要人工反復(fù)接線更換檢測(cè)裝置，工作量大，帶來(lái)誤接線的安全隱患的風(fēng)險(xiǎn)，人機(jī)功效低，長(zhǎng)時(shí)間檢測(cè)，人工需要多次更換檢測(cè)裝置，操作人員容易遺忘檢測(cè)內(nèi)容，使后繼操作存在觸電風(fēng)險(xiǎn)，影響人身和設(shè)備安全的問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

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關(guān)鍵詞：500kV；高抗套管；電容量；

中圖分類號(hào)：TM714.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1概述

某變電站兩組運(yùn)行中的高壓并聯(lián)電抗器，其型號(hào)為BKD-50000/500，所附零抗型號(hào)為XKD-540/63，在進(jìn)行第一次預(yù)防性試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)其高低壓套管末屏對(duì)地的電容量與交接和出廠時(shí)的數(shù)值相差很大，現(xiàn)將其測(cè)試數(shù)據(jù)、原因分析及計(jì)算結(jié)果介紹如下，供同行借鑒。

2 測(cè)試數(shù)據(jù)比較

500kV高抗套管主屏和末屏的預(yù)防性試驗(yàn)結(jié)果、交接試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1：

從表中可以看出，不論是高壓側(cè)套管還是低壓側(cè)套管，其主屏電容量的預(yù)試值與交接時(shí)的數(shù)據(jù)均相差不多，符合《江蘇省電氣設(shè)備交接和預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》的規(guī)定，而其末屏電容量的預(yù)試值與交接數(shù)據(jù)相關(guān)很大。

3 原因分析

500kV高壓并聯(lián)電抗器的套管是電容量型套管，其等值電路如下圖：

圖1 套管等值電路圖

圖中：C1-套管主屏電容

C2-套管末屏電容

出廠試驗(yàn)時(shí)單獨(dú)對(duì)套管進(jìn)行測(cè)量，主屏電容C1采用正接法施加10kV電壓測(cè)量，C測(cè)=C1。末屏電容C2采用反接法施加2kV電壓測(cè)量，C測(cè)=C2。

預(yù)防性試驗(yàn)時(shí)，測(cè)量套管的主末屏電容量是連同電抗器線圈一起進(jìn)行的，其等值電路如圖2：

當(dāng)測(cè)量高壓側(cè)套管主屏電容時(shí)，低壓側(cè)套管末屏接地，AB兩點(diǎn)短接，高壓線接A端，測(cè)量線接高壓側(cè)套管末屏，施加10kV電壓，由此可見(jiàn)：套管主屏電容的測(cè)量值與末屏電容、低壓側(cè)套管電容、線圈對(duì)地電容無(wú)關(guān)，C12測(cè)=C11。這就是說(shuō)，連同電抗器線圈一起測(cè)量套管主屏的電容量，其數(shù)值應(yīng)與出廠值和交接值接近，其誤差應(yīng)符合規(guī)程規(guī)定。

當(dāng)測(cè)量高壓側(cè)套管末屏電容時(shí)，低壓測(cè)套管末屏接地，采用反接法，測(cè)量線接高壓側(cè)套管末屏，施加2500kV電壓，此時(shí)，C12測(cè)=C12+C11串（C線+C21）……（1）。

同理，測(cè)量低壓側(cè)套管末屏電容時(shí)，其測(cè)量值就為C22測(cè)=C22+C21串（C線+C11）……（2）。

從以上兩式不難看出，電抗器高低壓套管末屏的測(cè)量值肯定要比實(shí)際值大。

據(jù)此可以推斷，交接試驗(yàn)的末屏電容量與出廠值相符的原因是：交接試驗(yàn)是在套管未裝上電抗器前單獨(dú)測(cè)量套管所致。

4 計(jì)算結(jié)果比較

由于C12測(cè)、C22測(cè)是高低壓套管末屏電容器的測(cè)量值，是已知數(shù)，C11、C21是高低壓套管主屏的電容量測(cè)量值，也是已知數(shù)，C線是電抗器線圈對(duì)地電容量，可以根據(jù)測(cè)量繞組連同套管對(duì)地電容的數(shù)值計(jì)算出，因此，根據(jù)式（1）、（2）可計(jì)算出高低壓套管末屏對(duì)地電容量C12、C22。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際測(cè)量可知：C線>>C11、C線>>C21，故式（1）、（2）可簡(jiǎn)化為：

C12測(cè)=C12+C11…………………(3)

C22測(cè)=C22+C21…………………(4)

即C12=C12測(cè)-C11 ……………(5)

C22=C22測(cè)-C21 ………………(6)

根據(jù)式（5）、（6）分別計(jì)算出高低壓套管末屏對(duì)地電容量列于表2：

從表2可以看出，末屏電容的計(jì)算值與末屏交接數(shù)據(jù)比較，其誤差大幅度下降，尤以電抗器高壓側(cè)套管末屏電容更為明顯，其最大誤差為5.8%。電抗器低壓側(cè)套管末屏電容量與交接數(shù)據(jù)比較，誤差仍較大，最大為38%。

結(jié)束語(yǔ)

單獨(dú)測(cè)量電容型套管的電容量與套管裝上電抗器后測(cè)量其電容量?jī)烧弑容^，其主屏電容量應(yīng)無(wú)變化，而末屏電容量有很大誤差，應(yīng)經(jīng)計(jì)算后進(jìn)行比較，方能得出正確數(shù)據(jù)。電抗器高壓側(cè)套管末屏電容量，根據(jù)測(cè)量值計(jì)算出真實(shí)值后與原始數(shù)據(jù)比較誤差很小，但低壓側(cè)套管末屏電容量根據(jù)測(cè)量值計(jì)算出真實(shí)值后與原始數(shù)據(jù)比較仍有較大誤差，這有待在今后的工作中與同行進(jìn)一步探討。

參考文獻(xiàn)

篇4

【關(guān)鍵詞】大容量電機(jī)；直接起動(dòng)；電氣軟起動(dòng)裝置；電磁調(diào)壓軟起動(dòng)裝置

0 概述

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，各工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模迅速擴(kuò)大，企業(yè)用電設(shè)備數(shù)量、容量及單臺(tái)電機(jī)最大容量也隨之不斷增大，用電狀況十分復(fù)雜對(duì)電網(wǎng)有較高要求。大容量電動(dòng)機(jī)主要指額定工作電壓為6kV或10kV的電機(jī)，容量從幾千到幾萬(wàn)千瓦不等，為保證大電機(jī)起動(dòng)時(shí)自身及電網(wǎng)安全，各種大容量電氣軟起動(dòng)裝置應(yīng)運(yùn)而生，如頻敏變阻器、水電阻、熱變電阻、晶閘管、電磁調(diào)壓、變頻器等，在工程實(shí)踐中得到了廣泛應(yīng)用。

1 大容量電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)的弊端

大容量高壓電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)時(shí)電流大，無(wú)功需求高，對(duì)電網(wǎng)的沖擊明顯，在供電電網(wǎng)容量受限時(shí)，往往造成大電機(jī)自身的起動(dòng)困難，并可能導(dǎo)致其它已運(yùn)行電氣設(shè)備等因供電母線壓降較大造成跳閘停機(jī)甚至燒毀的嚴(yán)重后果。對(duì)大電機(jī)自身而言，直接起動(dòng)電流可達(dá) 4-7 倍的額定電流，造成電動(dòng)機(jī)繞組溫度過(guò)高，電機(jī)絕緣老化加速，并且過(guò)大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩對(duì)被帶動(dòng)的機(jī)械造成較大的機(jī)械沖擊，縮短其使用壽命。

在此情形下，各類電氣軟起動(dòng)裝置應(yīng)運(yùn)而生，但由于用戶千差萬(wàn)別，故各類電氣軟起動(dòng)裝置均有不同的應(yīng)用市場(chǎng)。

2 高壓軟起動(dòng)裝置主要類型

高壓軟起動(dòng)裝置如概述中所述分為多種，下面予以介紹。

2.1 頻敏變阻器

頻敏變阻器應(yīng)用于繞線式電機(jī)，串接于電機(jī)轉(zhuǎn)子回路中，當(dāng)電機(jī)起動(dòng)時(shí)，頻敏變阻器的阻抗隨著轉(zhuǎn)子電流的頻率變化而成正比變化，剛起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子電流頻率最大，電動(dòng)機(jī)可獲得較大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，起動(dòng)后，隨著轉(zhuǎn)子電流頻率的下降，頻敏變阻器阻抗逐步減小，近似地得到恒轉(zhuǎn)矩特性，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的無(wú)極調(diào)速，起動(dòng)完畢后，頻敏變阻器經(jīng)短接退出。

頻敏變阻器的優(yōu)點(diǎn)：

1）能平滑、無(wú)級(jí)、自動(dòng)地起、制動(dòng)；

2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，堅(jiān)固耐用，維修方便；

3）價(jià)格低廉。

頻敏變阻器的缺點(diǎn)：

適用范圍小，調(diào)節(jié)精度不高。

2.2 水電阻起動(dòng)動(dòng)裝置

水電阻起動(dòng)利用伺服電機(jī)改變浸泡在導(dǎo)電液體（一般由 Na2CO3和水配制）中電極板之間的電氣距離， 使水電阻由大到小平滑無(wú)級(jí)變化，電極板串接于電機(jī)起動(dòng)回路中，電機(jī)在起動(dòng)過(guò)程中端電壓隨極板間距減小逐漸上升至直至全壓，實(shí)現(xiàn)電機(jī)軟起動(dòng)。

