實(shí)驗(yàn).高電壓實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、高電壓實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書、八 、前言隨著高電壓大電網(wǎng)的建設(shè)和高電壓電氣設(shè)備的研制，高電壓技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，同時(shí) 隨著高電壓新技術(shù)的發(fā)展，高電壓技術(shù)在其他的技術(shù)物理等部門（如高電脈沖醫(yī)療、高壓靜電 除塵等）也得到了廣泛的應(yīng)用。高電壓實(shí)驗(yàn)研究作為高電壓技術(shù)應(yīng)用中的實(shí)踐環(huán)節(jié)在高電壓技 術(shù)的發(fā)展過程中起到了核心的作用，這是因?yàn)榇蟛糠指唠妷杭夹g(shù)理論都需建立在實(shí)驗(yàn)研究之上 的；工程上的許多問題，也必須依靠大量的試驗(yàn)來提供依據(jù)。因此，試驗(yàn)工作常常是高電壓技 術(shù)工作者的重要工作內(nèi)容。高壓實(shí)驗(yàn)課主要作為培養(yǎng)學(xué)生掌握必要的電力系統(tǒng)高電壓實(shí)驗(yàn)技術(shù) 理論知識(shí)與進(jìn)入實(shí)驗(yàn)研究初始階段的一門重要的課程， 對于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力

2、起到重要作用。一、高電壓實(shí)驗(yàn)課的目的和任務(wù)1. 熟悉和掌握高電壓試驗(yàn)的基本技術(shù)。2. 通過實(shí)驗(yàn)， 培養(yǎng)同學(xué)分析問題和解決問題的能力， 使同學(xué)們初步掌握進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的一些 基本方法。3. 樹立安全第一的觀點(diǎn)， 保證人身和設(shè)備的安全是進(jìn)行高壓試驗(yàn)特別強(qiáng)調(diào)的問題， 思想上必 須自始至終保持高度的重視。4. 培養(yǎng)同學(xué)重視實(shí)際、遵守制度、愛護(hù)國家財(cái)產(chǎn)和嚴(yán)謹(jǐn)踏實(shí)的工作作風(fēng)。二、高電壓試驗(yàn)的基本技術(shù)1. 掌握高電壓試驗(yàn)的基本安全技術(shù)。通過實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們不僅在思想上要樹立安全第一的觀點(diǎn)，而且在實(shí)際工作中要養(yǎng)成嚴(yán)格的 安全習(xí)慣。所以，要求同學(xué)們正確而熟練的掌握以下的基本安全技術(shù)。a、掌握高壓實(shí)驗(yàn)中必須的安全措施（

3、防護(hù)欄、聯(lián)鎖、接地和安全距離）以及試驗(yàn)前的安全檢 查內(nèi)容。b、按照實(shí)驗(yàn)規(guī)則的要求，呼叫口令，并按實(shí)驗(yàn)程序進(jìn)行操作。c、掌握基本安全工具一一接地桿的使用和檢查。2. 學(xué)會(huì)安排試驗(yàn)條件和掌握工頻試驗(yàn)變壓器、直流高壓裝置和沖擊電壓發(fā)生器的正確使用。3. 掌握高電壓試驗(yàn)的基本方法和典型儀器的使用。a、掌握主要電力設(shè)備（套管、避雷器、電力變壓器、線路絕緣子、電纜、電容器等）絕緣的基本檢查和試驗(yàn)方法，包括絕緣電阻、泄漏電流、介質(zhì)損耗因數(shù)、局部放電等的測量。以及擊 穿試驗(yàn)、耐壓試驗(yàn)等。b、掌握測量球隙、靜電電壓表、多種分壓器、局部放電儀、高壓示波器、以及數(shù)字量的測 量和使用方法。表1電壓安全距離表電壓值(K

