高壓試驗室課程設(shè)計

1、1 .緒論高電壓技術(shù)的發(fā)展始于上個世紀初，隨著電力工業(yè)的發(fā)展，高壓遠距離輸電 的電壓等級在不斷提高，這對高電壓技術(shù)的發(fā)展有很大的促進作用。此外直流輸電的發(fā)展，也對高電壓技術(shù)提出了新的課題。盡管高電壓技術(shù)的早期 發(fā)展是與電能的傳送密切關(guān)聯(lián)的，但目前高電壓技術(shù)已超越電力電工部門而在很 多領(lǐng)域得到應(yīng)用，例如大功率脈沖技術(shù)、靜電技術(shù)、等離子體放電和液體中放電 的應(yīng)用等。從某種意義上來說，高電壓技術(shù)著重研究的是高電場強度下的介質(zhì)現(xiàn) 象，因此高電壓技術(shù)所研究的內(nèi)容對微電子學也是很重要的。研究高電壓技術(shù)的目的是為了實現(xiàn)電力系統(tǒng)的安全運行。在運行條件下，電 氣設(shè)備和輸電線路的絕緣不但長期處于工作電壓之下，而且

2、會受到短時作用的過 電壓，如由雷電引起的雷電過電壓和由于電力系統(tǒng)中操作或事故引起的過電壓。 所以絕緣必須耐受工作電壓的長期作用，并耐受可能出現(xiàn)的過電壓，才能保證設(shè) 備的工作可靠性。要做到這一點，必須從兩個方面入手，一方面要保證和提高絕 緣的耐受電壓，另一方面要設(shè)法降低和限制過電壓。為了檢驗絕緣是否具有應(yīng)有 的耐受電壓水平，必須按試驗標準對絕緣進行試驗。對高電壓技術(shù)而言，氣體等 離子體和液體、固體絕緣的特性具有根本意義。試驗在這個領(lǐng)域內(nèi)的研究工作中 具有重要的地位。為了解決高電壓技術(shù)教學和科研工作中的許多問題，試驗技術(shù) 是必不可少的。高電壓技術(shù)課程設(shè)計是學習高電壓技術(shù)理論的重要環(huán)節(jié)，其目的在于通

3、過設(shè) 計高壓實驗室，使同學們掌握高壓實驗室的設(shè)計過程，熟悉高壓試驗設(shè)備，了解 高壓實驗室的發(fā)展狀況。設(shè)計內(nèi)容主要是闡述高壓實驗室的設(shè)計的基本原則、要 求、步驟和計算方法，并介紹了設(shè)計常用圖表、常用的試驗設(shè)備的及經(jīng)濟資料。 同時，還結(jié)合書中各章節(jié)介紹了有關(guān)的設(shè)計技術(shù)規(guī)程、規(guī)定。本設(shè)計是配合高電壓絕緣、高電壓試驗技術(shù)、電力系統(tǒng)過電壓、 高壓電器及高電壓技術(shù)等教材編寫的。并且參考了高壓實驗室設(shè)計參 考資料O本設(shè)計內(nèi)容共分四部分，分別是：實驗設(shè)備選擇；高壓實驗室設(shè)計； 地網(wǎng)設(shè)計和屏蔽設(shè)計。2 .實驗設(shè)備的選擇設(shè)計2.1 確定高壓試驗項目高壓試驗主要是對絕緣介質(zhì)進行試驗，絕緣介質(zhì)包括氣體、液體、固體或兒

4、 種介質(zhì)組合的絕緣。對絕緣介質(zhì)，一般可看成一個等值的電容性試品。因此，其 試驗項目可歸納為：（1）無破壞型的檢查試驗：絕緣電阻的測量，泄漏電流的測量，吸收比試驗， 測介質(zhì)損耗因數(shù)（tan5 ）,測量絕緣內(nèi)部的局部放電，絕緣油試驗；（2）耐壓試驗：工頻耐壓試驗、雷電沖擊耐壓試驗和操作沖擊耐壓試驗。（3）在運行電壓下的在線監(jiān)測：對電氣設(shè)備絕緣的溫度測量（如熱像儀），對 絕緣油進行溶解氣體的色譜分析，局部放電量及放電部位的測試和介質(zhì)損耗因數(shù) 及泄漏電流的測試等。（4）研究性試驗額定電年選擇220KV產(chǎn)品的雷電沖擊試驗電壓如下表所示額定雷電沖擊（內(nèi)外絕緣）耐受電壓（峰值） /KV截斷雷電沖擊耐受電壓（