水電阻起動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是：

1）在軟起動(dòng)過(guò)程中不產(chǎn)生高次諧波；

2）價(jià)格低廉。

水電阻起動(dòng)的缺點(diǎn)是：

1）高壓電動(dòng)反電勢(shì)建立的速率和水電阻變化的速率很難吻合，從而造成了起動(dòng)電流的斜率很大。

2） 環(huán)境溫度對(duì)起動(dòng)性能的影響大。水電阻導(dǎo)電的實(shí)質(zhì)是靠離子的移動(dòng)，電阻大小由導(dǎo)電離子的多少?zèng)Q定，水電阻由 Na2CO3和水配制而成，其溶劑溶解度受外界溫度的影響，溫度越高溶解度越高，水電阻率越小，溫度越低溶解度越低，水電阻率越高，因而水電阻夏天起動(dòng)電流大（有時(shí)高達(dá) 5 倍額定電流），而冬天起動(dòng)困難，嚴(yán)重時(shí)需要重新配液方可解決，加上水的蒸發(fā)和補(bǔ)充及其它導(dǎo)電離子進(jìn)入液阻箱，均會(huì)引起液體電阻的改變。

3）對(duì)環(huán)境要求高，水電阻軟起動(dòng)裝置不適合于置放在易結(jié)冰的現(xiàn)場(chǎng)。

4）液阻箱容積大，其根源在于阻性限流，減少容積引起溫升加大，一次性起動(dòng)后電解液通常會(huì)有 10℃-30℃的溫升，使軟起動(dòng)的重復(fù)性差。

5）控制功能低下，起動(dòng)時(shí)間、停止時(shí)間、初始電壓、限壓范圍等主要控制參數(shù)均不能方便地調(diào)節(jié)，移動(dòng)極板需要有一套伺服機(jī)構(gòu)，它的移動(dòng)速度較慢，難以實(shí)現(xiàn)起動(dòng)方式的多樣化。保護(hù)功能不全，無(wú)自檢、過(guò)載保護(hù)、電流不平衡、斷相等保護(hù)。

6）維護(hù)困難。須經(jīng)常維護(hù)，須經(jīng)常加液體以保持液位。在高壓回路里加水作業(yè)有很大危險(xiǎn)性。電極板長(zhǎng)期浸泡于電解液中，表面會(huì)有一定的銹蝕，需要作表面處理。

7）安全性差。這是該裝置最大的隱患，一旦維護(hù)不及時(shí)，至液位過(guò)低，起動(dòng)時(shí)有引起裝置爆炸的危險(xiǎn)，爆炸后引起高壓接地，給人員、設(shè)備帶來(lái)災(zāi)難性的后果。在起動(dòng)時(shí)有噪聲及電動(dòng)力致使之震動(dòng)，特別是在極板運(yùn)行中易造成導(dǎo)電水飛濺，安全性差。在高壓起動(dòng)回路中，用傳動(dòng)電機(jī)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)控制極板運(yùn)行，一旦控制失靈，后果比較嚴(yán)重。

2.3 熱變電阻起動(dòng)動(dòng)裝置

熱變電阻起動(dòng)利用液體的負(fù)溫度特性來(lái)改變其電阻，所謂負(fù)溫度特性，即溫度越高，阻值越小，溫度越低，阻值越大。在起動(dòng)過(guò)程中，將熱變電阻器（含液箱、熱敏電解液、電極、導(dǎo)流機(jī)構(gòu)等構(gòu)成）串接于大容量電機(jī)的定子繞組中，起動(dòng)電流流過(guò)熱變電阻器加熱液體，溫度升高，阻值減小。起動(dòng)過(guò)程中，回路總阻抗接近不變，從而使得電機(jī)起動(dòng)過(guò)程電流較小、穩(wěn)定且功率因數(shù)高。當(dāng)電機(jī)起動(dòng)完畢后，導(dǎo)流機(jī)構(gòu)快速導(dǎo)出高溫液體，使有效電阻區(qū)域內(nèi)液體溫度降至常溫附近，以利于下一次起動(dòng)。

熱變電阻軟起動(dòng)優(yōu)點(diǎn)：

1）電極無(wú)需動(dòng)，因而減免了移動(dòng)電極的伺服機(jī)構(gòu)，減免了伺服機(jī)構(gòu)可能帶來(lái)的不安全；

2）起動(dòng)電流較小，一般不大于2.5Ie，有顯著的軟起動(dòng)特性；

3）起動(dòng)時(shí)功率因數(shù)高，一般可維持在0.8以上，母線壓降低，對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行有益；

4）同時(shí)起動(dòng)時(shí)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩由小逐步增高，使得機(jī)械設(shè)備起動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)沖擊及噪音；

5）價(jià)格低廉。

熱變電阻軟起動(dòng)缺點(diǎn)：

1）熱變電阻為保溫，必須把水箱封閉，且采用兩層水箱，層與層之間注入變壓器油隔離，液體在有限空間內(nèi)加熱，極易發(fā)生爆；

2）熱變電阻的整個(gè)起動(dòng)過(guò)程是不可控制的，談不上閉環(huán)控制；

3）相比于液阻，環(huán)境溫度對(duì)起動(dòng)性能的影響更加嚴(yán)重；

4）具有一切液態(tài)軟起動(dòng)裝置的共性，如發(fā)熱量大、體積大，不能作到免維護(hù)；

5）對(duì)環(huán)境尤其是溫度變化的耐受能力較差，難于保證不同環(huán)境溫度下軟起動(dòng)性能的一致性；軟起動(dòng)功能單一，使適用范圍受到一定的限制；不能實(shí)現(xiàn)軟停止，不能實(shí)現(xiàn)帶電流突跳的軟起動(dòng)。

2.4 晶閘管軟起動(dòng)

晶閘管軟起動(dòng)裝置是利用反并聯(lián)晶閘管及電子控制電路串接于三相電源與待起動(dòng)電機(jī)之間，利用晶閘管的電子開關(guān)特性，通過(guò)軟起動(dòng)裝置中的單片機(jī)控制晶閘管觸發(fā)脈沖、觸發(fā)角的大小來(lái)改變晶閘管導(dǎo)通程度從而改變其輸出電壓，進(jìn)而改變起動(dòng)電機(jī)的定子機(jī)端電壓。當(dāng)晶閘管導(dǎo)通角從00開始上升時(shí)，電機(jī)開始起動(dòng)，隨著導(dǎo)通角的增大，晶閘管輸出電壓也隨之增大，電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)一步升高，直至晶閘管全導(dǎo)通，使電機(jī)電壓接近額定電壓，電機(jī)起動(dòng)完畢后，軟起動(dòng)裝置被旁路，電機(jī)改由工頻運(yùn)行方式。

晶閘管軟起動(dòng)裝置優(yōu)點(diǎn)：

1）起動(dòng)電流、電壓可控；

2）起動(dòng)過(guò)程無(wú)級(jí)調(diào)速，并適應(yīng)頻繁起動(dòng)。

晶閘管軟起動(dòng)裝置缺點(diǎn)：

1）不能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)綜合條件調(diào)整起動(dòng)參數(shù)，達(dá)不到全面優(yōu)化的起動(dòng)效果；

2）起動(dòng)電壓到起動(dòng)完成時(shí)，電壓與全壓有差距，切換到全壓時(shí)有沖擊；

3）一般只能接入電動(dòng)機(jī)前端；

4）串并聯(lián)大量的晶閘管，故障點(diǎn)多，維護(hù)、檢修復(fù)雜；

5）價(jià)格較為昂貴。

2.5 電磁調(diào)壓軟起動(dòng)

電磁調(diào)壓軟起動(dòng)裝置是采用一個(gè)可變電抗器件做為執(zhí)行元件接入大電機(jī)定子回路，用相對(duì)電壓較低的晶閘管（或其他電力電子器件），通過(guò)電磁轉(zhuǎn)換的原理，調(diào)節(jié)電抗值，改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)端電壓，從而達(dá)到控制電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)過(guò)程，達(dá)到軟起動(dòng)的目的。

電磁調(diào)壓軟起動(dòng)裝置特點(diǎn)：

1）通過(guò)低壓控制高壓可調(diào)壓變壓， 其性能穩(wěn)定可靠，耐沖擊性能強(qiáng)、噪音??；

2）晶閘管在變壓器二次回路，晶閘管無(wú)過(guò)壓風(fēng)險(xiǎn)，無(wú)須光纖觸發(fā)，性能穩(wěn)定可靠，故障點(diǎn)少；

3）由于變壓器的隔離，對(duì)電網(wǎng)諧波干擾大大減小，電網(wǎng)側(cè)只有2%左右，（小于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)4%），有效克服超大容量的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的電磁干擾。

4）與傳統(tǒng)的電抗器、自耦變壓器比較，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，起動(dòng)過(guò)程平穩(wěn)可控，無(wú)二次切換沖擊；

5）起動(dòng)電壓可調(diào)，可以根據(jù)負(fù)載的特征，設(shè)置較低的起動(dòng)初始電壓，從而電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流更低，對(duì)電機(jī)和機(jī)械設(shè)備沖擊小；

6）當(dāng)電網(wǎng)容量偏低時(shí)，還可并聯(lián)起動(dòng)補(bǔ)償電容，將起動(dòng)電流控制到1.5倍額定電流，進(jìn)一步減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊，降低網(wǎng)壓降；

7）接線方式靈活，可接于大電機(jī)機(jī)端側(cè)或中性點(diǎn)側(cè)。

2.6 變頻器軟起動(dòng)

