超低频高压发生器的特点及原理

　　超低频高压发生器（VLF High Voltage Generator）是一种专用于电力设备绝缘试验的测试装置，尤其适用于中压交联聚乙烯（XLPE）电缆等容性负载的现场耐压试验。其核心在于以0.1 Hz超低频交流高压替代传统的工频（50/60 Hz）或直流高压，兼顾测试有效性与设备便携性。本文接下来介绍超低频高压发生器的特点及原理。
　　一、主要特点
　　1.体积小、重量轻
　　因输出电流极小，无需大型调压器或电抗器，整机可做到便携式（通常<50 kg），适合野外或现场作业。
　　2.功耗低，供电简便
　　仅需普通220 V市电即可工作，无需三相大功率电源。
　　3.对XLPE电缆更安全
　　相比直流耐压（易在绝缘中积聚空间电荷，诱发水树老化），超低频交流电压更接近实际运行工况，不会造成绝缘损伤，已被IEEE 400.2和IEC 60502-2等标准推荐。
　　4.测试效果等效工频
　　0.1 Hz超低频耐压能有效激发绝缘缺陷（如气隙、水树、杂质），其检出能力与50 Hz工频相当。
　　5.集成化功能强
　　高端机型可同步测量介质损耗角正切（tanδ）、局部放电量，实现“耐压+诊断”一体化。
　　6.自动化与安全性高
　　具备自动升压、定时、过流/过压保护、闪络自动断电、接地检测等功能，操作安全可靠。
　　7.适用范围广
　　不仅适用于电力电缆，还可用于发电机、电动机、电容器、GIS绝缘子等容性设备的绝缘测试。
　　二、工作原理
　　超低频高压发生器的工作过程分为以下几个关键步骤：
　　1.整流滤波
　　输入的工频交流电（220 V或380 V）首先通过整流桥和滤波电路，转换为稳定的直流高压。
　　2.超低频逆变
　　直流电经由IGBT或MOSFET构成的H桥逆变电路，按设定频率（通常为0.1 Hz）交替导通，生成极低频的方波交流信号。
　　3.高压升压与波形整形
　　该低频信号送入专为超低频设计的高压变压器进行升压（如至30 kV、60 kV或90 kV）。输出端常配有LC滤波或谐振电路，将方波整形为余弦方波或近似正弦波，以减少高次谐波，提高测试安全性。
　　4.施加于被试品
　　输出的超低频高压施加到电缆、电机绕组等被试设备上，通过监测泄漏电流、是否发生击穿或闪络，判断其绝缘性能。
　　其理论基础是：容性负载的充电电流I=2πfCU与频率f成正比。当频率从50 Hz降至0.1 Hz，电流减小至约1/500，从而大幅降低电源容量需求。
　　综上，超低频高压发生器通过降低频率来减小容性电流，在保证绝缘考核有效性的同时，实现了设备的小型化、节能化和现场适用性，已成为现代中压电缆预防性试验和交接试验的主流工具。