5、峰 值）/KV變壓器、并聯(lián) 電抗器、耦合 電容器、電壓 互感器高壓電力電 纜高壓電氣母線支柱絕 緣子穿墻套 管變壓器類設(shè) 備的內(nèi)絕緣85085085093595095095010509509501050上表所示的都是耐受電壓。擊穿電壓和閃絡(luò)電壓都高于試驗電壓，考慮為研 究試驗取裕度系數(shù)L 3,長期工作時沖擊電壓發(fā)生器會發(fā)生絕緣老化，考慮 老化系數(shù)1.1,假定沖擊電壓發(fā)生器的效率為85%,故沖擊電壓發(fā)生器的標稱 電壓應(yīng)不低于5=950X1. 3X1.1/0. 85=1598. 24二、沖擊電容選擇如不考慮大電力變壓器試驗和整卷電纜試驗，就數(shù)互感器的電容較大，約 1000PF,沖擊電壓發(fā)生器的對地

6、雜散電容和高壓引線及球隙等的電容估計為 500PF,電容分壓器的電容估計為600PF,則總的負荷電容為Ca=1000+500+600=2100 PF,如按沖擊電容為負荷電容的10倍來估計，約需沖擊電 容為 CF10 821000 PF三、電容器選擇從國產(chǎn)脈沖電容器的產(chǎn)品規(guī)格中找到MY220-0.1瓷殼高壓脈沖電容器比較合 適O型號額定電 壓/KV試驗電 壓/KV電容/u F外形尺 寸/mm重量/Kg外殼MY220-0.12202490. 16 635X85361瓷殼用此種電容器6級串聯(lián)，標稱電壓可達660KV,基本上滿足上述要求，每級由 1個電容器并聯(lián)，使沖擊電容C=0. 2/6=0.0333

7、 UF,此值10 C2,可使電壓效 率不至很低，發(fā)生器的高度約為6m左右。四、回路選擇選用高效率回路和倍壓充電，如下圖所示。五、沖擊電與發(fā)生器主要參數(shù)標稱電壓 U1= 110X6=660 KV沖擊電容G=0. 0333 u F標稱能量 Wa= Ci U/2=0. 0333X660,=7. 26 KJ六、波前電阻和波段電阻的計算當試品電容約為1000 PF,負荷總電容為2100 PF,波前時間TF1. 2 P s=3. 24 Rf X Ct C2/( Cx+C2) =3. 24 X Rf X0. 0333X0. 0021/(0. 0333+0. 0021) 求出Rf= 187. 5。，每級rRf

8、/6=3L 25。在考慮回路電感影響時，采用下式進行計算,即Tf在33Rf X G G/( &乜)則可得：Rf=260. 71。r43.45Q半峰值時間與參數(shù)的關(guān)系，按下式計算。半峰值時間T50 uS=0. 693Rt (0. 0333 mF + 0. 0021 PF)2038 c rt= Rt/6=340 Q七、沖擊電壓發(fā)生器的效率n = C/( Cx+C2)=0. 0333/(0. 0333+0. 0021)=0. 94此值比原估計的效率0. 85高，所以選擇的電容是合適的。八、充電電阻和保護電阻的選擇要求C (R+rf) 2 (10-20) J得R220n=20X340-31.