變頻器軟起動(dòng)方式是指大電機(jī)起動(dòng)過(guò)程中既改變變頻器輸出端電源頻率，又改變電源電壓的一種起動(dòng)方式，起動(dòng)曲線平滑，適用于各種起動(dòng)條件，是目前最先進(jìn)的一種軟起動(dòng)方式，但其價(jià)格昂貴，并產(chǎn)生高次諧波污染電網(wǎng)，在起動(dòng)次數(shù)較少且電機(jī)負(fù)載率且工作穩(wěn)定條件下，選用變頻器是不經(jīng)濟(jì)的，因而本文不予推薦。

3 采用電磁調(diào)壓軟起動(dòng)的工程實(shí)例

3.1 工程概述

國(guó)內(nèi)某鋼鐵公司建造兩座1250m3高爐，配置兩臺(tái)10kV 19000kW汽動(dòng)-電動(dòng)風(fēng)機(jī)（以下簡(jiǎn)稱BPRT風(fēng)機(jī)）及一臺(tái)10kV 19000kW AV63備用電動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)，外部供電為兩路35kV電源。在高爐區(qū)設(shè)35/10kV變電所一座，配置2×50MVA主變，35kV及10kV均采用單母線分段接線方式，兩臺(tái)19000kW BPRT風(fēng)機(jī)電機(jī)分別由35kV變電所兩段10kV母線供電，19000kW AV63備用電動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)經(jīng)切換，可由10kV任一段母線供電以替換該母線段上退出運(yùn)行的BPRT風(fēng)機(jī)，同時(shí)禁止任意兩臺(tái)風(fēng)機(jī)在同一段10kV母線同時(shí)工作。

由于風(fēng)機(jī)電機(jī)容量很大，直接起動(dòng)時(shí)電流大，母線壓降不滿足國(guó)標(biāo)要求，經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，設(shè)計(jì)采用電磁調(diào)壓軟起動(dòng)方式對(duì)上述三臺(tái)大電機(jī)進(jìn)行軟起動(dòng)，軟起動(dòng)裝置內(nèi)電磁調(diào)壓部分起動(dòng)柜為雙套（一用一備），三臺(tái)風(fēng)機(jī)電機(jī)起動(dòng)模式為軟起二拖三，為保證風(fēng)機(jī)起動(dòng)時(shí)因功率因數(shù)較低（Cos=0.3左右）電磁調(diào)壓軟起動(dòng)裝置配置有專用起動(dòng)電容器，在風(fēng)機(jī)起動(dòng)完畢后切除退出。

經(jīng)工程實(shí)踐，該套電磁調(diào)壓軟起動(dòng)裝置起動(dòng)效果良好，達(dá)到預(yù)期效果。

3.2 電氣主接線（見(jiàn)圖1）

3.3 BPRT風(fēng)機(jī)（19000kW，1485r.p.m）起動(dòng)時(shí)電氣參數(shù)表

3.3.1 系統(tǒng)參數(shù)

變壓器輸入電壓 35kV 變壓器輸出電壓 10kV

變壓器額定容量 50MVA 變壓器 10kV側(cè)母線最大短路容量 300MVA

軟起動(dòng)電網(wǎng)電壓相對(duì)值 0.92（起動(dòng)補(bǔ)償后3.3.2 電動(dòng)機(jī)參數(shù)

電動(dòng)機(jī)額定功率 19000kW 電動(dòng)機(jī)額定電壓 10kV

電動(dòng)機(jī)額定電流 1253A 電動(dòng)機(jī)額定功率因數(shù) 0.93

電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速 1485r/m 電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù) 1.73

電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩倍數(shù) 0.48 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子飛輪距 59720N.m2

3.3.3 負(fù)載參數(shù)

負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 265000N.m2 靜阻力矩 8500 Nm

起動(dòng)最大阻力矩 26500 N.m

3.3.4 電動(dòng)機(jī)起動(dòng)參數(shù)

降壓起動(dòng)電流倍數(shù) 2.05 電動(dòng)機(jī)額定容量 21.7MVA

全壓起動(dòng)電流倍數(shù) 4.0 電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩 122188N.m

額定起動(dòng)等效阻抗 1.182歐 額定起動(dòng)等效電阻 0.236歐

額定起動(dòng)等效電抗 1.17歐 降壓起動(dòng)電流 2568.7A

降壓起動(dòng)容量 44.5MVA 負(fù)荷系數(shù) 1.02

起動(dòng)時(shí)間 42.2S

4 結(jié)論

高壓軟起動(dòng)裝置多種多樣，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際狀況，考慮電網(wǎng)、工藝設(shè)備要求、現(xiàn)場(chǎng)土建條件、業(yè)主資金條件等各方面因素進(jìn)行綜合評(píng)估，在保證安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的前提下選用最為合理的方案以保證工程的順利實(shí)施。

【參考文獻(xiàn)】

[1]卓樂(lè)友.電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：水利電力出版社，1991.

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關(guān)鍵詞：變壓器；大容量；高電壓；絕緣

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.03.184

0 前言

經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展要求機(jī)電行業(yè)適時(shí)的轉(zhuǎn)變發(fā)展模式，摒棄不合時(shí)宜的高能源生產(chǎn)模式以順應(yīng)時(shí)展的要求[1]。在此背景下，絕緣技術(shù)從理論到具體的機(jī)電絕緣結(jié)構(gòu)均得到了較大的發(fā)展與進(jìn)步。絕緣技術(shù)的改進(jìn)降低了火電投資比例，有助于低投入高效益的生產(chǎn)。其中，過(guò)電壓與絕緣技術(shù)、防護(hù)技術(shù)、測(cè)試技術(shù)、絕緣結(jié)構(gòu)、高電壓和絕緣理論是研究高電壓絕緣技術(shù)的主要內(nèi)容。

1 絕緣材料分析

（1）絕緣膠材料。變壓器使用的絕緣膠種類很多，具體包括環(huán)氧樹脂膠、聚乙烯醇縮丁醛、聚乙烯醇、酚醛樹脂、聚醋酸乙烯酯等。

（2）電工用塑料材料。填料、合成樹脂、各種添加劑組成了電工用塑料材料，這種材料主要呈纖維狀、粒狀或粉末狀，能夠當(dāng)作電纜電線絕緣保護(hù)材料使用。在一定的壓力與溫度條件下加工后可得電工設(shè)備絕緣零部件，且形狀與規(guī)格多樣[2]。塑料中的主要構(gòu)成是合成樹脂，合成樹脂對(duì)塑料制品基本特性有決定性的作用。塑料可分為兩種類型，熱塑性塑料與熱固性塑料，分類依據(jù)為樹脂類型的不同。在熱塑性塑料中，樹脂分子的線型結(jié)構(gòu)不會(huì)受熱擠與熱壓影響，不會(huì)出現(xiàn)明顯的化學(xué)、物理性質(zhì)變化，可溶性依然良好。而熱固性塑料則不同，樹脂分子受熱壓影響會(huì)變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，得出不熔、不溶的固體。因此，熱塑性塑料具有反復(fù)多次成型的特征。

（3）絕緣漆管材料。玻璃纖維與面紗是絕緣漆管的兩種底材，絕緣漆管的樹脂主要有硅橡膠漿、硅有機(jī)漆、改性聚氯乙烯樹脂、醇酸清漆、油性絕緣清漆幾種類型。

（4）氣體絕緣材料。氣體絕緣材料不但能夠絕緣，還能夠發(fā)揮保護(hù)、冷卻、滅弧等作用，因此，氣體絕緣材料在電氣設(shè)備的使用比較常見(jiàn)，甚至氣體在部分設(shè)備中屬于主絕緣材料。液體固體絕緣中普遍存在氣體空隙，只是不同絕緣中使用的量不同[3]。氣體需具備來(lái)源豐富、價(jià)格低廉、惰性、熱導(dǎo)率高、不燃、液化溫度低、絕緣強(qiáng)度高等特點(diǎn)才能用作絕緣材料，其中惰性指的是不會(huì)同共存材料反應(yīng)。

二氧化碳、氮?dú)?、空氣、六氟化硫及混合氣體等是氣體絕緣材料的主要類型。氣體電介質(zhì)使用最廣的是空氣，廉價(jià)、分布廣闊是空氣的特點(diǎn)，用作混合介質(zhì)的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在物理化學(xué)性能穩(wěn)定、擊穿后能自愈、液化溫度低等，因此，空氣絕緣介質(zhì)在斷路器中使用較多。但空氣中存在雜質(zhì)較多，其氧化作用會(huì)在接觸金屬材料時(shí)發(fā)生腐蝕反應(yīng)，而氮?dú)庠谶@方面的穩(wěn)定性比空氣更高，惰性且不會(huì)助燃，因此，在電氣設(shè)備中氣體電介質(zhì)常使用壓縮氮?dú)庾鳛椴牧稀Ａ驌舸﹫?chǎng)強(qiáng)很高，屬于電負(fù)性氣體，其絕緣強(qiáng)度在0.2MPa氣體壓力下與絕緣油相當(dāng)。與空氣相比，六氟化硫在均勻電場(chǎng)中是其2.5倍，且滅弧能力是其數(shù)10倍，滅弧性能優(yōu)良。此外，純凈的六氟化硫耐熱性與穩(wěn)定性較好，無(wú)毒性，不會(huì)在500℃下分解，同鹵素、堿、酸、水、絕緣材料不會(huì)在150℃條件下作用。因六氟化硫有諸多優(yōu)點(diǎn)，在高壓電氣設(shè)備中的使用日益受到重視，使用越來(lái)越廣泛。超過(guò)兩種以上的氣體組成了混合氣體，純六氟化硫與六氟化硫混合氣體二者的電氣強(qiáng)度相比，后者更優(yōu)更明顯，且價(jià)格更為經(jīng)濟(jì)，其中被認(rèn)為有很大發(fā)展前景是六氟化硫與氮?dú)獾幕旌蠚怏w。

