超低頻耐壓裝置主要關鍵技術一、產(chǎn)品及選用

1、命名說明

2、超低頻系列產(chǎn)品                         表1

3、根據(jù)被試對向選擇適當規(guī)格的產(chǎn)品。

使用時，試品電容量不得超過儀器的額定容量。試品電容量過小，會影響輸出波形。若小于0.05μF，儀器將不能正常輸出?？刹⒙?lián)0.1 μF的電容輔助輸出。下面是一些設備的電容量，供用戶參考。

不同發(fā)電機的單相對地電容量                          表2

交聯(lián)聚乙烯絕緣單芯電力電纜的電容量(μF/km)    表3

4、試品電流的估算方法：

計算公式：　Ｉ＝２πfＣＵ

超低頻耐壓裝置主要關鍵技術二、絕緣耐壓試驗原理

超低頻絕緣耐壓試驗實際上是工頻耐壓試驗的一種替代方法。我們知道，在對大型發(fā)電機、電纜等試品進行工頻耐壓試驗時，由于它們的絕緣層呈現(xiàn)較大的電容量，所以需要很大容量的試驗變壓器或諧振變壓器。這樣一些巨大的設備，不但笨重，造價高，而且使用十分不便。為了解決這一矛盾，電力部門采用了降低試驗頻率，從而降低了試驗電源的容量。從國內(nèi)外多年的理論和實踐證明，用0.1Hz超低頻耐壓試驗替代工頻耐壓試驗，不但能有同樣的等效性，而且設備的體積大為縮小，重量大為減輕 ，理論上容量約為工頻的五百分之一。試驗程序大大地減化，與工頻試驗相比優(yōu)越性更多。這就是為什么發(fā)達國家普遍采用這一方法的原因。我國電力部以委托武漢高壓研究所起草了《35kV及以下交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜超低頻（0.1Hz）耐壓試驗方法》行業(yè)標準。我國正在推廣這一方法，本儀器是根據(jù)我國這一需要研制而成的?？蓮V泛用于電纜、大型高壓旋轉(zhuǎn)電機、電力電容器的交流耐壓試驗之中。

超低頻耐壓裝置主要關鍵技術三、產(chǎn)品簡介

本產(chǎn)品接合了現(xiàn)代數(shù)字變頻先進技術，采用微機控制，升壓、降壓、測量、保護完全自動化，并且在自動升壓過程中能進行人工干預。由于全電子化，所以體積小重量輕、大屏幕液晶顯示，清晰直觀、打印機輸出試驗報告。設計指標完全符合《電力設備專用測試儀器通用技術條件，第4部分：超低頻高壓發(fā)生器通用技術條件》電力行業(yè)標準，使用十分方便?，F(xiàn)在國內(nèi)外均采用機械式的辦法進行調(diào)制和解調(diào)產(chǎn)生超低頻信號，所以存在正弦波波形不標準，測量誤差大，高壓部分有火花放電，設備笨重，而且正弦波的二，四象限還需要大功率高壓電阻進行放電整形，所以設備的整體功耗較大。本產(chǎn)品均能克服這樣一些不足之處，另外，還有如下特點需要特別說明：

電流、電壓數(shù)據(jù)均直接通過高壓側(cè)采樣獲得，所以數(shù)據(jù)真實、準確。

過壓保護：當輸出超過所設定的限壓值時，儀器將停機保護，動作時間小于２０ms。

過流保護：設計為高低壓雙重保護，高壓側(cè)可按設定值進行精準停機

保護；低壓側(cè)的電流超過額定電流時將進行停機保護，動作時間都小于２０ms。

★ 高壓輸出保護電阻設計在升壓體內(nèi)，所以外面不需另接保護電阻。

由于采用了高低壓閉環(huán)負反饋控制電路，所以輸出無容升效應。

超低頻耐壓裝置主要關鍵技術四、技術參數(shù)