9、25=6769 Q 取R=10k。，每根充電電阻的結(jié)構(gòu)長度應(yīng)能耐受HOKV,如取保護電阻r為充電電阻R的40倍， 則保護電阻為400KC。九、充電時間的估算由于采用了倍壓充電回路，難以精確分析?，F(xiàn)仍按簡單整流充電的計算法， 但仍考慮到電容C的另一側(cè)為r,及口，它們遠小于充電電阻R。此外還應(yīng)考慮倍壓 回路第一個回路中的保護電阻，r。的作用，充電至0.9倍壓時，T充= 15(r0+r+m/2)XnC,設(shè)則T充= 15X(400+400+6X10/2)X6X0. 21=15 S,實 際上還存在充電回路中C。的影響，它可使充電時間增加一些，可估計充電T充為 20s o十、變壓器選擇根據(jù)P=2. 5nC

10、U"t允并加大安全系數(shù)到3. 0,以考慮倍壓充電回路所需容量。變壓器容量=3. 0X2Wn/T充=3. 0X2X7. 25/20=2. 175變壓器電壓= 1. 1X55/，2=42. 78 KV所以，選擇國產(chǎn)試驗變壓器，型號為YD一躬0,額定容量3KVA,額定電壓 輸入220V,輸出50KV,額定電流輸入13.63A,輸出0.06。十一、硅堆的選擇考慮到縮應(yīng)充電時間，充電變壓器經(jīng)常提高10%的電壓，因此硅堆的反峰電=55 （1+1.1） =116KV硅堆的額定電流以平均電流計算，實際充電電流是脈沖的，充電之初平均電 流較大，選則硅堆用的平均電流難以計算，現(xiàn)只能根據(jù)充電變壓器輸出的電

11、流（有 效值）來選擇硅堆額定電流，電流的有效值是大于平均值的，ln=2.175KVA/（55KV/ V2） =0.0495,因此，選擇硅堆的額定電流為0.05A,選擇由2支2DL150/0. 05 串聯(lián)組成1個整流器。十二、球隙直徑的選擇查球隙放電標準表找到最接近并小于硅堆反應(yīng)電壓峰值的電壓值，得到中 100mm,球隙在間隙距離為45mm時的放電電壓為H5KV,故選100mm,銅球7 對。2. 2直流高壓變壓器一般用整流設(shè)備來產(chǎn)生直流高壓，常用的整流設(shè)備如圖所示，是半波整流電 路，它基本上和電子技術(shù)中常用的低壓半波整流電路是一樣的，只是增加了一個 保護電阻R,這是為了限制試品（或電容器C）發(fā)生

12、擊穿或閃絡(luò)時以及當電源的 電容器C突然充電時通過高壓硅堆和變壓器電流，以免損壞高壓硅堆和變壓器， 當然對于在試驗中因瞬態(tài)過程引起的過電壓，R和C也起抑制作用，R的阻值選 擇應(yīng)保證選擇流過硅堆的事故電流（峰值）不超過允許的瞬時過載電流（峰值） Ism吊級直流高電壓發(fā)生器主要用于檢測各種絕緣材料在直流高電壓作用下的 性能，長空氣間隙的直流放電性能，大量容量試品（電力電纜，電力電容器，發(fā) 電機組）的絕緣性能試驗，測量絕緣材料，高壓電器產(chǎn)品的泄漏電流，也用于超 高壓直流輸電設(shè)備進行直流高壓試驗；直流高壓發(fā)生器也作為沖擊電壓發(fā)生器， 沖擊電流發(fā)生器，振蕩回路等設(shè)備的直流充電電源，成套設(shè)備包括：直流發(fā)生器

13、 本體、充電裝置、直流電阻分壓器、調(diào)壓器、保護電阻和控制臺等。一、高壓硅堆的選擇額定反峰電壓值Ur,即二級管截止時在管子兩端允許出現(xiàn)的最高反向工作 電壓峰值，在選擇整流元件時應(yīng)使Ur滿足Ur> V 2Ut+（ 1+s ）Ud= V 2*10+（ 1+0. 03） *220=531. 72KV其中Ut為工頻試驗變壓器的輸出電壓（有效值）；S為電壓紋波因數(shù)，一般 取3%； Ud為輸出的額定直流電壓。選擇2支2DL-150/0. 1的高壓硅堆串聯(lián)組成1個整流器，故平均整流電流 If 為 0. 1A,額定直流電流為 Id=If/k=0.1/2=50 ma 二、電容器的選擇根據(jù)公式S=5 u/Ud