在放電電壓以下，氣體的絕緣電阻通常非常高，即使出現(xiàn)絕緣破壞也能自行恢復(fù)。其不足主要是絕緣屈服值較低，與固體相比較差。在電氣設(shè)備中氣體絕緣材料主要擔(dān)負(fù)著絕緣任務(wù)，適用于高頻、高壓絕緣，主要是因?yàn)檫@一材料具有小損耗、小介電常數(shù)以及小電導(dǎo)。

2 技術(shù)類型分析

（1）少膠粉云母脂環(huán)氧VPI絕緣技術(shù)。少膠粉云母脂環(huán)氧VPI絕緣實(shí)際作用的發(fā)揮需要輔助使用VB2645樹脂，并引進(jìn)專門TMEIC絕緣，這一技術(shù)類型成品的獲得需經(jīng)過(guò)稀釋、合成等操作，合成需有專門的工藝，成品獲得過(guò)程通常需要使用浸漬樹脂、固化劑。

（2）LD.F絕緣技術(shù)。這一絕緣技術(shù)有較多分類，主要得益于長(zhǎng)期的發(fā)展與完善，其中包括抵壓機(jī)電絕緣，以變頻電機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)等作為低壓機(jī)電絕緣的代表[4]。LD.F絕緣有非常明顯的優(yōu)勢(shì)，如電氣性能好、穩(wěn)定性強(qiáng)、耐熱性強(qiáng)、絕緣厚度非常薄等，其優(yōu)勢(shì)已然得到了普遍的認(rèn)可，有助于降低安全隱患。LD.F絕緣工藝簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠安全，易于掌握，能夠?qū)崿F(xiàn)凈化生產(chǎn)與能源的節(jié)約，是對(duì)當(dāng)下無(wú)污染生產(chǎn)要求的積極貫徹，自然得到了大力的推廣與使用。在不斷的實(shí)踐與研究中，LD.F絕緣不斷的提升、不斷的創(chuàng)新，現(xiàn)階段其發(fā)展的方向?yàn)橄?kv和10kv減薄機(jī)緣厚度，理想的減薄厚度為1.0mm，而低于2.0mm 為10kv單邊絕緣的理想厚度?，F(xiàn)階段，雖LD.F絕緣的使用有較好的效果，但市場(chǎng)需求并不會(huì)停滯不前，因此仍需不斷的完善與發(fā)展，提高技術(shù)使用的適應(yīng)性。

（3）多膠模壓絕緣體技術(shù)。這一體系的主要構(gòu)成是通過(guò)多膠粉云母帶連續(xù)式繞包、模壓成型，在交流電機(jī)行業(yè)中推行，效果較好。雖多膠云母有諸多種類，但以環(huán)氧多膠粉云母帶使用最多，此外，VPI體系類型也較為常見(jiàn)。在我國(guó)，尤其是在機(jī)電制造業(yè)這一絕緣體非常受歡迎，國(guó)內(nèi)大多數(shù)公司都選擇使用這一絕緣體。在經(jīng)濟(jì)全球化影響下，技術(shù)合作交流增多，通過(guò)各國(guó)間的交流引進(jìn)了不少關(guān)聯(lián)技術(shù)，國(guó)內(nèi)的不少絕緣材料都是來(lái)自于國(guó)外公司。在技術(shù)更新日新月異的時(shí)代，新產(chǎn)品更新?lián)Q代非常快，以LD-F絕緣體系為例，LD-F絕緣體系使用的材料是少膠單面補(bǔ)強(qiáng)高定量鱗片，這種材料比較稀有，此外，補(bǔ)強(qiáng)材料為聚酯薄膜材料與的玻璃纖維材料兩種。滲透性強(qiáng)、含量高是云母的優(yōu)點(diǎn)，固化樹脂效果較好，能有效防止流失，作為備選材料十分優(yōu)良。

3 結(jié)束語(yǔ)

單靠傳統(tǒng)的絕緣材料難以實(shí)現(xiàn)高壓大容量變壓器理想的穩(wěn)定與可靠狀、運(yùn)行，因此，需積極應(yīng)用新的絕緣技術(shù)與絕緣材料，加大研發(fā)力度與投入，不斷的提高絕緣技術(shù)水平，優(yōu)化絕緣體系性能，為高壓大容量變壓器運(yùn)行的穩(wěn)定與安全提供保障，更好的滿足生活生產(chǎn)的需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉復(fù)林，韓延純.大型電力變壓器常見(jiàn)故障和狀態(tài)檢修要點(diǎn)[J].黑龍江科學(xué)，2015（03）：21+25.

[2]常非，趙麗平.高壓大容量五電平變換器在RPC中的應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào)，2014（09）：40-45.

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1、微波爐高壓電容器的額定工作電壓通常為1800～2200V，電容量在0.8～1.2μF，并且電容器的內(nèi)部都并接著一個(gè)10～12MΩ的高阻電阻，其作用是在關(guān)機(jī)后自動(dòng)泄放電容器上的電荷。

2、高壓電容與高壓二極管組成半波倍壓整流電路，為磁控管提供直流陽(yáng)極高壓。高壓變壓器的次級(jí)高壓繞組輸出2100V左右的交流電壓，經(jīng)高壓電容和高壓二極管倍壓整流后，獲得4000V左右的直流高壓供給磁控管的陽(yáng)(陰)極使用。由于磁控管的陰極在內(nèi)、陽(yáng)極在外，為安全計(jì)，通常電路中總是將磁控管的陽(yáng)極接地，而陰極接負(fù)高壓。

3、漏磁變壓器工作時(shí)存在滯后的漏感電流，效率較低；有了高壓電容后，其超前的電容電流會(huì)對(duì)滯后漏感電流起到補(bǔ)償作用，因而能使電路的功率因素得以提高、效率上升。

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關(guān)鍵詞：高壓電氣；試驗(yàn)；對(duì)策

1 高壓電氣試驗(yàn)的理論概述

1.1 高壓電氣試驗(yàn)。電氣試驗(yàn)一般是指電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性的試驗(yàn)，它作為保證電力系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)行的有效手段，是電氣設(shè)備絕緣監(jiān)督的重要組成部分。高壓電氣試驗(yàn)是考核電氣設(shè)備主絕緣或者是電氣參數(shù)是否適應(yīng)安全運(yùn)行的一個(gè)重要手段，對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的發(fā)展有著重要的作用。

1.2 高壓電氣試驗(yàn)的發(fā)展動(dòng)向。近幾年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，加之電氣設(shè)備故障診斷的需要以及計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)等的發(fā)展，高壓電氣試驗(yàn)中采用的新設(shè)備和新技術(shù)不斷增多，新的試驗(yàn)方法也不斷引進(jìn)，國(guó)內(nèi)外的最新技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，從而促進(jìn)了當(dāng)前電力系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展。首先，高壓電氣試驗(yàn)的新設(shè)備不斷增多。隨著科技的不斷發(fā)展，當(dāng)前的電氣設(shè)備呈現(xiàn)出設(shè)備小巧輕便、抗干擾能力錢、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)。其次，高壓電氣試驗(yàn)不斷采用新的研究方法。例如，油中溶解氣體色譜分析方法，它能夠在一定程度上簡(jiǎn)化分析判斷；變壓器繞組變形方法，它能夠增加診斷的靈敏度；GIS 局部放電的超聲波檢測(cè)頻帶試驗(yàn),通過(guò)聲波信號(hào)在GIS 設(shè)備外殼上檢查設(shè)備內(nèi)部局部放電故障。再次，高壓電氣試驗(yàn)的新技術(shù)不斷應(yīng)用。其中，0.1Hz 超低頻試驗(yàn)電源的應(yīng)用，進(jìn)一步提高了試驗(yàn)儀器的抗干擾能力；紅外技術(shù)的應(yīng)用可以通過(guò)監(jiān)測(cè)電氣設(shè)備對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行更加準(zhǔn)確的診斷。最后，高壓電氣試驗(yàn)診斷技術(shù)不斷發(fā)展。目前應(yīng)用最為廣泛的是電力變壓器故障專家診斷系統(tǒng)。

2 高壓電氣試驗(yàn)面臨的問(wèn)題

雖然高壓電氣試驗(yàn)得到了快速的發(fā)展，但是高壓電氣試驗(yàn)在試驗(yàn)過(guò)程往往會(huì)受到一些因素的影響，從而造成了試驗(yàn)結(jié)果和實(shí)際情況相脫節(jié)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成不必要的損失。

2.1 高壓電氣試驗(yàn)設(shè)備和被試設(shè)備的接地問(wèn)題。首先，高壓電氣被試設(shè)備接地不良。高壓電器被試設(shè)備接地不良容易造成介質(zhì)的嚴(yán)重?fù)p耗，這種問(wèn)題一般情況發(fā)生在電容性的設(shè)備上，比如說(shuō)電壓互感器或者耦合電容器等。在變電站里，為了保證線路的正常運(yùn)行，把電壓互感器與線路直線連接。如果電氣設(shè)備的接地開關(guān)或者連接線接觸不良，就如同在電容器上串聯(lián)了一個(gè)等量的電阻。比如說(shuō)如果電容量為 C，電容器的介質(zhì)損耗因數(shù)為 tgδ，等值串聯(lián)電阻為 R，那么關(guān)系式為：tgδ=ωCR。但是如果當(dāng)設(shè)備接地不良的情況出現(xiàn)后，電容器的電容量越大，它所產(chǎn)生的損耗就會(huì)越大，進(jìn)而會(huì)造成被試設(shè)備介質(zhì)損耗超標(biāo)的情況。