1、輸出額定電壓：參見表1

2、輸出頻率：0.1Hz、0.05Hz、0.01Hz。

3、帶載能力：參見表1    0.1  Hz  *大1.1μF

0.05 Hz  *大2.2μF

0.02 Hz  *大5.5μF

4、測量精度：３%

5、電壓正，負峰值誤差：≤３％

6、電壓波形失真度：≤５％

7、使用條件：戶內(nèi)、戶外；溫度：-10℃∽+40℃；濕度：≤85％RH

8、電源：交流50 Hz，220V ±5%

9、電源保險管：參見表1

超低頻耐壓裝置主要關鍵技術五、結(jié)構說明

1、控制器面板示意圖  

                             圖1

圖1中各部件示意以及功能說明：

(1)“地”：接地端子，使用時與大地相連。

(2)“控制輸出”：輸出多芯插座，使用時與升壓體的輸入多芯插座相連。

(3)“對比度”：對比度調(diào)節(jié)旋扭，用于調(diào)節(jié)液晶顯示器的對比度。

(4)“功能鍵”：其功能由顯示器提示欄對應位置提示。

(5)“AC220V”：電源輸入插座，內(nèi)藏保險管。

(6)“開關”：電源開關。內(nèi)藏指示燈，開時亮，關時熄。

(7)“打印機”：打印測試報告。

(8)“液晶顯示器”：顯示測試數(shù)據(jù)。

2、升壓器結(jié)構示意圖

主要關鍵技術

超低頻通信系統(tǒng)天線效率很低，遠在幾千公里以外的水下潛艇接收到的信號非常微弱，這個信號還必須與頻段內(nèi)的電磁噪聲和潛艇機動引起的噪聲進行競爭，所以超低頻收信機接收的信號信噪比非常低?，F(xiàn)有的一些通信技術已不能滿足超低頻對潛通信的可靠性要求，必須在以下的主要關鍵技術上尋找突破。

1.發(fā)射天線設計技術

美國在超低頻通信研究的初期，曾考慮利用現(xiàn)有的甚低頻天線輻射超低頻信號。通過估算和試驗發(fā)現(xiàn)，天線輸入為兆瓦級的功率，其輻射功率只有幾十毫瓦，無法滿足超低頻通信要求。之后，美國對多種天線設計方案進行了研究和探索，只有中間饋電兩端接地的接地天線達到了實用價值。

2.大功率合成技術

由于超低頻天線輻射效率十分低下，要求發(fā)射機能提供兆瓦級的功率。為了提高發(fā)射機電源使用效率，上世紀七、八十年代開始研究利用大功率開關管進行信號"放大"技術。俄羅斯利用晶閘管的開關作用實現(xiàn)了大功率"放大"。開關管"放大"的基本思路是:它從輸入信號的波形采集有關信息(如相位)，利用這些信息去分別控制各功率開關，輸出幅度相同且含有特定相位的矩形脈沖，把這些相位按特定要求的矩形脈沖有序地疊加起來，經(jīng)濾波而得到與輸入波形相似、但功率非常大的輸出。主要難題是開關速度高、功率大的開關管的制造技術需要突破，另外，開關管的**防護、波形合成技術需要進一步完善。

3.通信抗干擾技術

一方面由于超低頻頻率低，可用的頻率資源有限，工作頻率實際上是公開的，為敵方實施干擾創(chuàng)造了更多的機會;另一方面，潛艇接收超低頻信號時環(huán)境惡劣，接收信號的信噪比非常低下;這些都使通信的可靠性遭受到了致命的傷害。為了提高通信的可靠性，除了增大發(fā)射功率外，還要選取適當?shù)恼{(diào)制解調(diào)和糾錯編碼譯碼方式，在有限的帶寬里使用擴頻技術，從軟件和硬件上對信號進行處理等措施。另外，在低噪聲放大技術、脈沖干擾削波技術、工頻(50Hz或60Hz交流)干擾抑制技術、海洋和大氣噪聲抑制技術、潛艇自噪聲抑制技術方等面需要進一步的研究。

4.提高通信速率技術

超低頻通信的信息速率由于受到發(fā)信天線帶寬的限制十分低，再使用糾錯編碼、擴頻通信等抗干擾技術后信息速率會變得更低，通信可靠性的提高是以犧牲信息速率為代價的，如美國早期的超低頻對潛艇通信系統(tǒng)信息速率的建議值是0.01bps，即發(fā)送一個字符需要五至十分鐘的時間，如此低的信息速率難以滿足通信實時性要求。

既要使通信可靠性提高，又要使通信速率不至于下降太低，需要解決和攻克的主要技術有兩個:一是在提高天線輻射效率的同時需提高天線帶寬的天線設計技術;二是提高信源和信道編碼效率的技術 。