第五章 絕緣高電壓試驗

為什么要做絕緣的高電壓試驗都需要做哪些高電壓試驗如何測量高電壓有哪些注意事項第五章絕緣的高電壓試驗5.1工頻高電壓試驗5.2直流高電壓試驗5.3沖擊高電壓試驗5.4高電壓測量技術(shù)第五章絕緣的高電壓試驗5.1工頻高電壓試驗工頻高電壓的產(chǎn)生T.O.BTR1試驗變壓器被試品5.1工頻高電壓試驗工頻高電壓的產(chǎn)生單套管試驗變壓器額定輸出電壓:300kV5.1工頻高電壓試驗工頻高電壓的產(chǎn)生雙套管試驗變壓器額定輸出電壓:750kV5.1工頻高電壓試驗工頻高電壓的產(chǎn)生要求及特點：1.容量要求：2.運行時間要求：試驗變壓器沒有復雜的冷卻系統(tǒng)，絕緣裕度小，散熱條件差。額定試驗電壓下不能長期工作。3.自身絕緣的特點：與電力變壓器相比裕度不大。與電力變壓器相比，漏抗較大，短路電流小，節(jié)省制造費用。輸出波形盡量為正、負半周對稱的正弦波形。5.1工頻高電壓試驗工頻高電壓的產(chǎn)生試驗變壓器串級裝置串級裝置容量利用率：兩臺單套管變壓器組合5.1工頻高電壓試驗工頻高電壓的產(chǎn)生試驗變壓器串級裝置三臺雙套管變壓器組合5.1工頻高電壓試驗串級工頻試驗變壓器5.1工頻高電壓試驗戶外串級工頻試驗變壓器5.1工頻高電壓試驗工頻高電壓的產(chǎn)生補充知識串聯(lián)諧振試驗裝置CRL串聯(lián)諧振裝置的等效電路串聯(lián)諧振方法的優(yōu)點：1）試驗回路對基波頻率產(chǎn)生諧振，因而波形的畸變?。?）被試品發(fā)生擊穿時諧振條件被破壞，串聯(lián)電抗器限制短路電流，故絕緣擊穿處的電弧不會將故障點擴大。

5.1工頻高電壓試驗工頻高壓試驗方法試驗電路解析T.O.QBTR1R2工頻高壓試驗的一般線路圖調(diào)壓器試驗變壓器保護電阻（保護球隙）保護電阻（限流限壓）球間隙被試品5.2直流高電壓試驗為什么要進行直流高壓試驗直流耐壓試驗（一些大容量的交流設(shè)備，如油紙絕緣電力電纜，也常用來代替交流耐壓試驗；高壓直流輸電設(shè)備耐壓試驗）；特高壓直流輸電線路，直流輸電技術(shù)的發(fā)展。沖擊電壓發(fā)生器和沖擊電流發(fā)生器等的直流高壓電源。5.2直流高電壓試驗直流高壓的產(chǎn)生1.半波整流回路和直流高壓設(shè)備的基本參數(shù)T---工頻室驗變壓器C---濾波電容器D---整流元件(高壓硅堆)R---保護電阻Umax、Umin、Ud---試品輸出直流電壓的最大值、最小值、算術(shù)平方值

TDRCRxT半波整流電路及輸出電壓波形圖（1）半波整流回路utUminUmaxUTt1t25.2直流高電壓試驗直流高壓的產(chǎn)生1.半波整流回路和直流高壓設(shè)備的基本參數(shù)（2）直流高壓試驗設(shè)備的基本技術(shù)參數(shù)1）輸出的額定直流電壓（算術(shù)平均值）Ud2）相應的額定直流電流（平均值）Id3）電壓脈動系數(shù)（亦稱紋波系數(shù)）S<5%

對于半波整流電路dUuSd=5.2直流高電壓試驗直流高壓的產(chǎn)生2.倍壓整流回路二倍壓三倍壓(a)(b)(c)5.2直流高電壓試驗直流高壓的產(chǎn)生2.倍壓整流回路1230C1常用倍壓電路C2工作原理：1）當電源為負時，硅堆D1截止，D2導通，電源經(jīng)D2、R對電容C1充電，C1最高充電電壓可達UTm；2）當電源電壓升高時，1點電位也抬高，D2截止，D1導通，電源經(jīng)C1向C2充電，2點電位逐漸升高。5.2直流高電壓試驗直流高壓的產(chǎn)生3.串級直流高壓發(fā)生器原理5.2直流高電壓試驗直流高壓的產(chǎn)生3.串級直流發(fā)生器實用電路原理圖串級直流高壓發(fā)生器原理圖減小電壓脈動系數(shù)的方法：1）減小串接級數(shù)；2）增加每級電容器的電容量；3）提高電源頻率。5.2直流高電壓試驗直流高壓試驗的特點(1)