其次，高壓設(shè)備在使用 TV 和 TA 時(shí)，二次回路接地不良。在測(cè)試高電壓的運(yùn)行過(guò)程中，必須要使用，TV 和 TA。在一般情況下，TV和 TA 的交互應(yīng)該遵循電磁感應(yīng)定律，但是在他們實(shí)際的交互過(guò)程中，TV 和 TA 的二次繞組會(huì)出現(xiàn)接地不良的情況，這樣一來(lái)，實(shí)際反映出來(lái)的數(shù)值對(duì)銘牌值而言出現(xiàn)了偏差。由于高壓電氣設(shè)備中的 TV 和 TA 的一次繞組和二次繞組與地面兩者之間存在著分布電容，如果在二次繞組不接地的情況下，二次繞組上的感應(yīng)電壓往往會(huì)在表計(jì)和地面之間產(chǎn)生雜散電流，這樣就會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤的指示值。

2.2 高壓電氣試驗(yàn)中引線所引起的問(wèn)題。首先，高壓電氣設(shè)備中避雷器的引線問(wèn)題。在一次高壓變電所的檢修試驗(yàn)中，一臺(tái)220kV 主變中性點(diǎn)避雷器在試驗(yàn)過(guò)程中被檢修人員將引線斷開，但是引線的接頭還保留在避雷器上邊。最后出現(xiàn)的結(jié)果是：75％直流參考電壓下的漏電量高達(dá)80uA；但是如果把把殘留在避雷器上的引線拆下后重新測(cè)試，75％直流參考電壓下的漏電量小于 20uA。由此可見(jiàn)，高壓電氣試驗(yàn)中避雷器引線產(chǎn)生的問(wèn)題是非常巨大的，因此，在具體的高壓電氣試驗(yàn)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，我們必須把高壓部位的引線全部拆除，從而能夠更好地防止引線拆除不當(dāng)引起的電流泄漏以及造成微安電表刻度的變差。

再次，絕緣帶引起的問(wèn)題。在高壓電氣試驗(yàn)運(yùn)行過(guò)程中，絕緣帶具有非常重要的作用。相關(guān)實(shí)驗(yàn)人員曾經(jīng)做過(guò)一次實(shí)驗(yàn)：在測(cè)量電容性電壓互感器的介質(zhì)損耗因數(shù)的時(shí)候，最后測(cè)量的結(jié)果卻不合格，數(shù)據(jù)出現(xiàn)了明顯的偏差。為了找出數(shù)據(jù)偏差的原因，試驗(yàn)人員采取了各種各樣的方法，最后終于得出了一個(gè)重要的結(jié)論：只有把固定在引線上的絕緣帶去除后，所得到的數(shù)據(jù)才是合格的。如果不把絕緣帶拆除，就說(shuō)明給介質(zhì)增加了幾百兆歐的電阻，影響了高壓電氣試驗(yàn)的正常運(yùn)行。

2.3 高壓電氣試驗(yàn)電壓不用引起的問(wèn)題。首先，電壓對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)測(cè)量數(shù)據(jù)的影響。相關(guān)試驗(yàn)人員在一次 550kV 直流中繼站的耦合電容器預(yù)防性的試驗(yàn)中，為了避免儀器受到損傷，采取了降低試驗(yàn)電壓的方法。后來(lái)發(fā)現(xiàn)一臺(tái)電容器的測(cè)量結(jié)果不合格，為了找出電容器不合格的原因，試驗(yàn)人員采取了各種各樣的方法，后來(lái)發(fā)現(xiàn)，隨著試驗(yàn)電壓的不斷升高，介質(zhì)損耗因數(shù)就越來(lái)越小。之所以出現(xiàn)這種現(xiàn)象，主要是由于多個(gè)元件串聯(lián)的耦合電容器中存在連接線接觸不穩(wěn)定的情況，在低壓的情況下，氧化層依然完好，出現(xiàn)較大的接觸電阻，介質(zhì)損耗就變大；如果試驗(yàn)電壓不斷增大，氧化層被融化，接觸電阻就會(huì)變小，介質(zhì)損耗就會(huì)變小。

其次，電壓對(duì)測(cè)量直流電阻的影響。高壓發(fā)電機(jī)在進(jìn)行預(yù)測(cè)性試驗(yàn)的過(guò)程中，利用雙臂電橋測(cè)量轉(zhuǎn)子繞組的電流電阻，測(cè)量結(jié)果與以往的數(shù)據(jù)之間存在很大的差距。通過(guò)對(duì)測(cè)量方法的比較分析，相關(guān)試驗(yàn)人員發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子繞組在運(yùn)行過(guò)程中存在導(dǎo)線斷裂的情況。如果導(dǎo)線斷裂，就會(huì)在導(dǎo)線表面出現(xiàn)一層氧化膜，當(dāng)利用雙臂電橋?qū)D(zhuǎn)子繞組進(jìn)行測(cè)量時(shí)，根據(jù)電壓的強(qiáng)度不同就會(huì)出現(xiàn)不同的結(jié)果。

再次，高壓電氣試驗(yàn)電壓對(duì)測(cè)量直流漏電的影響。在高壓電氣設(shè)備導(dǎo)體表面所產(chǎn)生的電暈電流在導(dǎo)體的形狀、導(dǎo)體之間的距離確定了之后，與電場(chǎng)強(qiáng)度的大小有著密切的關(guān)系。如果外施電壓的數(shù)值很小時(shí)，電暈電流很小，此時(shí)對(duì)漏電電流的測(cè)量所產(chǎn)生的影響也比較小；如果高壓試驗(yàn)電壓數(shù)值變大時(shí)，電暈電流就會(huì)增大，這時(shí)對(duì)漏電電流的測(cè)量會(huì)產(chǎn)生很大的影響。

3 高壓電氣試驗(yàn)中主要對(duì)策

高壓電氣試驗(yàn)是考核電氣設(shè)備主絕緣或者是電氣參數(shù)是否適應(yīng)安全運(yùn)行的一個(gè)重要手段，對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的發(fā)展有著重要的作用。高壓電氣設(shè)備的試驗(yàn)，是對(duì)設(shè)備的具體運(yùn)行狀況進(jìn)行檢查和鑒定的重要措施，是進(jìn)一步了解高壓設(shè)備絕緣狀態(tài)以及運(yùn)行性能的主要方法，針對(duì)以上高壓電氣試驗(yàn)中面臨的一些問(wèn)題和困境，我們要做到以下幾點(diǎn)：

首先，搞清高壓電氣試驗(yàn)設(shè)備和被試設(shè)備的接地不良問(wèn)題，我們要高度重視高壓 TV和TA 的二次繞組，從測(cè)量的準(zhǔn)確度和安全度兩個(gè)方面著手，對(duì)其中的某一個(gè)端子的接地情況要確認(rèn)無(wú)誤。在進(jìn)行交流耐壓的試驗(yàn)過(guò)程中，要認(rèn)真測(cè)量試驗(yàn)品的電容電流強(qiáng)度，通過(guò)電流的大小來(lái)判斷高壓電氣試驗(yàn)電壓運(yùn)行是否正常。

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【關(guān)鍵詞】高壓；電氣設(shè)備；絕緣技術(shù)

一、引言

絕緣技術(shù)，指的是利用電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)，通過(guò)對(duì)正在運(yùn)行中的高壓電氣設(shè)備進(jìn)行信號(hào)采集、傳輸、數(shù)據(jù)處理、邏輯判斷，以此對(duì)電力設(shè)備在運(yùn)行狀態(tài)下，進(jìn)行帶電測(cè)試和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、診斷。電力系統(tǒng)的供電其可靠性直接關(guān)系到人們的日常生活和生產(chǎn)的用電保障，高壓電氣設(shè)備的正常、安全運(yùn)行是電力系統(tǒng)正常、安全運(yùn)行的基礎(chǔ)，也是重中之重。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，電力系統(tǒng)也緊跟時(shí)代的步伐發(fā)展起來(lái)，與此同時(shí)，絕緣技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生。下面本文就在對(duì)絕緣技術(shù)分析的基礎(chǔ)上，對(duì)絕緣技術(shù)在高壓電氣設(shè)備中的應(yīng)用進(jìn)行探討。

二、絕緣技術(shù)的原理和功能

1.監(jiān)測(cè)對(duì)象和參數(shù)

高壓電氣設(shè)備絕緣技術(shù)是在高壓電氣設(shè)備運(yùn)行的過(guò)程中，利用高壓電氣設(shè)備的工作電壓監(jiān)測(cè)絕緣的特征參數(shù)。所以，可以準(zhǔn)確的反映高壓電氣設(shè)備絕緣的運(yùn)行狀況，進(jìn)而對(duì)絕緣的情況作出精準(zhǔn)的判斷。絕緣技術(shù)根據(jù)變電站中不同的電氣設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括：電容量、損耗值、母線電壓、絕緣電阻、三相不平衡信號(hào)、泄漏電流等參數(shù)。隨著絕緣技術(shù)的不斷發(fā)展，其監(jiān)測(cè)的電氣量也在不斷增加。

2.絕緣技術(shù)監(jiān)測(cè)的功能

絕緣技術(shù)能夠?qū)щ娫O(shè)備的絕緣特性參數(shù)實(shí)時(shí)測(cè)量，也能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。

