一、VLF3000系列0.1HZ超低頻高壓耐壓機(jī)系列產(chǎn)品及選用
1、命名說明
2、超低頻系列產(chǎn)品 表1
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型號
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額定電壓
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帶載能力
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電源保險管
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重量
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用途
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VLF-30/1.1
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30kV
(峰值)
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0.1Hz,≤1.1μF
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10A
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控制器：4㎏
升壓體：25㎏
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10KV電纜、發(fā)電機(jī)
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0.05Hz,≤2.2μF
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0.02Hz,≤5.5μF
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VLF-50/5
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50kV
(峰值)
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0.1Hz,≤5μF
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55A
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控制器：5㎏
升壓體：55㎏
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用于電纜故障的燒穿
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0.05Hz,≤10μF
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0.02Hz,≤25μF
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VLF-80/1.1
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80kV
(峰值)
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0.1Hz,≤1.1μF
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30A
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控制器：5㎏
升壓體：45㎏
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35Kv電纜、發(fā)電機(jī)
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0.05Hz,≤2.2μf
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0.02Hz,≤5.5μF
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3、根據(jù)被試對向選擇適當(dāng)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。可并聯(lián)0.1 μF的電容輔助輸出。下面是一些設(shè)備的電容量，供用戶參考。
不同發(fā)電機(jī)的單相對地電容量 表2
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火 電
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水 電
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發(fā)電機(jī)容量（MW）
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200
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300
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600
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85
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125-150
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300
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400
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單相對地
電容（μF）
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0.2-0.25
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0.18-0.26
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0.31-0.34
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0.69
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1.8-1.9
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1.7-2.5
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2.0-2.5
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交聯(lián)聚乙烯絕緣單芯電力電纜的電容量(μF/km) 表3
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電容μF/Km
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電壓kV
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10
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0.15
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0.17
