市電輸入與整流濾波

超低頻高壓發生器以工頻市電為初始能源，現場接入 220V 單相或 380V 三相工頻交流電后，首先通過整流電路，將交流電轉換為脈動直流電。后續經由濾波電路處理，有效濾除整流過程中產生的電壓紋波與電磁干擾，得到平滑、穩定的直流電壓，為后續的頻率變換和高壓升壓環節提供穩定的基礎電源，避免電網波動和電源雜波干擾試驗高壓的輸出精度。

超低頻波形逆變生成

這是設備實現超低頻輸出的核心環節。設備依托 IGBT、MOSFET 等大功率開關器件，搭建功率逆變電路，配合脈沖寬度調制（PWM）控制技術，將前級的平滑直流電，逆變為頻率極低的交流波形。行業標準試驗工況下，設備主流輸出頻率為 0.1Hz，部分型號可拓展支持 0.05Hz、0.02Hz 等檔位。通過精準調控開關器件的通斷時序與占空比，能夠嚴格鎖定輸出波形的頻率，解決了傳統工頻高壓發生器，在測試大容量容性試品（如長距離電力電纜、XLPE 電纜）時，試驗電流過大、試驗設備體積笨重的問題。

高壓升壓與波形規整

逆變生成的超低頻信號為低壓信號，無法直接滿足電氣設備耐壓試驗的高壓要求。該低壓超低頻交流信號會輸入至專用的高壓升壓變壓器，按照設備的額定輸出等級，被升壓至數萬伏的試驗用高壓。針對部分逆變輸出的方波信號，部分設備會額外配置波形整形電路，將方波修正為標準正弦波，讓試驗高壓的波形更貼近電力設備實際運行的工頻高壓工況。同時，高壓側的濾波電路會進一步去除高壓輸出中的雜波，保證輸出高壓的波形質量與穩定性。

實時監測與閉環保護控制

設備內置高壓分壓取樣模塊與泄漏電流檢測模塊，在試驗過程中實時采集輸出高壓的實際電壓值、試品的泄漏電流值。采集的模擬信號經信號調理、模數轉換后，傳輸至設備的中心控制單元。控制單元將實時數據與預設的試驗電壓、泄漏電流安全閾值做對比，一方面通過閉環穩壓算法，動態調整逆變與升壓回路的工作參數，確保輸出高壓穩定在試驗設定值；另一方面，一旦檢測到試品擊穿、泄漏電流超標、輸出過壓過流等異常狀況，會立即觸發硬件保護電路，快速切斷功率輸出，實現過壓、過流、擊穿多重保護，保障試驗人員、試品與設備本體的安全。