14、=Id/2fCUd當工頻電源f=50Hz時C=Id/2fsUd=50X10-72X50X0. 03X220X10M). 075 n F 所以選擇MY220-0. 2瓷殼高壓脈沖電容器比較合適.三、保護電阻的選擇根據(jù)式中L是根據(jù)硅堆的過載特性曲線所確定的短時允許的過 電流峰值一般高壓硅堆0. 5s過載電流值1sM為其額定電流平均值If的20-50倍左 右，顯然LNL,則R/Rx%0.02-0.05,故R=2X J220Xl（）3/20X0. 1=0. 47 Q ,取R= 1K Q在進行直流高壓試驗時常在C和Rx間再串一個電阻R,這是為了防止Rx發(fā)生 的閃絡(luò)或擊穿時，C被完全短路放電而破壞，且試驗

15、結(jié)束時可用接地桿通過皮將C 上殘余電荷泄放掉，R,選數(shù)千歐即可，則可取R=5KQ2. 4工頻試驗變壓器高電壓試驗變壓器的作用在于產(chǎn)生工頻高壓，使之作用于被試電氣設(shè)備的絕 緣上，以考驗其在長時的工作電壓及瞬時的內(nèi)過電壓下是否能可靠工作。另外， 它也是試驗研究高壓輸電線路的氣體絕緣間隙、電暈損耗、靜電感應(yīng)、長串絕緣 子的閃絡(luò)電壓以及帶電作業(yè)等項目的必須的高壓電源設(shè)備。利用高壓試驗變壓器 還可以產(chǎn)生“長波前”類型的操作波。因此工頻試驗變壓器除了產(chǎn)生工頻試驗電 壓，以及作為直流高壓和沖擊高壓設(shè)備的電源變壓器的固有的功用外，還可以用 來產(chǎn)生操作波試驗電壓。試驗變壓器在運行條件方面比電力變壓器有利，而在重

16、 要性方面則不如電力變壓器，所以設(shè)計時采用較小的安全系數(shù)。其試驗電壓較低, 設(shè)計溫升較低，故在額定功率下只能短時運行。成套設(shè)備包括：工頻試驗變壓器 本體，調(diào)壓器，保護電阻，分壓器，靜電電壓表，測量球隙等。下圖為用單級試 驗變壓器組成的工頻高壓試驗的基本線路。調(diào)壓器用來調(diào)節(jié)工頻試驗電壓的大小和升降速度，試驗變壓器用來升高電壓 供給被試品所需的高電壓。球隙測壓器用來測量高電壓，及用來限制被試品放電 時試驗變壓器的短路電流不超過允許值和高壓繞組的電壓梯度不超過危險值，R： 用來限制球隙放電時的電流不致灼傷銅球表面。一、電壓的選擇根據(jù)選擇設(shè)計的一般規(guī)定確定高壓試驗變壓器的額定電壓，即不論是交流、直流

17、還是沖擊發(fā)生器，其額定電壓與試驗電壓之間都有用到下面關(guān)系式：UkKRAUm 式中反為實驗設(shè)備的額定電壓，Uw為被試設(shè)備的實驗電壓（耐受壓）K1為絕緣 研究裕度系數(shù)，比系數(shù)大于1,因為試驗設(shè)備應(yīng)具有比Uw高的電壓，以便研究 試品究竟放電電壓（或擊穿電壓）是多少，K2為試驗設(shè)備本身絕緣的裕度系數(shù), 比系數(shù)也大于1，K3為考慮試驗設(shè)備帶上試品負載后電壓會減低的大于1的系數(shù), 查表得K1, K2，K3, Um的值，則Un=KiK2K3Uw=1.4X1.3X1.0.X495=900.9KV二、容量的選擇因為試品大多為電容性的，當知道試品的電容量（查表）及所加的試驗電壓 值，以便計算出試驗電流計所需的變壓

