技術(shù)文章

電纜故障高壓脈沖電源產(chǎn)品十分精細(xì)

新型電力系統(tǒng)不僅受到來(lái)自新能源大規(guī)模接入的挑戰(zhàn)，還受到日趨嚴(yán)格的環(huán)境約束、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)、社會(huì)參與者行為等因素的制約。愿景中的新型電力系統(tǒng)與非電能源系統(tǒng)、環(huán)境系統(tǒng)、社會(huì)系統(tǒng)等非電力環(huán)節(jié)之間的邊界條件不再一成不變，不能再按封閉系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃與調(diào)度，需要將其納入信息-物理-社會(huì)范疇內(nèi)的能源系統(tǒng)（CPSSinEnergy）框架，在”雙碳”變革與能源低碳轉(zhuǎn)型的視野下優(yōu)化新型電力系統(tǒng)的發(fā)展路徑。

“我國(guó)處于工業(yè)化發(fā)展階段，電力需求還將剛性增長(zhǎng)”“電力行業(yè)轉(zhuǎn)型目標(biāo)是打造零碳電力系統(tǒng)”“我國(guó)應(yīng)走能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和可再生能源發(fā)展并行之路”……上述聲音是記者參加8月14日舉辦的2021國(guó)際工程科技發(fā)展戰(zhàn)略論壇暨第六屆紫金論電國(guó)際學(xué)術(shù)研討會(huì)聽到的。該論壇由中國(guó)工程院主辦，中國(guó)工程院能源與礦業(yè)工程學(xué)部、國(guó)網(wǎng)電科院（南瑞集團(tuán)）、智能電網(wǎng)保護(hù)和運(yùn)行控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室承辦。

在業(yè)內(nèi)專家看來(lái)，電力行業(yè)不僅要在能源生產(chǎn)側(cè)實(shí)現(xiàn)對(duì)化石能源的“清潔替代”，還要在能源消費(fèi)側(cè)實(shí)現(xiàn)“電能替代”，承接工業(yè)、建筑、交通等領(lǐng)域轉(zhuǎn)移的能源消耗和碳排放。目前，在碳達(dá)峰和碳中和背景下，電力行業(yè)亟需加速構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。

一、概述（WBYD-1000電纜故障高壓脈沖電源產(chǎn)品十分精細(xì)）

WBYD-1000一體化高頻高壓電源是我公司結(jié)合自身長(zhǎng)期從事電纜故障測(cè)試研究方面的經(jīng)驗(yàn)及當(dāng)前市場(chǎng)的需求，開發(fā)的更新型換代純一體化高壓電源產(chǎn)品，性能穩(wěn)定、技術(shù)先進(jìn)、便攜可靠。設(shè)備滿足《中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)-高壓試驗(yàn)裝置通用技術(shù)條件》。本產(chǎn)品采用開關(guān)電源原理，可輸出35KV直流負(fù)高壓，整機(jī)一體化設(shè)計(jì)，性能穩(wěn)定，內(nèi)置式電容、真空沖擊打火、設(shè)計(jì)有應(yīng)急停止及自動(dòng)放電功能，方便可靠。配套本公司任意一款電纜故障測(cè)試儀可便捷的使用多次脈沖法或電流沖閃法進(jìn)行電纜故障的粗測(cè)或者預(yù)定位，配套電纜故障定點(diǎn)儀可迅速精準(zhǔn)定位故障點(diǎn)，是電纜故障測(cè)試系統(tǒng)中不可或缺的一部分。

二、性能特點(diǎn)（WBYD-1000電纜故障高壓脈沖電源產(chǎn)品十分精細(xì)）

純一體化設(shè)計(jì)，數(shù)字化顯示，內(nèi)置式電容、接線簡(jiǎn)單、易操作；

具有電壓調(diào)節(jié)、自動(dòng)穩(wěn)壓和自動(dòng)保護(hù)功能；

輸出高壓具有單次脈沖和連續(xù)脈沖功能，分別配合故障測(cè)試儀和定點(diǎn)儀查找故障點(diǎn)；

輸出高壓具有直流輸出，可以外接球隙進(jìn)行工作，應(yīng)用多元化；

軟件控制真空沖擊打火放電，自適應(yīng)放電及脈沖周期；

具有應(yīng)急停止鍵、自動(dòng)放電功能，急停或停機(jī)自動(dòng)降壓放電，方便可靠；

連續(xù)工作時(shí)間不少于6小時(shí)，滿足電纜故障測(cè)試的*長(zhǎng)工作時(shí)間；

工程機(jī)箱設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，便于單人攜帶。

三、技術(shù)參數(shù)（WBYD-1000電纜故障高壓脈沖電源產(chǎn)品十分精細(xì)）

本產(chǎn)品主要用于對(duì)35KV及以下電力電纜故障測(cè)試時(shí)高阻故障波形采樣沖擊放電和故障點(diǎn)精準(zhǔn)定點(diǎn)時(shí)做沖擊放電使用，也可用于電力電纜高阻故障的燒穿和超高壓110KV以上電纜外護(hù)套精準(zhǔn)定點(diǎn)使用，燒穿能力可在短時(shí)間內(nèi)燒穿擊穿點(diǎn)，降低擊穿點(diǎn)電阻。