4、V)距離(cm)交流或直流沖擊100以下303010020060605001801801000350300三、實(shí)驗(yàn)過程注意事項(xiàng)1做高壓實(shí)驗(yàn)必須嚴(yán)肅、認(rèn)真、精力集中。高壓操作者，手不要離開跳閘按扭，注意監(jiān)視電 表及現(xiàn)場，不得擅離職守。實(shí)驗(yàn)時(shí)，不得談笑或進(jìn)行其它工作。若要討論問題時(shí)，應(yīng)先跳閘， 暫停實(shí)驗(yàn)后進(jìn)行。2. 呼叫口令：實(shí)驗(yàn)中的幾項(xiàng)重要操作，操作者要分別呼叫 高壓合閘、放電氣和去掉接地 桿的口令，當(dāng)監(jiān)護(hù)人同意并重復(fù)上述操作口令后方能進(jìn)行具體操作。3. 調(diào)壓、升壓時(shí)，必須從零均勻緩慢的升壓，做完試驗(yàn)，應(yīng)使調(diào)壓器退回零位。4. 當(dāng)試品放電、擊穿或加壓過程中出現(xiàn)異?，F(xiàn)象時(shí)，應(yīng)立即跳閘，隨即將調(diào)壓器

5、退回零位。(當(dāng)對電氣設(shè)備進(jìn)行耐壓試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)完畢先將調(diào)壓器退至零位后再跳閘)。5. 故障處理：當(dāng)實(shí)驗(yàn)中發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)立即跳閘，調(diào)壓器退回零位，并報(bào)告教師處理。若為 人身事故，應(yīng)立即進(jìn)行搶救。重大事故還要報(bào)告上級領(lǐng)導(dǎo)。6記錄：必須有一人記錄，記錄要整齊、清楚，實(shí)驗(yàn)結(jié)束請教師簽字后方能拆線。 必要放電: 試驗(yàn)完畢或更換試件時(shí)，應(yīng)切斷電源將調(diào)壓器退回零位，并用接地桿對高壓放電。當(dāng)對電容器 放電時(shí)，為保護(hù)電容器，應(yīng)使電容器先經(jīng)電阻 (如水阻)放電，然后再短路放電。實(shí)驗(yàn)一 絕緣電阻、泄漏電流的測量、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握獲得直流高壓的方法。2、通過對避雷器的試驗(yàn)，學(xué)習(xí)絕緣電阻和泄露電流的測量方法。、基本原理電

6、氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗(yàn)是保證設(shè)備安全運(yùn)行的重要措施。通過試驗(yàn)，掌握電氣設(shè)備絕 緣的情況，及早發(fā)現(xiàn)其缺陷，從而進(jìn)行相應(yīng)的維護(hù)與檢修，以保證設(shè)備的正常運(yùn)行，防止運(yùn)行 中設(shè)備在工作電壓或過電壓作用下?lián)舸┧斐傻耐ｋ娚踔羾?yán)重?fù)p壞設(shè)備的事故，起著預(yù)防作用。電器設(shè)備的絕緣缺陷通常有兩種情況，一種是制造時(shí)潛伏下的，另一種是運(yùn)行中在外界作用的影響下發(fā)展起來的。外界作用有工作電壓、過電壓、大氣影響 （如潮濕）、機(jī)械力、熱化學(xué)等 作用，當(dāng)然這些外界作用的影響程度也和制造質(zhì)量有關(guān)。目前，還不能做到電氣設(shè)備的絕緣在 運(yùn)行中不發(fā)生明顯的劣化。在電力系統(tǒng)中由于經(jīng)常進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了許多缺陷，從而減 少了事故的發(fā)生。絕

7、緣的缺陷可分為兩大類：第一類是集中性的缺陷；例如懸式絕緣子的瓷質(zhì)開裂，發(fā)電機(jī) 絕緣局部磨損、破裂，電纜由于局部有氣隙在工作電壓作用下發(fā)生局部放電逐步損壞絕緣，以 及其它的機(jī)械損傷、局部受潮等等。第二類是分布性的缺陷，指電氣設(shè)備整體絕緣性能下降； 例如電機(jī)、變壓器、套管等絕緣中的有機(jī)材料的受潮、老化、變質(zhì)等等。絕緣內(nèi)部有了上述缺 陷后，其特性要發(fā)生一定的變化。我們可以通過一些試驗(yàn)把隱藏的缺陷檢查出來。預(yù)防性試驗(yàn)的方法及其特點(diǎn)列于表 1。表1預(yù)防性試驗(yàn)及其特點(diǎn)表試驗(yàn)方法能發(fā)現(xiàn)的缺陷不能發(fā)現(xiàn)的缺陷評價(jià)測絕緣電阻貫通的集中性缺陷， 整體受潮或有貫通 的受潮部分。未貫通的集中性缺 陷，絕緣整體老化?；?/p>