18、器的容量：試驗電流：ls=WCUxl0-9=100 n X1500X495X10 9=2.333所需變壓器容量 Ps=WCU2X10-9=100n x15000X495X10-9=1154.65KVA式中U為所加的試驗電壓，KV （有效值）；C為試品的電容量PFA;W為所加 電壓的角頻率。此外，所加試驗變壓器的容量，還應(yīng)足以供給被試品擊穿或閃絡(luò)前的電容電 流，漏導電流，局部放電和預放電電流，且仍能維持足夠穩(wěn)定的電壓。三、保護電阻的選擇保護電阻的用來防止試品放電時所放生的電壓截波對變壓器繞組縱絕緣的 損傷，同時它也起著抑制試品閃絡(luò)時造成的恢復過電壓的作用和限制過電壓的作 用，保護電阻的阻值一般由

19、實驗變壓器T供給嗎，它的保守系數(shù)值可按0.1Q/V 選擇，但不超過100KQ,它由金屬電阻絲繞成，在環(huán)境溫度可保持高于0叱可 在采用水電阻，其長度可按每米150KV200KV（有效值）選取，取R=50KC.3.高壓試驗室的設(shè)計3.1 試驗設(shè)備的絕緣距離及設(shè)備擺放一、確定高壓試驗設(shè)備與周圍物體的絕緣距離根據(jù)高壓試驗室中主要設(shè)備的絕緣距離，合理擺放試驗設(shè)備以減少高壓試驗 室的占地面積。首先就要確定高壓試驗設(shè)備與周圍物體的絕緣距離。高壓試驗設(shè)備及與它相連的高壓引線、測量裝置，不應(yīng)在工作時對周圍物體 如墻壁，天花板，觀察走廊的金屬圍欄，其他高壓設(shè)備等發(fā)生放電。為此，應(yīng)確 定試驗設(shè)備與上述物體之間應(yīng)有的

20、絕緣距離。我們知道，間隙的放電電壓與電極 的形狀有關(guān)。試驗設(shè)備高壓端的電極形狀并不一致，但大都具有一定的改善電場 分布的屏蔽電極裝在高壓端。不過，為了可靠起見，通常還是按最嚴重的電極形 狀的放電電壓與間隙距離的數(shù)據(jù)來確定設(shè)備與周圍物體的距離，同時還要考慮一 定安全系數(shù)。對于不對稱的電極，例如棒板間隙，棒為正極性電壓時間間隙的放 電電壓最低，故一般均以正極性放電電壓作為確定距離的依據(jù)。工頻放電電壓曲線中，以曲線不對稱間隙為最低。Um與d的關(guān)系可以用下 面的式子近似地表示（此式是歸納各種電極的放電數(shù)據(jù)得出的，d為1-2米時， 放電電壓略偏高）。U.二（0. 16+0.411d-0.225d）兆伏（

21、峰值）（lmWdW9m）U=1274. 06KV 解出 d= 1.43m直流的正極性棒板間隙擊穿電壓U與放電距離的關(guān)系為：U=0. 447d兆伏（d單位為米）故 d=U/0. 447=220 X 10-3/0. 447=0. 492m對于沖擊電流，當電流100KA，電壓220KV,放電距離d=2. 2m。由以上諸式，可以求出對應(yīng)于設(shè)備最高電壓的放電距離。再乘以L1T.3 的裕度系數(shù)，即可確定必要的絕緣距離。如下：工頻試驗變壓器do=l. 5X1. 37=2. 145m直流高壓發(fā)生器“=1.5X0. 492=0.738m沖擊電流發(fā)生器do=1.5X2. 2=3. 3m確定沖擊電壓發(fā)生器本體所需絕

22、緣凈空間距離的方法：沖擊電壓發(fā)生器沿高 度各點的電壓是不同的，應(yīng)查出各電壓對立的距離。再以該點為圓心作圓弧，各 圓弧的包絡(luò)線就設(shè)備絕緣距離的邊沿線。有時，為了降低試驗室的高度，可將發(fā) 生器安裝在深為h的地坑內(nèi)，實驗室的高度可減少h,用類似的方法可以確定其 它設(shè)備的絕緣距離。二、布置高壓試驗設(shè)備確定了試驗設(shè)備對周圍物體應(yīng)有的絕緣距離之后，還應(yīng)考慮設(shè)備的合理布 置，以便在滿足絕緣距離的前提下，設(shè)備所占的面積最小。以串級試驗變壓器為 例，如果作斜向布置，整套設(shè)備及其應(yīng)有的絕緣空間所占的總面積將比直線排列 方式占用的面積小，幾套設(shè)備之間的配合和總的布置，也應(yīng)如此考慮。為了防止無意識地進入危險區(qū)域，所有