試驗設(shè)備的容量較小。特別是采用電力電子變換的高頻電源后，整套直流耐壓試驗裝置的體積、重量大大減小，便于現(xiàn)場進行試驗；(2)在試驗時可以同時測量泄漏電流，能適當?shù)仫@示絕緣內(nèi)部的集中性缺陷或受潮，提供有關(guān)絕緣狀態(tài)的補充信息；(3)在某種程度上帶有非破壞性試驗的性質(zhì)，在直流高壓下，局部放電較弱，不會加快有機絕緣材料分解或老化；(4)對交流電氣設(shè)備絕緣的考驗不如交流試驗那樣接近實際情況。對于絕大多數(shù)組合絕緣來說，它們在直流電壓下的電氣強度遠高于交流電壓下的電氣強度，因而交流電氣設(shè)備的直流耐壓試驗必須提高試驗電壓，才能具有等效性。5.2直流高電壓試驗5.3沖擊高電壓試驗沖擊高電壓的產(chǎn)生沖擊電壓：（雷電沖擊電壓、操作沖擊電壓）持續(xù)短、電壓上升速度快，緩慢下降的暫態(tài)電壓。由波頭時間、波尾時間、峰值和極性來表示。非周期雙指數(shù)波（雷電/操作）；衰減振蕩波（操作）POO’TfCFTttUxyz標準雷電沖擊電壓：1.2/50[s]標準操作沖擊電壓：250/2500[s]

5.3沖擊高電壓試驗沖擊高電壓的產(chǎn)生在波前范圍：在波尾時間：非周期雙指數(shù)波5.3沖擊高電壓試驗沖擊高電壓的產(chǎn)生充電電路放電電路5.3沖擊高電壓試驗沖擊高電壓的產(chǎn)生形成沖擊電壓波形的基本回路5.3沖擊高電壓試驗沖擊高電壓的產(chǎn)生高效回路常用回路5.3沖擊高電壓試驗沖擊高電壓的產(chǎn)生多級沖擊電壓發(fā)生器回路5.3沖擊高電壓試驗沖擊高電壓的產(chǎn)生充電回路工作過程5.3沖擊高電壓試驗沖擊高電壓的產(chǎn)生放電回路工作過程并聯(lián)充電，串聯(lián)放電點火方式自啟動專用設(shè)備5.3沖擊高電壓試驗沖擊高壓波形的近似計算波前時間T1半峰時間T25.3沖擊高電壓試驗戶內(nèi)400kV沖擊電壓發(fā)生器5.3沖擊高電壓試驗5.3沖擊高電壓試驗操作沖擊電壓波形的產(chǎn)生非周期性雙指數(shù)沖擊波

(1).波前電阻增大，發(fā)生器整體效率較低（0.5~0.6)。

(2).需考慮放電電阻R對波形及發(fā)生器效率的影響。二.衰減振蕩波

(1).在試驗變壓器原邊產(chǎn)生衰減振蕩波RLC回路。

(2).依比例變至副邊，供給試驗用。5.3沖擊高電壓試驗沖擊電壓試驗方法內(nèi)絕緣雷電沖擊：三次沖擊法（三次正極性、三次負極性）?；芈凡⒙?lián)保護球隙（球隙擊穿電壓整定為試驗電壓峰值的1.05-1.2倍）二.外絕緣沖擊高壓試驗：15次沖擊法，對被試品施加正、負極性沖擊試驗電壓各15次，相鄰兩次沖擊的時間間隔不小于1分鐘。每組（15次）試驗中，擊穿或閃絡(luò)次數(shù)不超過2次，即認為合格。5.4高電壓測量技術(shù)球隙垂直型標準測量球隙

擊穿時延小(伏秒特性平坦），放電電壓分散性小。

沖擊系數(shù)約為1，U50%與靜態(tài)擊穿電壓的幅值幾乎相等。

受濕度影響小。

可以直接測量數(shù)兆伏的高壓。d/D<=0.75，過大不適用。5.4高電壓測量技術(shù)球隙5.4高電壓測量技術(shù)靜電電壓表

原理：分別帶正、負電荷的導體間存在著靜電吸引力，吸引力的大小與兩導體間的電位差的平方成正比，測量此靜電力的大小或是由靜電力產(chǎn)生的某一極板的位移（或偏轉(zhuǎn)）從而反映所加電壓大小。Sfl測量的是均值/有效值可以直接測量高壓，量程的上限可達250kV/600kV5.4高電壓測量技術(shù)靜電電壓表5.4高電壓測量技術(shù)峰值電壓表電容器電流整流法12ciVfC=半波整流：IdCDVA電容器充電電壓法12dmUUTRC=-5.4高電壓測量技術(shù)分壓器U2U1Z1Z2電阻分壓器分壓比應用場合直流、交流、沖擊5.4高電壓測量技術(shù)分壓器分壓比應用場合交流、沖擊C2C1U1U2電容分壓器5.4高電壓測量技術(shù)分壓器結(jié)構(gòu)類型C2C1U1U2電容分壓器（1）分布式電容分壓器，它的高壓臂有多個電容器元件串聯(lián)組裝而成，要求每個元件盡可能為純電容，介質(zhì)損耗和電感盡可能小。（2）集中式電容分壓器，它的高壓臂使用一個氣體介質(zhì)的高壓標準電容器。5.4高電壓測量技術(shù)示波器示波器U2U1Z1Z2分壓器5.4高電壓測量技術(shù)測量方法綜述方法測量值適用場合球隙峰值交、直、沖靜電電壓表均值(有效值）交、直峰值電壓表峰值交、沖電阻分壓器峰值/有效值交、直、沖電容分壓器峰值/有效值交、沖本