8、方法之一測泄露電流貫通的集中性缺陷， 整體受潮或有貫通 的受潮部分。以及一 些未完全貫通的集 中性缺陷。未貫通的集中性缺 陷，絕緣整體老化?；痉椒ㄖ粶y吸收比受潮、貫通的集中性 缺陷。未貫通的集中性缺 陷，絕緣整體老化。應(yīng)用于判斷受潮測tg6整體受潮、劣化，被 試品絕緣體積小時(shí) 的貫通及未貫通缺試品絕緣體積大時(shí) 的集中性缺陷基本方法之一陷測電壓分布貫通及未貫通的集 中性缺陷。絕緣整體老化及受 潮。對絕緣子串為基本方法之一測局部放電局部或多處的局部 放電缺陷。隨有缺陷但不產(chǎn)生 局部放電、受潮。可與其它方法配 合使用，抗干擾能 力尚不夠。油的氣相色譜分析持續(xù)性的局部過熱、 局部放電缺陷。導(dǎo)致突然

9、發(fā)生匝間 短路的缺陷。檢查充油設(shè)備局 部缺陷有效方法耐壓試驗(yàn)缺陷使絕緣強(qiáng)度低 于試驗(yàn)電壓。缺陷尚未使絕緣強(qiáng) 度低于試驗(yàn)電壓。檢查絕緣強(qiáng)度的 基本方法，與其它 方法配合使用。本試驗(yàn)僅做絕緣電阻、泄露電流及吸收比試驗(yàn)。1、 緣電阻及吸收比試驗(yàn)：一般用兆歐表測量。所謂的吸收比，就是設(shè)備絕緣60秒時(shí)的絕緣電阻與15秒的絕緣電阻的比值。對于未受潮的變壓器，吸收比在1.3到2的范圍內(nèi)。電器設(shè)備受潮時(shí)，此比值接近1。對于電容量不大，絕緣正常的試品，因吸收現(xiàn)象不顯著，故無實(shí)用價(jià) 值。對于電機(jī)和電力電纜，還規(guī)定測試各相絕緣電阻的不平衡系數(shù)不應(yīng)大于2。不平衡系數(shù)是指最大相絕緣電阻與最小絕緣電阻比值。2、泄露電流試

10、驗(yàn)：因所加電壓比兆歐表高，所以更能發(fā)現(xiàn)一些尚未完全貫通的集中性缺陷。 如變壓器套管開裂、內(nèi)部受潮、絕緣油劣化、絕緣紙沿面炭化等缺陷。在不同的電壓下測量絕 緣的泄漏電流，對判斷絕緣質(zhì)量有很大的作用，因?yàn)槿艚^緣沒有什么缺陷，泄漏電流將隨電壓大致按線性增長。反之，如有缺陷，則泄漏電流的增長就比電壓增長快，尤其在電壓較高時(shí)， 泄漏電流急劇增加，這是兆歐表所不能發(fā)現(xiàn)的。為了避免測到絕緣的吸收電流， 應(yīng)在加壓I分鐘 后讀取泄漏電流值。另外，還應(yīng)注意消除電暈電流等干擾。還須指出：無論絕緣電阻或泄漏電 流值都和絕緣的溫度密切相關(guān)。溫度升高時(shí)，泄漏電流急劇上升，絕緣電阻很快下降，所以在 測量泄漏電流和絕緣電阻時(shí)