23、高壓試驗設(shè)備必須用遮欄圍起來。3. 2確定高壓試驗室的占地面積與高度根據(jù)高壓試驗設(shè)備與周圍物體的絕緣距離及其本體的尺寸，可以確定高壓試 驗室的高度和占地面積。實驗室的主要設(shè)備布置除了要滿足絕緣距離外，還要考慮某些試驗時輔助設(shè) 備的位置，走線是否合理，操作和運輸是否方便。除了辦公室、試區(qū)、電源室 等之外，還要考慮庫房、準備間等。在滿足技術(shù)要求的前提下，還應(yīng)作經(jīng)濟上的 核算，應(yīng)使試驗室的高度不要過高，跨度不要過大，面積不要過大，應(yīng)盡可能節(jié) 約投資。查表，可知各高壓試驗設(shè)備的規(guī)格及尺寸參數(shù)，計算其面積及高度如下：工頻試驗變壓器S=2. 65X2. 65 m2 H=4. 98m直流高壓發(fā)生器 S=(0

24、. 635+0. 378X2) WH=0. 5m沖擊電流發(fā)生器 S= (0. 635+3. 3X2)2H=6. 8m綜合以上數(shù)據(jù)，確定高壓試驗室的尺寸為26X19X10 m34.地網(wǎng)設(shè)計3.1 接地的作用高壓實驗室中的高壓試驗大廳以及它的輔助設(shè)備的房間都應(yīng)有良好的接地 裝置，以保證工作接地和保護接地的需要。工作接地是指為了保證試驗設(shè)備及試 驗系統(tǒng)的正常工作和為了保持系統(tǒng)電位的穩(wěn)定性而設(shè)置的接地，如屏蔽室的接 地、分壓器的接地等。保護接地是指設(shè)備金屬外殼的接地，懸浮金屬物體的接地, 閑置的暫時不用的電容器兩極的短路接地等。它的作用是設(shè)備由于絕緣不良而使 其金屬外殼意外帶電時，可將其對地電壓限制在

25、規(guī)定的安全范圍以內(nèi)，消除或減 小電擊的危險性；另一個作用是消除感應(yīng)電產(chǎn)生的觸電危險性。接地是指通過可 靠的金屬引線，接到接地裝置上去，該接地裝置應(yīng)有足夠小的接地電阻值。高電壓試驗大廳大多在建筑時已裝有屏蔽層，屏蔽層必須良好接地，接地 是為了固定電位，接地電阻不必要追求太小。對于沒有裝設(shè)屏蔽層的高壓試驗大 廳，由于雜散回路的電流會流經(jīng)接地裝置而造成接地點的瞬間電位浮動，所以其 接地電阻最好小于0.5。4. 2接地裝置的實施有屏蔽的試驗室，屏蔽的接地電阻值不必做得太小。CNACL201799文 件要求屏蔽室的接地電阻不高于4。采用一層鋼板拉網(wǎng)做成的屏蔽體，其接地 裝置在條件允許的前提下，接地電阻最

26、好是不高于1。接地裝置有多根垂直接地體(大多用鋼管或角鋼)與水平的扁鋼焊成。它是 一個接地網(wǎng)。鋼管、角鋼、扁鋼要有一定的厚度，以免年久腐蝕及在施工中的損 壞。有關(guān)的尺寸可查閱電工手冊及電機工程手冊。垂直接地體的長度宜取為2m 2.5m,接地體的距離之間的距離可取其長度的2倍左右。接地體上端離地面的距 離不應(yīng)小于0.6m,并應(yīng)處在冰凍層以下。依據(jù)實驗室面積，水平接地體長、寬方向各鋪。一、垂直接地體R= P /2 n i la41/d式中1為接地體長度，d=b/2為接地體直徑，b為扁鋼寬 度。R：=R/ Q n式中n為利用系數(shù)，表示由于電流互相屏蔽而使接地體不能充分 利用的程度，一般取0. 65-