輸出方式：脈沖輸出、直流輸出

輸出電壓：負(fù)壓，0～-35kv連續(xù)可調(diào)

工作電流：≤40mA

工作模式：?jiǎn)未蚊}沖、連續(xù)脈沖、直流輸出

內(nèi)置電容：2uF/35kv（4uF/35kv）

放電能量：≤1225J（2450J）

脈沖周期：3s～8s自適應(yīng)

自動(dòng)放電：停機(jī)自動(dòng)放電

工作電源：工頻220V±10%

工作溫度：-10℃～40℃

工作濕度：≤80%

海拔高度：≤1000米

外形尺寸：478(L)*370(W)*448(H) mm

重量：≤28kg

四、操作面板（WBYD-1000電纜故障高壓脈沖電源產(chǎn)品十分精細(xì)）

工作電源：工頻220V/50Hz標(biāo)準(zhǔn)三芯插座。

電源開關(guān)：船型開關(guān)，打開時(shí)開關(guān)燈亮，控制儀器電源通斷。

顯示屏幕：電壓顯示屏，實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前高壓，精度為0.1KV。

電壓調(diào)節(jié)：多圈高壓調(diào)節(jié)旋鈕，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，電壓依次升高。注意，開機(jī)前和停機(jī)后必須將此旋鈕逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到*小。

電流采樣：電流采樣插口，在沖閃法工作時(shí)，波形的取樣口。

模式旋鈕：旋鈕在中間位置，儀器工作在直流模式；逆時(shí)針旋動(dòng)（自鎖），儀器工作在連續(xù)高壓脈沖模式；順時(shí)針旋動(dòng)（自復(fù)），儀器工作在單次高壓脈沖模式，旋動(dòng)一次輸出一個(gè)高壓脈沖。

急停旋鈕：按下，表示急停；順時(shí)針旋轉(zhuǎn)并自動(dòng)彈起，表示啟動(dòng)。在任何情況下，均可按下此鍵使其停止工作，并自動(dòng)泄放高壓。

直流輸出端口：此為擴(kuò)展端口，直接輸出負(fù)高壓，用于外接球隙、直流試驗(yàn)、高阻燒穿等接線。

脈沖輸出端口：此為常用端口，輸出單次高壓脈沖或連續(xù)高壓脈沖，用于多次脈沖法測(cè)試、沖閃電流法測(cè)試、故障定點(diǎn)等接線。

過壓指示燈：設(shè)備自動(dòng)保護(hù)后，此燈亮，斷電后重新上電方可繼續(xù)工作。

放電指示燈：急停或停機(jī)斷電后，自動(dòng)放電指示，隨著儀器內(nèi)部高壓逐漸泄放，此燈也逐漸由亮變暗。

工作接地柱：此接地是高壓的工作地，要求接到可靠的接地極上（系統(tǒng)地）。通常相-地(鎧)故障時(shí)，應(yīng)將電纜外鎧接到此接地極上；相-相故障時(shí)，將其中一個(gè)故障相接到此接地極上。可使用組合接地線多點(diǎn)接地、重復(fù)接地以保證可靠。

保護(hù)接地柱：此接地是專為可靠保護(hù)所設(shè)置機(jī)箱接地，應(yīng)使用專用接地線必須單獨(dú)接到可靠的接地極上。

五、使用說(shuō)明（WBYD-1000電纜故障高壓脈沖電源產(chǎn)品十分精細(xì)）

A、脈沖輸出模式

此模式用于多次脈沖法測(cè)試、沖閃電流法測(cè)試、故障定點(diǎn)等工作，可輸出單次高壓脈沖或連續(xù)高壓脈沖，連續(xù)脈沖周期為3s～8s。

此處以故障定點(diǎn)的方式詳述操作過程，其它參照對(duì)應(yīng)接線原理圖。

接線：接線順序依次是保護(hù)接地線、工作接地線、放電棍、高壓輸出線。保護(hù)接地線必須使用單獨(dú)地線可靠連接到地極上，確保可靠；工作接地線使用組合接地線可靠連接；其它接線必須連接緊固、可靠。

檢查：依次檢查開關(guān)是否處于“關(guān)”的狀態(tài)、電壓調(diào)節(jié)旋鈕是否逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)至*小、急停鍵是否按下、模式鍵是否置于“直流”檔、接線是否正確。如果檢查正常，接通工作電源220V，屏幕顯示電壓（如右圖）。