①監(jiān)測(cè)避雷器運(yùn)行時(shí)的阻性電流和容性電流的變化，了解其內(nèi)部絕緣和閥片老化的情況。

②監(jiān)測(cè)耦合電容器、CVT、套管、電流互感器等容性設(shè)備的介質(zhì)損耗和泄漏電流，了解其內(nèi)部絕緣老化、受潮、損壞缺陷。

③監(jiān)測(cè)阻抗穩(wěn)定，不會(huì)受到變電站電磁干擾的影響，在系統(tǒng)雷電和操作過(guò)電壓的作用之下具有自保性，不發(fā)生軟件損壞和性能變化現(xiàn)象。

④監(jiān)測(cè)絕緣油的內(nèi)部可燃性氣體的變化情況，了解設(shè)備內(nèi)部有沒(méi)有放電、過(guò)熱等缺陷。

三、絕緣設(shè)備的相關(guān)知識(shí)

其中對(duì)于絕緣設(shè)備的分析，則可以從以下幾點(diǎn)：

1.避雷器

如今，變電站的避雷器已經(jīng)沒(méi)有串聯(lián)間隙，高壓電氣設(shè)備運(yùn)行時(shí)會(huì)泄漏一部分電流經(jīng)過(guò)閥片，加快了閥片的老化速度，而高壓電氣設(shè)備閥片劣化的主要因素就是老化和受潮。監(jiān)測(cè)高壓電氣設(shè)備電流泄漏能夠有效地觀測(cè)高壓電氣設(shè)備的絕緣情況，測(cè)量電流反映整體受潮嚴(yán)重，老化初期阻性電流增多，全部電流沒(méi)有明顯變化。高壓電氣設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)，通過(guò)避雷器的是容性電流，少部分為阻性電流，約占一至二成。阻性分量涵蓋：瓷套內(nèi)部和外部表面的泄漏，閥片泄漏和電阻分量，絕緣支撐泄漏。每當(dāng)避雷器受潮、閥片的老化、絕緣部件受損、表面有污垢，容性電流沒(méi)有明顯變化，卻增加了阻性電流。避雷器主要事故原因是增大阻性電流后，增加了損耗，導(dǎo)致熱擊穿。

2.耦合電容器、CVT、電流互感器

監(jiān)測(cè)耦合電容器、CVT、電流互感器的介損角正切值是高靈敏度的項(xiàng)目，可發(fā)現(xiàn)高壓電氣設(shè)備的絕緣劣化、絕緣受潮、局部缺陷。絕緣受潮占設(shè)備的八成以上，因?yàn)樵O(shè)備的結(jié)構(gòu)是電容分布均壓的，絕緣系數(shù)高，絕緣受潮會(huì)導(dǎo)致絕緣介損增多，被擊穿。

絕緣劣化的基本特征：

①絕緣介損值增加，產(chǎn)生熱量導(dǎo)致熱擊穿，測(cè)量介損角可監(jiān)測(cè)介損的變化情況。

②絕緣會(huì)有樹枝狀電、局部放電情況發(fā)生。局部放電的量大，在過(guò)電壓、雷電、絕緣損壞的情況下發(fā)生，通過(guò)測(cè)量能夠算出介損。

③絕緣特性能夠隨著溫度的變化而變化。絕緣的大小、型式、狀況決定了絕緣溫度，相對(duì)特定的設(shè)計(jì)和等級(jí)，絕緣劣化使得溫度增加，靈敏度和溫度非線性增加。所以說(shuō)，能夠影響溫度的環(huán)境溫度、介損、負(fù)載等對(duì)老化絕緣值的影響明顯。

具有電容絕緣的設(shè)備，進(jìn)行介電特性的監(jiān)測(cè)，會(huì)發(fā)現(xiàn)早期階段的發(fā)展缺陷。發(fā)展缺陷的初期，測(cè)量介損正切值和增加率一致，具備高靈敏度；發(fā)展缺陷的后期，測(cè)量電流和電容的變化的情況相同，比較容易監(jiān)測(cè)到發(fā)展缺陷。

四、高壓電氣設(shè)備對(duì)絕緣技術(shù)的應(yīng)用分析

在工礦企業(yè)高壓電氣設(shè)備中采用絕緣技術(shù)，具有重要意義。為了確保電氣設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，并有效預(yù)防設(shè)備遭到損壞，就需要對(duì)電氣設(shè)備及供電系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格的保護(hù)。此外，還要依據(jù)實(shí)際的情況，對(duì)工礦企業(yè)電氣設(shè)備及供電運(yùn)行的情況加以充分掌握，從而使得工礦企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的正常運(yùn)行得到有效保證，以便能進(jìn)一步提高工礦企業(yè)的生產(chǎn)效率。高壓電氣設(shè)備絕緣技術(shù)是一項(xiàng)綜合科技，集計(jì)算機(jī)、通訊、高電壓、測(cè)試為一體，數(shù)字信號(hào)傳輸、傳感器、狀態(tài)診斷是核心。高壓電氣設(shè)備絕緣技術(shù)的應(yīng)用，是實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修的必要手段。絕緣技術(shù)的應(yīng)用有助于從原來(lái)的定期維修向狀態(tài)維修過(guò)渡。利用絕緣技術(shù)進(jìn)行狀態(tài)維修可實(shí)現(xiàn)：

1.有效防止周期計(jì)劃?rùn)z修所引來(lái)的弊端，合理計(jì)劃安排檢修，節(jié)約維修成本，使得運(yùn)行設(shè)備能保持正常運(yùn)轉(zhuǎn)，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。

2.減少高壓電氣設(shè)備試驗(yàn)和維修的盲目，減少高壓電氣設(shè)備檢修過(guò)程中引發(fā)故障的幾率，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用期限，使得設(shè)備的維護(hù)更加的科學(xué)合理。

3.大幅度的減少開關(guān)操作和停電時(shí)間，提升電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性、安全性。

4.連續(xù)、正確的反映高壓電氣設(shè)備運(yùn)行時(shí)電壓的絕緣性能、故障排除，能及時(shí)監(jiān)測(cè)到高壓電氣設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的絕緣欠缺，防范突發(fā)性絕緣情況的發(fā)生，有效提高高壓電氣設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)，降低發(fā)生事故的幾率，明顯減少突發(fā)性事故。

5.絕緣技術(shù)可以彌補(bǔ)預(yù)防性試驗(yàn)，將絕緣技術(shù)與預(yù)防性試驗(yàn)相結(jié)合，依據(jù)絕緣技術(shù)的結(jié)果安排布置預(yù)試，提高大修周期，是全面推動(dòng)狀態(tài)維修的有效措施。

狀態(tài)維修要掌握和熟知高壓電氣設(shè)備帶電工況的絕緣參數(shù)，絕緣技術(shù)是獲取高壓電氣設(shè)備的帶電工況絕緣參數(shù)的辦法。在高壓電氣設(shè)備運(yùn)行的情況下，監(jiān)測(cè)絕緣的狀態(tài)參數(shù)，并對(duì)這些參數(shù)比較分析，以此來(lái)判定是否檢修。其中對(duì)于高壓電氣設(shè)備的監(jiān)督管理，也要求其外絕緣表面不能夠出現(xiàn)嚴(yán)重的積污；其瓷套、法蘭以及復(fù)合外套不能夠出現(xiàn)裂紋、放電燒傷以及破損情況；要確保涂敷RTV涂料的瓷外套具有較好憎水性，其涂層不得出現(xiàn)缺損、龜裂以及起皮現(xiàn)象；同時(shí)還需要對(duì)高壓支柱絕緣子定期進(jìn)行探傷以及檢查，以免其出現(xiàn)斷裂；在寒冷地區(qū)，最好采用涂抹聚硫防水膠等在其電氣設(shè)備水泥澆裝部位。

五、結(jié)語(yǔ)

綜上所示，高壓電氣設(shè)備絕緣技術(shù)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)和監(jiān)測(cè)出設(shè)備內(nèi)部的絕緣狀態(tài)，對(duì)處理設(shè)備絕緣故障，保障電網(wǎng)平穩(wěn)安全運(yùn)行起到了至關(guān)重要的作用。絕緣技術(shù)是電力系統(tǒng)實(shí)行狀態(tài)檢修的基礎(chǔ)和唯一的技術(shù)手段，應(yīng)大力推廣絕緣技術(shù)的使用，積累經(jīng)驗(yàn)，推行高壓電氣設(shè)備狀態(tài)檢修。現(xiàn)如今的計(jì)算機(jī)、通訊、傳感器的不斷發(fā)展為高壓電氣設(shè)備絕緣技術(shù)的發(fā)展提供了保證，為研發(fā)超高壓電力線路絕緣子和開展絕緣技術(shù)提供了有力支撐。

參考文獻(xiàn)

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篇9

關(guān)鍵詞：小型化高壓變壓器高壓電源仿真

引言

高壓電源已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用?醫(yī)學(xué)、工業(yè)無(wú)損探傷、車站、海關(guān)檢驗(yàn)等檢測(cè)設(shè)備中，也廣泛應(yīng)用于諸如雷達(dá)發(fā)射機(jī)、電子航空?qǐng)D顯示器等軍事領(lǐng)域。傳統(tǒng)的高壓電源體積大、笨重，嚴(yán)重影響了所配套設(shè)備的發(fā)展。目前的高壓電源多采用開關(guān)電源形式，大大降低了體積重量，增加了功率，提高了效率。特別是高壓小功率開關(guān)電源，幾乎都是開關(guān)電源結(jié)構(gòu)。本文所討論的高壓小功率開關(guān)電源，是為X射線電視透視系統(tǒng)配套設(shè)計(jì)的。這種系統(tǒng)是對(duì)原始X射線設(shè)備的改進(jìn)，它增加一個(gè)叫做圖像增強(qiáng)器的設(shè)備。這種設(shè)備采用電極對(duì)電子進(jìn)行加速和聚焦，因而需要與之相配套的小功率高壓電源。