11、，都要記錄溫度，對有的試品還要進(jìn)行溫度校正，本實(shí)驗(yàn)不作校正。三、試驗(yàn)裝置及線路圖：1、測量絕緣電阻a、使用2500V兆歐表b、 本試驗(yàn)室的閥型避雷器的電壓等級為 110kV,是兩節(jié)55kV的避雷器串接而成，應(yīng)分別 測量上下兩節(jié)避雷器在加屏蔽和不加屏蔽下的絕緣電阻。2、測量泄露電流測量泄露電流的原理接線圖如圖1所示。各元件的名稱和型號如下：自耦調(diào)壓器0 250V，5KVAC:濾波電容V1 :交流電壓表0 150VR1：保護(hù)電阻T2：工頻試驗(yàn)變壓器，200V/50KV, 5KVA D:硅堆V2：靜電電壓表F:被試避雷器。3 :微安表，01000 3。圖1泄露電流測量接線圖其中表的位置有兩個(gè)，位置1

12、對應(yīng)低壓測量，位置2對應(yīng)高壓測量。3、實(shí)驗(yàn)步驟a、抄錄銘牌。b、測量支持瓷座的絕緣電阻。c、在加屏蔽和不加屏蔽的情況下測量各元件的絕緣電阻并記錄。d、按低壓測量接線，在有、無屏蔽的情況下分別測量 8KV、16K V下各元件的電導(dǎo)電流并記 錄。e、按高壓測量接線進(jìn)行試驗(yàn)。f、每次試驗(yàn)完畢后必須放電并掛好地線方可導(dǎo)線。g、讀表注意安全距離。h、升壓速度不要太快。i、記錄溫度。四、試驗(yàn)數(shù)據(jù)表格項(xiàng)目部位無屏敝有屏敝測量溫度20C 值絕緣電阻(M0 )高對低 及地實(shí)驗(yàn)二 介質(zhì)損耗角正切的測量、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^本試驗(yàn)了解現(xiàn)場設(shè)備預(yù)試的基本過程，并鞏固所學(xué)知識(shí)。具體內(nèi)容如下:1、學(xué)習(xí)使用預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程。2、了解

13、Q S-1西林電橋的結(jié)構(gòu)及使用注意事項(xiàng)。3、掌握Q S-I電橋正、反接線測量方法，比較測試結(jié)果。4、掌握測量時(shí)電場干擾的消除方法及其原理。5、掌握用搖表測絕緣的方法。6、了解高壓試驗(yàn)時(shí)基本的安全技術(shù)、注意事項(xiàng)7、給出試驗(yàn)結(jié)論。、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目介質(zhì)損耗因數(shù)tg：和電容C用Q S-1型西林電橋測量。、實(shí)驗(yàn)接線圖及實(shí)驗(yàn)步驟1、測量前的準(zhǔn)備： 、用接地線一端接儀器的接地柱，另一端接可靠的大地，保證儀器外殼在地電位上。 、正接線時(shí)：將高壓電纜插頭插入儀器 HV插座中，將一的黑色鱷魚夾夾到被測試品的 高端引線上，紅色的鱷魚夾懸空。將 Cx低壓電纜插入Cx插座中，另一端紅色夾子試品的低壓 端或末屏等，黑色夾子懸空

14、或接屏蔽裝置。 、反接線時(shí)，將高壓電纜插頭插入儀器 HV插座中，將一的紅色鱷魚夾夾到被測試品的高端引線上，黑色的鱷魚夾懸空或接屏蔽裝置。Cx插座不用。2、打開來電源開關(guān)，計(jì)算機(jī)進(jìn)行自檢，液晶屏顯示中文主菜單。3、菜單選擇： 選擇接線方式；選擇頻率；選擇測量電壓；選擇使用電容的種類。4、 測試：當(dāng)光標(biāo)在“啟動(dòng)”位置時(shí)，按“”鍵，并保持大約5秒鐘，測試加壓過程啟動(dòng)開 始。測試結(jié)束，自動(dòng)顯示打印結(jié)果。四、注意事項(xiàng)(1) 使用反接線時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)電容器外殼帶高壓電，要注意使其外殼對地絕緣，并且與接地線保 持一定的距離。(2) 使用反接線時(shí)還要作接地良好，試驗(yàn)過程中也不要將手伸到自動(dòng)測量儀背后。(3) 測量介