27、0. 8. n為垂直接地體總根數(shù)。R=100/2nx2. 64 In4X2. 61/0. 042=33. 32 QR尸33. 32/0. 8X72=0. 58 Q二、水平接地體P 2 Ji 1 (Inl7dh+A)式中1為接地體總長度，h為接地體埋設(shè)深度，A表示 因受屏蔽影響而使接地體電阻增加的系數(shù)。l=26X6+19X6=270mR3=100/2nx2701n (27070. 042X2+0. 89) =0. 81 Q則總接地電阻R=Ri R：/ Rh RkO. 34 < 0. 4滿足要求。5 .屏蔽設(shè)計5.1 一、屏蔽的作用和原理屏蔽是解決電磁兼容問題的重大措施之一。屏蔽的目的或是要

28、把電磁場的影 響限定在某一范圍之內(nèi)不使外溢，或者是反過來要保護某個給定空間內(nèi)不受外界 電磁場的影響。高電壓試驗室的屏蔽目的是既要把高壓放電時產(chǎn)生的電磁波的影 響限制在試驗室范圍以內(nèi)不對外界產(chǎn)生干擾，同時乂防止附近電臺、高壓變電所 等干擾源發(fā)出的電磁干擾竄入試驗室內(nèi)，以便進行局部放電測量時有較低的背景 噪音水平?？諝獾牟ㄗ杩筞o=12O ng377 n近區(qū)場的反射損耗R=(Zo+Zs產(chǎn)/ (4ZoZs)式中Zs是金屬的波阻抗遠區(qū)場的反射損耗R= (68-10 log 10 (fur/8 r) dB式中Ur是金屬的相對磁導率；S r是金屬的相對導電率進入金屬表面的電磁波，從屏蔽體的外側(cè)界面?zhèn)鞯嚼飩?cè)

29、界面的過程中，將會 產(chǎn)生吸收損耗 A BP A=0.131t V (fur/S r) dB屏蔽體的屏蔽性能以屏蔽效能S來考量，S的定義為：沒有屏蔽體時空間某 點的電場強度Eo （或磁場強度Ho）與有屏蔽體時被屏蔽空間在該點的電場強度 Ei （或磁場強度出）之比值。Se=20 log 10（E0/Ei）； SH=20 log w（H0/Hi）在遠區(qū)電磁場下可認為S=Se=Sh屏蔽效能S的理論值，在當吸收損耗A大于10時，可認為S-R+A,根據(jù) 實驗室認可準則對電磁兼容檢測領(lǐng)域認可的補充要求（CNACL201 7 99） 屏蔽室的屏蔽效能應(yīng)達到如下要求：f=0.014MHzlMHz時，屏蔽效能S

30、> 60dB； f=lMHz1000MHz 時，S > 90Dbo二、高壓試驗室的屏蔽結(jié)構(gòu)高電壓試驗室的尺寸都很大。要求對它的六個面都屏蔽起來，形成一個大的 法拉第籠。目前采用的屏蔽方法有兩種：用金屬網(wǎng)或金屬嵌板。如是混凝土建筑, 可用金屬網(wǎng)做屏蔽。最好是銅網(wǎng)，為節(jié)約起見也可采用鍍鋅鐵絲網(wǎng)，網(wǎng)眼越密越 好，一般采用的網(wǎng)眼為30mm左右。把金屬網(wǎng)固定在四周墻上，然后再抹灰粉刷, 天花板的屏蔽和墻壁一樣，整個地面下也要有屏蔽網(wǎng)，要和接地網(wǎng)連接起來。上 下左右的屏蔽都必須保證焊接起來，如不能連接焊，至少每隔一定距離有一個焊 點。金屬網(wǎng)的連接點也必須焊接，必須保證屏蔽內(nèi)渦流路徑暢通無阻，否

