超低频高压发生器的工作原理

市电输入与整流滤波

超低频高压发生器以工频市电为初始能源，现场接入 220V 单相或 380V 三相工频交流电后，首先通过整流电路，将交流电转换为脉动直流电。后续经由滤波电路处理，有效滤除整流过程中产生的电压纹波与电磁干扰，得到平滑、稳定的直流电压，为后续的频率变换和高压升压环节提供稳定的基础电源，避免电网波动和电源杂波干扰试验高压的输出精度。

超低频波形逆变生成

这是设备实现超低频输出的核心环节。设备依托 IGBT、MOSFET 等大功率开关器件，搭建功率逆变电路，配合脉冲宽度调制（PWM）控制技术，将前级的平滑直流电，逆变为频率极低的交流波形。行业标准试验工况下，设备主流输出频率为 0.1Hz，部分型号可拓展支持 0.05Hz、0.02Hz 等档位。通过精准调控开关器件的通断时序与占空比，能够严格锁定输出波形的频率，解决了传统工频高压发生器，在测试大容量容性试品（如长距离电力电缆、XLPE 电缆）时，试验电流过大、试验设备体积笨重的问题。

高压升压与波形规整

逆变生成的超低频信号为低压信号，无法直接满足电气设备耐压试验的高压要求。该低压超低频交流信号会输入至专用的高压升压变压器，按照设备的额定输出等级，被升压至数万伏的试验用高压。针对部分逆变输出的方波信号，部分设备会额外配置波形整形电路，将方波修正为标准正弦波，让试验高压的波形更贴近电力设备实际运行的工频高压工况。同时，高压侧的滤波电路会进一步去除高压输出中的杂波，保证输出高压的波形质量与稳定性。

实时监测与闭环保护控制

设备内置高压分压取样模块与泄漏电流检测模块，在试验过程中实时采集输出高压的实际电压值、试品的泄漏电流值。采集的模拟信号经信号调理、模数转换后，传输至设备的中心控制单元。控制单元将实时数据与预设的试验电压、泄漏电流安全阈值做对比，一方面通过闭环稳压算法，动态调整逆变与升压回路的工作参数，确保输出高压稳定在试验设定值；另一方面，一旦检测到试品击穿、泄漏电流超标、输出过压过流等异常状况，会立即触发硬件保护电路，快速切断功率输出，实现过压、过流、击穿多重保护，保障试验人员、试品与设备本体的安全。