15、質(zhì)損失角的試驗(yàn)電壓，一般不應(yīng)高于被試品的額定電壓， 至多應(yīng)不高于被試品額 定電壓的110%。(4) 測試結(jié)束后，關(guān)閉電源開關(guān)。嚴(yán)禁帶電拆裝高壓電纜！(5) 儀器出現(xiàn)不正?，F(xiàn)象，關(guān)閉電源開關(guān)，等待一分鐘左右再檢查。五、試驗(yàn)結(jié)論及問題討論 1、西林電橋?yàn)槭裁茨茉诟邏合聹y量2、什么情況下采用正接法？什么情況下采用反接法？3、為什么絕緣的tg：與溫度有關(guān)？4、 你還知道其它測量介質(zhì)損耗因數(shù)的方法嗎？實(shí)驗(yàn)三工頻高壓演示實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、掌握高壓試驗(yàn)變壓器的試驗(yàn)接線與操作方法。2、掌握高壓試驗(yàn)變壓器校正曲線的制定方法。3、掌握工頻高壓的幾種測量方法：用測量球隙進(jìn)行測量、用高壓靜電電壓表進(jìn)行測量和用工頻

16、分壓器（電容式分壓器）配合低壓儀表進(jìn)行測量。二、實(shí)驗(yàn)裝置及線路圖：工頻實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示驗(yàn)線路圖G圖1 工頻高壓試Ti調(diào)壓器T2高壓試驗(yàn)變壓器。V交流電壓表。 V2靜電電壓表。V3交流電壓表或示波器。Ri 變壓器保護(hù)電阻，1020K |。R,球隙保護(hù)電阻。Cx試品三、實(shí)驗(yàn)說明工頻高電壓試驗(yàn)裝置通常由調(diào)壓器、試驗(yàn)變壓器、保護(hù)電阻、分壓器和靜電電壓表以及球 隙等組成。試驗(yàn)變壓器的工作原理與電力變壓器相同，但由于工作條件和工作任務(wù)的不同，試驗(yàn)變壓 器具有工作電壓高、變比大、漏抗大、絕緣裕度小、容量小、工作時(shí)間短等特點(diǎn)。其主要類型 有單套管金屬外殼型試驗(yàn)變壓器、雙套管金屬外殼型試驗(yàn)變壓器、絕緣外殼型試

17、驗(yàn)變壓器和串 級試驗(yàn)變壓器。進(jìn)行工頻高電壓試驗(yàn)時(shí)，要求試驗(yàn)電壓從零開始，均勻升壓，因此必須使用調(diào)壓設(shè)備。調(diào)壓設(shè) 備主要有四種：自藕調(diào)壓器、感應(yīng)調(diào)壓器、移卷調(diào)壓器和電動(dòng)發(fā)電機(jī)組。保護(hù)電阻用固體電阻或水電阻。R1的阻值一般按每伏 0.1門選取，R2的阻值可按每伏0.10.5門選取，并應(yīng)校驗(yàn)R1、R2的外表面絕緣強(qiáng)度。在試驗(yàn)電壓下，當(dāng)試品發(fā)生擊穿、閃絡(luò)或 球隙放電時(shí)，R1、R2不應(yīng)發(fā)生沿面閃絡(luò)，且具有相應(yīng)的熱容量，其長度可按每米150200kV有效值）選取。靜電電壓表是測量工頻高電壓的常用電壓表，它是一種測量靜電力大小的表計(jì)。根據(jù)測量原理 的不同，可分為絕對靜電電壓表和相對靜電電壓表，后者被廣泛用于工程測量。由于靜電電壓 表的輸入阻抗及固有振蕩頻率都很高， 所以常被用于直流電壓及寬頻帶范圍的交流電壓的測量。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求選用實(shí)驗(yàn)設(shè)備、儀器和儀表。2、熟悉有關(guān)試驗(yàn)變壓器的控制回并使調(diào)壓器處于零位。3、進(jìn)行1min高壓耐受試驗(yàn)，并記錄相應(yīng)電壓表讀