操作：打開開關(guān)，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)“急停”鍵啟動(dòng)，再依次順時(shí)針旋轉(zhuǎn)“電壓調(diào)節(jié)”旋鈕升壓（隨著旋鈕順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，電壓指數(shù)升高），觀察屏幕電壓變化，當(dāng)達(dá)到預(yù)期電壓時(shí)，停止升壓，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一次“模式”鍵至“單次”，然后儀器內(nèi)部發(fā)出機(jī)構(gòu)動(dòng)作聲響，觀察屏幕電壓是否“高-低-高”變化。若出現(xiàn)此變化，說(shuō)明故障點(diǎn)已放電，可直接將“模式”鍵逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)至“連續(xù)”，表示連續(xù)輸出高壓脈沖；若無(wú)此變化，表示電壓偏低，可繼續(xù)升高電壓，再次操作觀察，直到故障點(diǎn)放電。

停機(jī)：故障點(diǎn)確定后，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)“電壓調(diào)節(jié)”旋鈕至小，再按下“急停”鍵，約5秒后，面板“放電指示”燈由亮變暗，屏幕顯示電壓重新回到0kV左右，關(guān)閉開關(guān)。等待約5秒后，依次拆除電源線、高壓輸出線、工作接地線，然后拆除保護(hù)接地線和放電棍。

B、直流輸出模式

此模式用于外接球隙放電、直流試驗(yàn)、高阻燒穿等工作。接線參照如下圖示，操作如上述2-4步驟所述。

注意：外接球隙時(shí)，高壓輸出線連接“直流”輸出端口，且“模式”鍵必須在“直流”檔。

目前，我國(guó)處于工業(yè)化發(fā)展階段，經(jīng)濟(jì)發(fā)展任務(wù)艱巨，電力需求還將剛性增長(zhǎng)。在業(yè)內(nèi)專家看來(lái)，要實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰和碳中和目標(biāo)，能源領(lǐng)域重任在肩。

“實(shí)現(xiàn)‘雙碳’目標(biāo)，必須堅(jiān)持‘立足國(guó)情，可靠發(fā)展，科學(xué)更新，務(wù)求實(shí)效’的原則，認(rèn)識(shí)到能源消費(fèi)是核心，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整是關(guān)鍵，化石能源是重點(diǎn)，節(jié)能提效是抓手，現(xiàn)代化能源體系建設(shè)是目標(biāo)。”中國(guó)工程院能源與礦業(yè)工程學(xué)部主任蘇義腦表示，電力行業(yè)是實(shí)現(xiàn)我國(guó)能源轉(zhuǎn)型的“主戰(zhàn)場(chǎng)”，新型電力系統(tǒng)是我國(guó)現(xiàn)代化能源體系的重要板塊。

中國(guó)工程院院士、中國(guó)華能集團(tuán)有限公司董事長(zhǎng)舒印彪表示，隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化深入推進(jìn)，我國(guó)能源消費(fèi)總量將在2030年前后達(dá)峰。能源消費(fèi)達(dá)峰后，電力需求仍將保持增長(zhǎng)。我國(guó)電力行業(yè)轉(zhuǎn)型目標(biāo)是打造零碳電力系統(tǒng)，從深度低碳到零碳，建議保留一定規(guī)模的火電，發(fā)電量占比不超過10%，產(chǎn)生的碳排放通過CCUS（碳捕獲、利用與封存）技術(shù)移除。“火電要發(fā)揮托底和應(yīng)急保障作用，解決新能源發(fā)電長(zhǎng)周期、季節(jié)性波動(dòng)帶來(lái)的保供問題。”

中國(guó)工程院院士、國(guó)網(wǎng)電科院名譽(yù)院長(zhǎng)薛禹勝指出，“雙碳”變革是中國(guó)既定的戰(zhàn)略目標(biāo)，其實(shí)施路徑需要滾動(dòng)優(yōu)化，以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)則是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)*重要的支撐之一。但是，新型電力系統(tǒng)不僅受到來(lái)自新能源大規(guī)模接入的挑戰(zhàn)，還受到日趨嚴(yán)格的環(huán)境約束、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)、社會(huì)參與者行為等因素的制約。

他表示，愿景中的新型電力系統(tǒng)與非電能源系統(tǒng)、環(huán)境系統(tǒng)、社會(huì)系統(tǒng)等非電力環(huán)節(jié)之間的邊界條件不再一成不變，不能再按封閉系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃與調(diào)度，需要將其納入信息-物理-社會(huì)范疇內(nèi)的能源系統(tǒng)（CPSSinEnergy）框架，在”雙碳”變革與能源低碳轉(zhuǎn)型的視野下優(yōu)化新型電力系統(tǒng)的發(fā)展路徑。