1方案選擇

小功率高壓電源最常用的例子是電視機(jī)的陽(yáng)極高壓發(fā)生器，它將幾十伏的直流電源，通過(guò)功率變換和高壓變壓器升壓，再整流濾波，變?yōu)楦邏狠敵觯涣硪粋€(gè)應(yīng)用實(shí)例是負(fù)離子發(fā)生器，常采用晶閘管調(diào)壓方式。以上兩種調(diào)壓方式都需要一臺(tái)單獨(dú)可調(diào)的輔助電源，即高、低壓組合方式。這樣便加大了電源的體積和復(fù)雜程度。加之，由于電路結(jié)構(gòu)形式的不同，它們的輸出電壓范圍的調(diào)節(jié)很有限，需要大范圍調(diào)節(jié)時(shí)，只能通過(guò)改變供電電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)。而X射線增強(qiáng)器的主路電壓調(diào)節(jié)范圍近10kV，上述電路形式很難滿足要求。本文采用的半橋諧振式開關(guān)電源，成功地解決了以上問(wèn)題。

2技術(shù)指標(biāo)

輸入電壓220（1±10％）V，（50±0.5）Hz；或?qū)挿秶斎腚妷?80～250V。

輸出電壓／電流

陽(yáng)極（正）電壓/電流

標(biāo)稱值＋25kV/1mA，

電壓范圍＋23kV～＋32kV；

標(biāo)稱值＋7.35kV/200μA，

電壓范圍＋6.0kV～＋7.8kV；

標(biāo)稱值＋0.985kV/200μA；

電壓范圍＋0.8kV～＋1.1kV；

陰極（負(fù)）電壓/電流

標(biāo)稱值－0.75kV/500μA；

電壓范圍－0.5kV～－1kV。

以上4路電壓連動(dòng)輸出。

穩(wěn)定度1％。

工作溫度范圍0℃～＋40℃。

存貯溫度范圍－40℃～＋55℃。

外形尺寸160mm×135mm×43mm。

圖像增強(qiáng)器的電極在加工時(shí)不可避免存在有毛刺，在高電壓下尖端放電擊穿打火。要把毛刺燒掉，需要有較大的電流。這樣，一方面要求電源輸出功率設(shè)計(jì)得更要大些，另一方面應(yīng)有完善的保護(hù)措施。

3系統(tǒng)框圖及工作原理

25kV小型化高壓電源的系統(tǒng)框圖如圖1所示。

輸入的市電經(jīng)凈化濾波后整流成300V左右的直流電壓加到半橋電路的MOS管上?？刂齐娐酚勺畛Ｓ肧G3525芯片組成。控制電路通過(guò)高壓部件反饋繞組檢測(cè)輸出電壓的變化量，產(chǎn)生激勵(lì)脈沖去驅(qū)動(dòng)功率MOS場(chǎng)效應(yīng)管，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓輸出。

4技術(shù)難點(diǎn)及解決辦法

4.1體積與絕緣

這種電源是專為X射線增強(qiáng)器配套的，它被安裝在X射線增強(qiáng)器底座下一個(gè)狹小的空間，因而要求體積小。體積的減小與電路形式的選擇，電路的性能及絕緣，散熱等問(wèn)題有直接關(guān)系。本電路將功率變換、控制電路等部分和高壓部分分開屏蔽放置，并選擇高強(qiáng)度的絕緣介質(zhì)填充高壓部分，很好地解決了這個(gè)問(wèn)題。

4.2高頻高壓變壓器

高頻高壓變壓器是高壓電源的核心部件。在低壓（功率）變壓器中，可以不考慮波形的畸變和工作頻帶的問(wèn)題，因而可以忽略分布電容的影響。在高頻高壓變壓器中，由于匝數(shù)增多,特別是次級(jí)匝數(shù)增多,當(dāng)變壓器工作頻率比較高和電壓變化率比較大時(shí)，必須考慮分布電容和漏感問(wèn)題。這時(shí)，變壓器模型如圖2所示。L1為漏感，Cp和Cs分別為初級(jí)和次級(jí)的分布電容。變壓器漏感L1和次級(jí)分布電容構(gòu)成了串聯(lián)諧振電路。當(dāng)變壓器次級(jí)開路或負(fù)載較輕時(shí)變壓器可看成電感,因而與次級(jí)分布電容Cs構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，其等效電路如圖3所示。發(fā)生諧振時(shí)，電容兩端的電壓會(huì)高出工作電壓，也就是說(shuō)變壓器內(nèi)部的電壓會(huì)高于輸出電壓。這無(wú)形中增大了對(duì)變壓器的耐壓要求。因而在變壓器的繞制過(guò)程中，要盡量減少分布電容和漏感。假設(shè)各層電容相等，繞組共有m層，則分布電容Cs=C（C為次級(jí)繞組固有電容，N2為次級(jí)繞組匝數(shù)）。當(dāng)次級(jí)匝數(shù)一定時(shí)，次級(jí)等效到初級(jí)的分布電容與次級(jí)的層數(shù)有關(guān)，層數(shù)越多分布電容越小。每一層上的匝數(shù)越少，分布電容越小。為了減小分布電容，采取分段分組繞制方式，并增加層數(shù)，減小每層匝數(shù)。變壓器采用馬蹄形鐵氧體磁芯，其繞制示意如圖4所示。

實(shí)踐證明，分段分組繞制法還較好地解決了高壓變壓器的絕緣問(wèn)題。

4.3輸入電壓范圍的調(diào)制

工作在高頻高壓條件下的小功率電源，輸入電壓范圍的調(diào)節(jié)會(huì)出現(xiàn)困難。不但調(diào)整率很差，而且在輸入電壓超過(guò)一定值時(shí)，電源無(wú)輸出，或輸出電壓不穩(wěn)定。原因是高壓小功率電源的占空比很小，工作時(shí)的導(dǎo)通脈寬很窄（呈窄脈沖工作狀態(tài)）。當(dāng)輸入電壓升高時(shí)，輸出能量不變，脈沖寬度變窄，幅度加長(zhǎng)。輸入電壓升高到一定限度，控制電路呈失控狀態(tài)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)有效的閉環(huán)控制，導(dǎo)致整個(gè)電路關(guān)閉。為解決這個(gè)問(wèn)題，經(jīng)過(guò)分析試驗(yàn)，設(shè)計(jì)了一個(gè)輸入電壓調(diào)節(jié)電路，如圖5所示。

它實(shí)際上是一個(gè)輸入電壓預(yù)穩(wěn)壓電路，輸入電壓經(jīng)過(guò)它，成為基本穩(wěn)定的電壓，再加到主電路（開關(guān)電路）上。

經(jīng)過(guò)調(diào)試，試驗(yàn)和長(zhǎng)期裝機(jī)應(yīng)用，證明了該電路的穩(wěn)定與可靠。表1是設(shè)置輸入電壓調(diào)節(jié)電路與沒(méi)有設(shè)置時(shí)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。為簡(jiǎn)化起見(jiàn)，這里只給出輸出主電路（25kV）參數(shù)。明顯看出，加了該電路后，輸入電壓調(diào)整率大大提高，輸入電壓調(diào)節(jié)范圍也增至250V。

表1輸入電壓變化對(duì)輸出電壓的影響

輸入電壓/V

有輸入電壓調(diào)節(jié)的輸出電壓/kV

無(wú)輸入電壓調(diào)節(jié)的輸出電壓/kV

180

26.2

22

198

26.4

26.1

220

27

28.5

242

27.5

無(wú)輸出

250

27.7

無(wú)輸出

由于上電時(shí)，輸入端瞬間沖擊電流很大，對(duì)輸入電壓調(diào)節(jié)電路造成危害。為此，還專門設(shè)計(jì)了輸入緩沖電路。

另外，高壓電源變壓器的變比n大，變壓器次級(jí)反饋到初級(jí)變化率較小，帶來(lái)的問(wèn)題是穩(wěn)壓效果不理想。這樣,還設(shè)計(jì)了輸出電壓預(yù)穩(wěn)壓電路。因篇幅有限，實(shí)際電路從略。

5開關(guān)電路的仿真實(shí)驗(yàn)

開關(guān)級(jí)電路原理圖如圖6所示。這里開關(guān)級(jí)的負(fù)載是高頻高壓變壓器，它的輸入特性與負(fù)載的特性有關(guān)。在高壓小功率應(yīng)用中，由于輸出電流小，負(fù)載電阻大，次級(jí)整流二極管的導(dǎo)通角很小。為便于建立仿真模型?？珊雎载?fù)載電阻的影響。

由于應(yīng)用了仿真技術(shù)，大大簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)過(guò)程，降低了設(shè)計(jì)周期。用PSPICE仿真程序?qū)D6電路分為輕載10μA和重載1mA兩種情況進(jìn)行仿真，結(jié)果見(jiàn)圖7(a)和圖8(a)。在以后進(jìn)行的電路實(shí)驗(yàn)中，實(shí)測(cè)的電流波形見(jiàn)圖7(b)和圖8(b)與仿真的波形基本相符。另外，從仿真波形還可看到輕載時(shí)的浪涌電流峰值較大，與重載時(shí)幾乎相等。變壓器空載損耗增加，導(dǎo)致變壓器發(fā)熱，這是需要進(jìn)一步解決的問(wèn)題。

