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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)。