Bei der Prüfung der Isolationsleistung von EnergieanlagenAC Hipot(AC-Spannungsprüfgerät) undDC Hipot(Gleichspannungsprüfer) sind die beiden wichtigsten Prüfwerkzeuge. Ersteres gibt sinusförmige Wechselstrom-Hochspannung aus und simuliert das elektrische Wechselfeld während des tatsächlichen Betriebs des Geräts. Letzterer gibt eine stabile DC-Hochspannung aus und wird häufig zur präzisen Messung des Leckstroms in kapazitiven Lasten verwendet. Die beiden scheinen zwar ähnliche Funktionen zu haben, ihre Prinzipien, Anwendungsszenarien und Risiken sind jedoch völlig unterschiedlich. Die Wahl der falschen Ausrüstung kann nicht nur zu übersehenen Mängeln führen, sondern auch zu irreversiblen Schäden an der Isolierung.
AC Hipot – ein „Drucktest“, der reale Arbeitsbedingungen simuliert
AC Hipot gibt Wechselstrom-Hochspannung mit der Netzfrequenz (50 Hz) oder einer bestimmten Frequenz aus und seine Spannungspolarität kehrt sich periodisch um, wodurch elektrische Spannungen in beide Richtungen auf das Isoliermaterial ausgeübt werden. Diese Prüfmethode hängt am engsten mit dem tatsächlichen Betriebszustand der überwiegenden Mehrheit der Energieanlagen (wie Transformatoren, Schaltanlagen, GIS) zusammen und wird daher in den meisten Sicherheitsstandards wie IEC, GB, DL/T als obligatorische Option für Typprüfungen und Werksprüfungen aufgeführt.
Die Vorteile sind:
Es ist nicht erforderlich, die Spannung langsam zu erhöhen oder zu verringern, kein Entladen nach dem Test erforderlich und der Bedienungsprozess ist einfach.
Es kann frühe Defekte wie Teilentladungen und Korona in der Isolierung effektiv stimulieren und reagiert empfindlich auf Isolationsverschlechterungen wie Luftspalte und Feuchtigkeit.
Die Testergebnisse können direkt mit der Nennspannung des Geräts korreliert werden und die Beurteilungskriterien sind klar.
Die Nachteile liegen ebenso auf der Hand:
Bei kapazitiven Lasten wie langen Kabeln und Kondensatoren mit großer Kapazität verbraucht der kontinuierliche kapazitive Strom eine große Menge an Blindleistung, was eine große Ausgangskapazität (kVA) der Geräte erfordert, was zu sperrigen und kostspieligen Geräten führt.
Wenn bei Testproben mit großer Kapazität ein Ausfall auftritt, kann die Energie an der Fehlerstelle hoch sein, was das Ausmaß des Schadens vergrößern kann.
DC Hipot – Präzise Prüfung kapazitiver Lasten
DC Hipot wandelt Wechselstrom in unipolare Gleichstromhochspannung um und legt eine stabile Spannung an die Testprobe an. Während des Tests fällt der anfängliche Ladestrom schnell ab und es muss danach nur noch ein minimaler Leckstrom aufrechterhalten werden. Daher ist die erforderliche Geräteleistung viel geringer als die von AC-Hipots mit demselben Spannungsniveau, wodurch die Geräte leichter und tragbarer werden.
Kernvorteile:
Besonders geeignet für Geräte mit großer Kapazität wie Hochspannungskabel, Leistungskondensatoren und Generatorstatorwicklungen. Der Prüfstrom spiegelt nur den Isolationswiderstand und das Absorptionsverhältnis wider, sodass sich der Alterungsgrad der Isolierung leicht genau analysieren lässt.
Bei Gleichspannung gibt es innerhalb der Isolierung keinen dielektrischen Verlust und es wird keine Wärme durch kapazitiven Strom erzeugt, wodurch das Risiko einer Beschädigung der Isolierung verringert wird.
Das Gerät ist klein, leicht und lässt sich vor Ort leicht bewegen. Beispielsweise verwendet der von Wuhan UHV hergestellte DC-Hochspannungsgenerator der ZGF-Serie die Hochfrequenz-Spannungsverdopplungstechnologie mit einer Spannungsgenauigkeit von ± 0,3 % und wiegt nur einen Bruchteil des Netzfrequenz-Testtransformators mit derselben Kapazität.
Einschränkungen:
Gleichspannung wird nur unidirektional angelegt und kann das Isolationsverhalten unter elektrischen Wechselfeldern nicht simulieren. Für einige Isoliermaterialien mit erheblichen Polaritätseffekten ist es möglicherweise nicht umfassend genug.
Nach Abschluss des Tests muss es mit einem Entladestab vollständig entladen werden, da sonst Restladungen die Sicherheit von Personen gefährden oder zu einem versehentlichen Ausfall führen können.
Einige Normen (z. B. Haushaltsgeräte und Geräte der Informationstechnologie) erlauben die Verwendung von Gleichstrom anstelle von Wechselstrom nicht. Wenn es ausgetauscht werden muss, ist es normalerweise erforderlich, die Spannung auf das √ 2-fache des Effektivwerts des Wechselstroms (ungefähr das 1,414-fache) zu erhöhen, um das entsprechende elektrische Spitzenfeld zu erreichen.
Auswahlstrategie – Führen Sie „Tests“ basierend auf „Materialien“ durch und priorisieren Sie Standards
Erstens sollten die entsprechenden Testverfahren für die getesteten Geräte strikt befolgt werden. Beispielsweise legt DL/T 596 „Preventive Test Regulations for Power Equipment“ eindeutig fest, dass der Wechselspannungsfestigkeit bei Leistungstransformatoren, Leistungsschaltern und Transformatoren Vorrang eingeräumt werden sollte; Bei gummiisolierten Stromkabeln wird empfohlen, vor Ort Tests auf Gleichspannungsfestigkeit (oder Wechselspannungsfestigkeit bei extrem niedriger Frequenz) durchzuführen.
Zweitens berücksichtigen Sie die Gegebenheiten vor Ort. Handelt es sich bei dem Testobjekt um ein mehrere Dutzend Kilometer langes Kabel, kann die Wahl von DC Hipot den Bedarf an Stromkapazität deutlich reduzieren und die Ausrüstung ist leicht zu transportieren; Handelt es sich bei dem Prüfobjekt um einen GIS- oder Haupttransformator in einem Umspannwerk, muss ein AC-HiPot ausgewählt und mit einem Resonanzgerät zur Kompensation des kapazitiven Stroms kombiniert werden.
Bei der Beziehung zwischen AC-Hipot und DC-Hipot geht es nicht darum, „wer wen ersetzt“, sondern um ein ergänzendes Werkzeug, das auf einer präzisen dreidimensionalen Abstimmung von Spannungspolarität, Probenkapazitätseigenschaften und Sicherheitsstandards basiert. Bitte beachten Sie bei der Auswahl: AC-Simulationsbetrieb, DC-Fokussierungskapazität; Standards bestimmen das Endergebnis und der Standort vor Ort bestimmt den Komfort. Nur wenn die richtigen Entscheidungen getroffen werden, können Hochspannungsfestigkeitsprüfungen wirklich zum „Torwächter“ der Stromnetzsicherheit werden.