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0.18
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0.19
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0.21
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0.24
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0.26
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0.28
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0.32
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0.38
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-
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35
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-
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-
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-
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0.11
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0.12
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0.13
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0.14
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0.15
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0.16
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0.17
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0.19
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截面積cm2
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16
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25
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35
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50
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70
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95
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120
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150
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185
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240
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270
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4、試品電流的估算方法：
計算公式： Ｉ＝２πfＣＵ
二、VLF3000系列0.1HZ超低頻高壓耐壓機(jī)絕緣耐壓試驗原理
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(jī)、電纜等試品進(jìn)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(shè)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(shè)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(dá)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(biāo)準(zhǔn)。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。可廣泛用于電纜、大型高壓旋轉(zhuǎn)電機(jī)、電力電容器的交流耐壓試驗之中。
三、VLF3000系列0.1HZ超低頻高壓耐壓機(jī)產(chǎn)品簡介
接合了現(xiàn)代數(shù)字變頻先進(jìn)技術(shù)，采用微機(jī)控制，升壓、降壓、測量、保護(hù)完全自動化，并且在自動升壓過程中能進(jìn)行人工干預(yù)。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(jī)輸出試驗報告。設(shè)計指標(biāo)完全符合《電力設(shè)備專用測試儀器通用技術(shù)條件，第4部分：超低頻高壓發(fā)生器通用技術(shù)條件》電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，使用十分方便。現(xiàn)在國內(nèi)外均采用機(jī)械式的辦法進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)，測量誤差大，高壓部分有火花放電，設(shè)備笨重，而且正弦波的二，四象限還需要大功率高壓電阻進(jìn)行放電整形，所以設(shè)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(zhǔn)確。
-
過壓保護(hù)：當(dāng)輸出超過所設(shè)定的限壓值時，儀器將停機(jī)保護(hù)，動作時間小于２０ms。
-
過流保護(hù)：設(shè)計為高低壓雙重保護(hù)，高壓側(cè)可按設(shè)定值進(jìn)行**停機(jī)
保護(hù)；低壓側(cè)的電流超過額定電流時將進(jìn)行停機(jī)保護(hù)，動作時間都小于２０ms。
★ 高壓輸出保護(hù)電阻設(shè)計在升壓體內(nèi)，所以外面不需另接保護(hù)電阻。
-
由于采用了高低壓閉環(huán)負(fù)反饋控制電路，所以輸出無容升效應(yīng)。
四、技術(shù)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(fù)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
五、VLF3000系列0.1HZ超低頻高壓耐壓機(jī)結(jié)構(gòu)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(yīng)位置提示。
(5)“AC220V”：電源輸入插座，內(nèi)藏保險管。
(6)“開關(guān)”：電源開關(guān)。內(nèi)藏指示燈，開時亮，關(guān)時熄。
(7)“打印機(jī)”：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(gòu)示意圖
圖2