6結(jié)語(yǔ)

篇10

關(guān)鍵詞：高壓電氣 試驗(yàn)問(wèn)題 對(duì)策

中圖分類號(hào)：F407.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

前言

近幾年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，加之電氣設(shè)備故障診斷的需要以及計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)等的發(fā)展，高壓電氣試驗(yàn)中采用的新設(shè)備和新技術(shù)不斷增多，新的試驗(yàn)方法也不斷引進(jìn)，各種最新技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，從而促進(jìn)了當(dāng)前電力系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展。

1、高壓電氣試驗(yàn)發(fā)展現(xiàn)狀的分析

隨著科技的快速發(fā)展，高壓電氣試驗(yàn)的設(shè)備的更新的逐漸增加，到目前為止，高壓電氣的設(shè)備逐漸的向小巧輕便、自動(dòng)化的程度高以及抗干擾的能力強(qiáng)等的方向發(fā)展。另外，高壓電氣的試驗(yàn)也隨著科技的發(fā)展而不斷的采用新的研究的方法。比如，在油中的進(jìn)行的對(duì)氣體色譜溶解分析的方法，它可以在一定的程度上對(duì)分析判斷進(jìn)行簡(jiǎn)化；對(duì)于變壓器的繞組進(jìn)行變形的方法，它可以對(duì)于診斷的靈敏度有很高的增加；對(duì)于GIS局部的放電的超聲波進(jìn)行的檢測(cè)頻帶的試驗(yàn), 在利用聲波的信號(hào)對(duì)于GIS設(shè)備的外殼上，從而對(duì)于設(shè)備的內(nèi)部的局部放電故障進(jìn)行的檢查。此外，對(duì)于高壓電氣進(jìn)行試驗(yàn)的相關(guān)的新技術(shù)也有不斷的應(yīng)用。在這些新技術(shù)里面，0.1Hz的超低頻的試驗(yàn)電源是應(yīng)用非常好的一項(xiàng)新科技，他對(duì)于試驗(yàn)儀器的抗干擾能力起著進(jìn)一步提高的作用；對(duì)于紅外技術(shù)的應(yīng)用也可以通過(guò)對(duì)電氣設(shè)備作用于設(shè)備的故障的檢測(cè)做出了更加準(zhǔn)確的判斷。在對(duì)高壓電氣的試驗(yàn)以及診斷的技術(shù)不斷發(fā)展的現(xiàn)狀下，目前電力變壓器的故障專家診斷系統(tǒng)是應(yīng)用最為廣泛的一項(xiàng)系統(tǒng)。

2、高壓電氣試驗(yàn)存在的問(wèn)題

雖然現(xiàn)在的高壓電氣的試驗(yàn)在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和推動(dòng)下也有了很快的發(fā)展，但是對(duì)于高壓電氣的試驗(yàn)在進(jìn)行試驗(yàn)過(guò)程中通常也會(huì)受到一部分因素對(duì)其造成影響，最終導(dǎo)致試驗(yàn)的結(jié)果和實(shí)際情況二者之間相脫節(jié)，在嚴(yán)重的時(shí)侯還可能會(huì)造成一些不必要的損失。

2.1高壓電氣試驗(yàn)設(shè)備以及被試設(shè)備在接地方面的問(wèn)題

對(duì)于高壓電氣設(shè)備以及被試設(shè)備在接地方面的問(wèn)題主要是從兩個(gè)方面進(jìn)行分析：一、高壓電氣被試設(shè)備的接地不良問(wèn)題。高壓電器被試設(shè)備的接地不良很容易就會(huì)造成介質(zhì)等的嚴(yán)重的損耗，這類問(wèn)題通常情況下會(huì)在電容性的設(shè)備上發(fā)生，例如：在電壓的互感器或者是耦合的電容器等設(shè)備上面發(fā)生。在變電站里，為了能夠?qū)τ诰€路的正常運(yùn)行有很好的保證，把電壓的互感器和線路的直線進(jìn)行連接。如果是電氣的設(shè)備的接地開關(guān)或者是電氣設(shè)備的連接線接觸產(chǎn)生不良的現(xiàn)象，就像是在電容器上面串聯(lián)了等量的電阻。二、對(duì)于高壓的設(shè)備在對(duì)TV和TA進(jìn)行使用的時(shí)侯，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)二次回路的接地不良的現(xiàn)象。在對(duì)于高電壓的運(yùn)行進(jìn)行測(cè)試的過(guò)程中，就一定要使用TV以及TA。在通常的情況下，TV以及TA二者之間的交互要遵循電磁的感應(yīng)定律，在這二者的實(shí)際進(jìn)行交互的過(guò)程中，TV以及TA進(jìn)行的二次繞組就會(huì)出現(xiàn)接地不良的現(xiàn)象，在這樣的情況下，實(shí)際反映出來(lái)的數(shù)值相對(duì)于銘牌值來(lái)說(shuō)會(huì)出現(xiàn)一定的偏差。

2.2高壓電氣試驗(yàn)中引線方面導(dǎo)致的問(wèn)題

對(duì)于高壓電氣試驗(yàn)中對(duì)于引線方面出現(xiàn)的問(wèn)題也是從兩個(gè)方面來(lái)進(jìn)行分析的。一、對(duì)于高壓電氣的設(shè)備中避雷器引線中的問(wèn)題。在進(jìn)行一次的高壓的變電所進(jìn)行的檢修試驗(yàn)過(guò)程中，如果220kV的主變中性點(diǎn)的避雷器被檢修的人員把引線進(jìn)行了硬性的斷開，但是還把引線的接頭仍然放在避雷器的上面。最后會(huì)顯示這樣的結(jié)果：在75％的直流參考電壓下，漏電量會(huì)高達(dá)80uA；但是，把殘留在避雷器上的引線也進(jìn)行拆下之后再重新對(duì)其進(jìn)行測(cè)試的情況下，就會(huì)顯示在75％的直流參考電壓的漏電量就會(huì)低于20uA。因此可以得出這樣的結(jié)論，在對(duì)于高壓電氣進(jìn)行試驗(yàn)的過(guò)程中，避雷器的引線可能會(huì)產(chǎn)生的問(wèn)題是十分巨大的，所以，在進(jìn)行具體的高壓電氣的試驗(yàn)的實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中，一定要把整理過(guò)的高壓部位相關(guān)的引線全部進(jìn)行拆除，以達(dá)到能夠更好的對(duì)于由于引線的拆除不當(dāng)而引起的電流泄漏和造成微安的電表的刻度的變差進(jìn)行很好的防止。二、高壓電氣的絕緣帶帶來(lái)的相關(guān)問(wèn)題。在對(duì)于高壓電氣試驗(yàn)進(jìn)行運(yùn)行的過(guò)程中，絕緣帶起著十分重要的作用。在一次實(shí)驗(yàn)里面：在對(duì)于電容性的電壓互感器的相關(guān)介質(zhì)的損耗因數(shù)進(jìn)行測(cè)量的時(shí)候，最后測(cè)量的結(jié)果卻顯示為不合格，這證明數(shù)據(jù)出現(xiàn)了顯著的偏差。為了能夠找出產(chǎn)生數(shù)據(jù)偏差現(xiàn)象的原因，相關(guān)的試驗(yàn)人員對(duì)其進(jìn)行了多種方法進(jìn)行試驗(yàn)，最終得出了一個(gè)關(guān)鍵的結(jié)論，總結(jié)如下：只有在把固定在引線上的絕緣帶去掉之后，才能夠得到合格的數(shù)據(jù)。如果沒(méi)有對(duì)于絕緣帶進(jìn)行拆除，就相當(dāng)于給介質(zhì)的電阻增加了幾百兆歐，這就會(huì)對(duì)于高壓電氣試驗(yàn)的正常運(yùn)行產(chǎn)生很大的影響。

圖2某設(shè)備絕緣泄露電流曲線

3 高壓電氣試驗(yàn)終結(jié)時(shí)的安全管理措施

高壓電氣試驗(yàn)全部結(jié)束后，工作負(fù)責(zé)人必須認(rèn)真檢查現(xiàn)場(chǎng)，確認(rèn)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)遺留物、工具、接地線扥物品；已拆動(dòng)的所有引線按照拆除前的相位、順序連接完好、牢固；為了調(diào)試需要面臨時(shí)推出或改動(dòng)的保護(hù)已正確恢復(fù)；工作班全體人員撤離試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)；工作負(fù)責(zé)人辦理工作終結(jié)手續(xù)，并將在試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的設(shè)備問(wèn)題及處理情況向設(shè)備管理單位進(jìn)行匯報(bào)。

4 結(jié)束語(yǔ)

由于高壓試驗(yàn)的特殊性及危險(xiǎn)性，要求試驗(yàn)人員必須具備良好的技能水平和安全意識(shí)，二者缺一不可。廣大試驗(yàn)人員要加強(qiáng)對(duì)試驗(yàn)技術(shù)及規(guī)程的學(xué)習(xí)，提高安全意識(shí)，嚴(yán)格執(zhí)行電力安全工作規(guī)程，杜絕一切的違規(guī)違章操作，才能減少發(fā)生人身及設(shè)備安全事故的機(jī)率，創(chuàng)造出安全生產(chǎn)的良好局面。

參考文獻(xiàn)：

[1] 廖銀娟.《高壓電氣試驗(yàn)設(shè)備現(xiàn)狀分析及技術(shù)的改進(jìn)》——[技術(shù)與市場(chǎng)]，廣西桂能科技發(fā)展有限公司，廣西南寧，530007，2011，18（10）.