31、則會降 低屏蔽的效能。如果用金屬板墻壁，金屬嵌板便可兼作屏蔽，但要保證金屬嵌板 之間在電氣上良好導通。板的屏蔽效能當然比網(wǎng)好，但為了減少試驗室的回聲， 金屬板應(yīng)有吸音孔，這些孔對屏蔽效果是有損害的。試驗室的門窗應(yīng)有屏蔽。窗 上應(yīng)掛屏蔽網(wǎng)，這個屏蔽網(wǎng)應(yīng)和墻的屏蔽網(wǎng)在電氣上連成一體。門應(yīng)是金屬的， 但門要開閉且門上金屬板和墻的屏蔽能很好接觸，一般采川磷青銅來達到此目 的，并采用一定的結(jié)構(gòu)方式，以保證門、窗的活動部分與墻的屏蔽層的良好連接。為了能獲得低噪音水平，除了把試驗室屏蔽起來，還有防止外部干擾可能通 過管道、線路等竄入室內(nèi)。凡是金屬管道和欄桿等穿過試驗室時都必須與屏蔽連 接好，否則它們會像天線

32、一樣把干擾引入。凡是進入試驗室的配電線要先通過隔 離變壓器和濾波器。電源濾波的好壞，關(guān)系到屏蔽室的屏蔽效能。6 .高壓實驗室的建筑高壓實驗室的尺寸決定于實驗設(shè)備和被試設(shè)備的尺寸及凈空距離的要求。 只有在已知設(shè)備參數(shù)、尺寸大小、凈空距離要求，并作出合理布置后，才能確定 實驗室的長、寬、高。實驗室的長、寬、高與實驗室的電壓等級有直接聯(lián)系，它 反映實驗室的水平，通常在介紹實驗室時也列舉它的尺寸（見附圖）。高電壓實驗室的位置必須坐落在運輸方便的地方，在工廠內(nèi)的高電壓實驗 室位置必須符合工藝流程，不要造成往返運輸。笨重而龐大的試驗設(shè)備應(yīng)能方便 地運進室內(nèi)。實驗室內(nèi)應(yīng)有起重設(shè)備便于裝卸，這點對開展工作有重

33、要影響，但 高電壓實驗室屋頂要懸掛許多絕緣子吊，不便行車開動，所以常常采用單軌吊車 和S形軌道，使吊車能到達實驗室的大部分地點。高電壓實驗室的六面應(yīng)有金屬網(wǎng)或金屬板的屏蔽，尤其要注意門、窗活動 部分的屏蔽連接。為了提高屏蔽效能，可以考慮不裝設(shè)窗戶。在沒有窗戶的條件 下，還有利于在黑暗的狀態(tài)下觀察局部放電及擊穿現(xiàn)象。有些大實驗室是不設(shè)窗 戶的，完全靠人工照明。裝設(shè)窗戶者，窗戶也宜尺寸小一點，裝設(shè)得低一點并應(yīng) 有很好的窗簾以便必要時可以方便地遮光。實驗室比較高大，要注意保溫，工作時室內(nèi)溫度不應(yīng)低于16C,不工作時室內(nèi)最低溫度不應(yīng)低于0。實驗室四周應(yīng)設(shè)觀察走廊?？刂剖业奈恢脩?yīng)使操作者便于觀察全室，尤

34、其 是試品區(qū)。7 .高電壓實驗室的基本安全規(guī)則7.1 實驗前：7.1.1 預習與組織：A、同學必須認真預習實驗內(nèi)容，教師要提問檢查，不預習者不得參加實驗, 實驗前應(yīng)交前次實驗報告。B、每實驗組推選組長一人，組內(nèi)可輪流擔任，并兼安全監(jiān)護人。7.1.2 實驗前的檢查：A、檢查設(shè)備、儀表有無損壞。如有損壞，應(yīng)立即向教師報告。B、檢查接線是否正確。7.1.3 離是否符合規(guī)定，帶電部分與周圍物體的距離必須符合表1規(guī)定。電壓值(kV)距離(cm)交流或直流沖擊100以下303010020060605001801801000350300D、接地和接地桿：接地必須可靠。固定設(shè)備的地線可用扁鋼、銅條或鋁條; 接地桿的接地線須用多股裸線