六 操作說明
1、連線方法
圖3 （連線圖）
連線說明：用本產(chǎn)品隨機(jī)配備的兩根專用線和接地線按圖3的方法連接。電源插座用電源線連至50Hz/220V的交流電上。
2、操作程序
(1) 開機(jī)。(注意:每次開機(jī)前都要對試品充分放電，升壓過程中需要停機(jī)時請先按停機(jī)鍵，再用電源開關(guān))
按上述方法連好所有線路之后，就可以將電源開關(guān)打開。儀器在微機(jī)上電復(fù)位下，自動進(jìn)入如圖4所示的設(shè)限界面。在進(jìn)行連線、拆線、或暫不使用儀器時，應(yīng)將電源關(guān)掉。電源插座上裝有保險管。若開機(jī)屏幕無顯示，應(yīng)先檢查保險管是否熔斷。大小應(yīng)按表1提供的數(shù)據(jù)更換。
(2) 設(shè)置限定參數(shù)
圖4（設(shè)定界面）
在圖4所示的設(shè)限界面上，可根據(jù)試驗的需要設(shè)定好試驗頻率、試驗電壓、高壓側(cè)的過壓保護(hù)值、過流保護(hù)值、試驗時間。將光標(biāo)移到相應(yīng)的設(shè)定，按確定鍵選擇。
-
頻率有三種選擇：0.1、0.05、0.02。它規(guī)定了儀器的輸出頻率。單位為Hz
-
試驗電壓范圍為10KV至額定值。(請不要設(shè)小于10KV的試驗電壓),它規(guī)定了我們所要升至的試驗電壓。儀器升至這個設(shè)定電壓值時，就不再升壓，并保持在這個峰值下進(jìn)行等幅的正弦波輸出。
-
電壓保護(hù)值設(shè)定范圍為0至額定值，單位為kV。它規(guī)定了通過試品的電壓上限值，當(dāng)電壓超過此設(shè)定時，儀器自動切斷輸出，進(jìn)行停機(jī)操作。一般情況下電壓保護(hù)值設(shè)定為比試驗電壓高4KV。
-
電流保護(hù)值設(shè)定范圍為0至額定值，單位為mA。它規(guī)定了通過試品的電流上限值，當(dāng)電流超過此設(shè)定時，儀器自動切斷輸出，進(jìn)行停機(jī)操作。
-
定時修改范圍：0-99分。它規(guī)定了試驗時間的長短。單位為分鐘。
以上電壓，電流均為峰值，儀器顯示的測量數(shù)據(jù)，以及打印報告上的電壓電流值均為峰值。
將光標(biāo)移到“啟動試驗電壓”按確定鍵，儀器進(jìn)入圖5所示的升壓界面。
圖5（升壓畫面）
自動升壓
自檢成功后，儀器自動進(jìn)入升壓狀態(tài)。儀器將用若干個周期的時間將電壓升至設(shè)定值。在升壓過程中，按停機(jī)鍵，儀器將切斷電壓輸出，回到開始畫面。當(dāng)升壓值接近設(shè)定值時出現(xiàn)圖6
圖6
此時按“上下”鍵，微調(diào)電壓，按“確定”鍵，儀器開始計時，計時結(jié)束后自動打印試驗報告。回到開始畫面，放電結(jié)束后再開始下一次測量。
★另外還有兩種非正常停機(jī)：過壓保護(hù)停機(jī)、過流保護(hù)停機(jī)。停機(jī)后出現(xiàn)相應(yīng)的提示界面，放電結(jié)束后，再調(diào)整限制電壓值或限制電流值，再開始下次測量。
七 電纜的VLF3000系列0.1HZ超低頻高壓耐壓機(jī)耐壓試驗方法
1、將與試品相連的電器設(shè)備全部脫離試品電纜。
2、采用10000V兆歐表對試品電纜各相分別進(jìn)行絕緣電阻試驗，記錄試驗值。
3、試驗電壓峰值：Ｕmax＝３Ｕo，其中Ｕo為電纜導(dǎo)體對地或金屬屏蔽之間的額定工作電壓。例如：額定電壓為10KV電纜，單相額定電壓 Ｕo：
Ｕo＝１０/√３kV
所以試驗電壓峰值為：Ｕmax＝３Ｕo
＝３×１０/√３kV
＝√３×１０kV
＝１７．３２kV
4、試驗時間：60分鐘。
5、可分相進(jìn)行測試。試品電纜的電容值在試驗設(shè)備負(fù)載容量能力范圍內(nèi)時，可將試品電纜三相線芯并聯(lián)后，同時進(jìn)行耐壓試驗。
6、用隨機(jī)附帶的專用柔性連接電纜將試驗設(shè)備與試品電纜按圖７所示的方法相連接。合上電源，設(shè)定好試驗頻率、時間和電壓以及高壓側(cè)的過流保護(hù)值、過壓保護(hù)值，然后開始升壓試驗。升壓過程應(yīng)密切監(jiān)視高壓回路，監(jiān)聽試品電纜是否有異常響聲。升至試驗電壓時，即開始記錄試驗時間并讀取試驗電壓值。
7、試驗時間到后，儀器自動停機(jī)。試驗中若無破壞性放電發(fā)生，則認(rèn)為通過耐壓試驗。
8、在升壓和耐壓過程中，如電流異常增大，電壓不穩(wěn)，試品電纜發(fā)生異味，煙霧或異常響聲或閃烙等現(xiàn)象，應(yīng)立即停止升壓，停機(jī)后查明原因。這些現(xiàn)象如果是試品電纜絕緣部分薄弱引起的，則認(rèn)為耐壓試驗不合格。如確定是試品電纜由于空氣濕度或表面臟污等原因所致，應(yīng)將試品電纜清潔干燥處理后，再進(jìn)行試驗。
9、試驗過程中，如果遇到非試品電纜絕緣缺陷使儀器出現(xiàn)過流保護(hù)，在查明原因后，應(yīng)重新進(jìn)行全時間連接耐壓試驗。不得僅進(jìn)行“補(bǔ)足時間”試驗
圖7 單相測量連線圖
八、大型高壓發(fā)電機(jī)的VLF3000系列0.1HZ超低頻高壓耐壓機(jī)耐壓試驗方法
對發(fā)電機(jī)的超低頻耐壓試驗操作方法與以上對電纜的操作方法相似。下面就不同的地方作重點補(bǔ)充說明。
1、在交接、大修、局部更換繞組以及常規(guī)試驗時，均可進(jìn)行此項試驗。用0.1Hz超低頻對電機(jī)進(jìn)行耐壓試驗，對發(fā)電機(jī)端部絕緣的缺陷比工頻耐壓試驗更有效。其原因是在工頻電壓下，由于從線棒流出的電容電流在流經(jīng)絕緣外面的半導(dǎo)體防暈層時造成了較大的電壓降，因而使端部的線棒絕緣上承受的電壓減小；而在超低頻情況下，此電容電流大大減小了，半導(dǎo)體防暈層上的壓降也大為減小，故端部絕緣上電壓較高，便于發(fā)現(xiàn)缺陷。
2、連線方法：試驗時應(yīng)分相進(jìn)行，被試相加壓，非被試相短接接地。如圖８所示
3、按照有關(guān)規(guī)程的要求，試驗電壓峰值可按如下公式確定：
Ｕmax＝√2βＫUo
其中Ｕmax ：為0.1Hz試驗電壓的峰值（kV）
β：0.1Hz與50Hz電壓的等效系數(shù)，按我國規(guī)程的要求,取1.2
Ｋ：通常取1.3∽1.5 一般取1.5
Ｕo ：發(fā)電機(jī)定子繞組額定電壓（kV）
例如：額定電壓為13.8 kV的發(fā)電機(jī)，超低頻的試驗電壓峰值計算方法為： Ｕmax＝
×1.2×1.5×13.8≈35.1(kV)
4、試驗時間按有關(guān)規(guī)程進(jìn)行
5、在耐壓過程中，若無異常聲響、氣味、冒煙以及數(shù)據(jù)顯示不穩(wěn)定等現(xiàn)象，可以認(rèn)為絕緣耐受住了試驗的考驗。為了更好地了解絕緣情況，應(yīng)盡可能全方位監(jiān)視絕緣的表面狀態(tài)，
特別是空冷機(jī)組。經(jīng)驗指出，外觀監(jiān)視能發(fā)現(xiàn)儀表所不能反映的發(fā)電機(jī)絕緣不正常現(xiàn)象，如表面電暈、放電等。
圖8 測量定子的某相連線圖
九、電力電容器的VLF3000系列0.1HZ超低頻高壓耐壓機(jī)耐壓試驗方法
試驗操作方法與上述方法相似，連線方法如圖9所示。在確定試驗電壓和試驗時間時，應(yīng)按照有關(guān)規(guī)程辦。
圖9 測量電容器的連線圖
十、VLF3000系列0.1HZ超低頻高壓耐壓機(jī)注意事項
1、本儀器所配升壓器不得作它用。
2、機(jī)內(nèi)帶電,切勿自行拆機(jī)修理，以免發(fā)生意外。儀器有故障，應(yīng)與我公司聯(lián)系修理。
3、關(guān)機(jī)后應(yīng)用放**對試品進(jìn)行充分放電,再拆線。
4、開機(jī)前應(yīng)用放**對試品進(jìn)行充分放電。
5、每次啟動升壓前應(yīng)用放**對試品進(jìn)行充分放電
十一、隨機(jī)附件
1、專用高壓連接電纜一根。
2、專用低壓連接電纜一根。
3、電源線一根。
4、電源保險管十只。
5、放**一根。
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