高壓試驗(yàn)室課程設(shè)計(jì)及論大學(xué)生寫作能力

1.緒論高電壓技術(shù)的發(fā)展始于上個(gè)世紀(jì)初，隨著電力工業(yè)的發(fā)展，高壓遠(yuǎn)距離輸電的電壓等級(jí)在不斷提高，這對(duì)高電壓技術(shù)的發(fā)展有很大的促進(jìn)作用。此外直流輸電的發(fā)展，也對(duì)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(lái)說(shuō)，高電壓技術(shù)著重研究的是高電場(chǎng)強(qiáng)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(duì)微電子學(xué)也是很重要的。研究高電壓技術(shù)的目的是為了實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。在運(yùn)行條件下，電氣設(shè)備和輸電線路的絕緣不但長(zhǎng)期處于工作電壓之下，而且會(huì)受到短時(shí)作用的過(guò)電壓，如由雷電引起的雷電過(guò)電壓和由于電力系統(tǒng)中操作或事故引起的過(guò)電壓。所以絕緣必須耐受工作電壓的長(zhǎng)期作用，并耐受可能出現(xiàn)的過(guò)電壓，才能保證設(shè)備的工作可靠性。要做到這一點(diǎn)，必須從兩個(gè)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(guò)電壓。為了檢驗(yàn)絕緣是否具有應(yīng)有的耐受電壓水平，必須按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)絕緣進(jìn)行試驗(yàn)。對(duì)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(yàn)在這個(gè)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(xué)和科研工作中的許多問(wèn)題，試驗(yàn)技術(shù)是必不可少的。高電壓技術(shù)課程設(shè)計(jì)是學(xué)習(xí)高電壓技術(shù)理論的重要環(huán)節(jié)，其目的在于通過(guò)設(shè)計(jì)高壓實(shí)驗(yàn)室，使同學(xué)們掌握高壓實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)過(guò)程，熟悉高壓試驗(yàn)設(shè)備，了解高壓實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展?fàn)顩r。設(shè)計(jì)內(nèi)容主要是闡述高壓實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)的基本原則、要求、步驟和計(jì)算方法，并介紹了設(shè)計(jì)常用圖表、常用的試驗(yàn)設(shè)備的及經(jīng)濟(jì)資料。同時(shí)，還結(jié)合書中各章節(jié)介紹了有關(guān)的設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程、規(guī)定。本設(shè)計(jì)是配合《高電壓絕緣》、《高電壓試驗(yàn)技術(shù)》、《電力系統(tǒng)過(guò)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(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)參考資料》。本設(shè)計(jì)內(nèi)容共分四部分，分別是：實(shí)驗(yàn)設(shè)備選擇；高壓實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)；地網(wǎng)設(shè)計(jì)和屏蔽設(shè)計(jì)。2.實(shí)驗(yàn)設(shè)備的選擇設(shè)計(jì)2.1確定高壓試驗(yàn)項(xiàng)目高壓試驗(yàn)主要是對(duì)絕緣介質(zhì)進(jìn)行試驗(yàn)，絕緣介質(zhì)包括氣體、液體、固體或幾種介質(zhì)組合的絕緣。對(duì)絕緣介質(zhì)，一般可看成一個(gè)等值的電容性試品。因此，其試驗(yàn)項(xiàng)目可歸納為：（1）無(wú)破壞型的檢查試驗(yàn)：絕緣電阻的測(cè)量，泄漏電流的測(cè)量，吸收比試驗(yàn)，測(cè)介質(zhì)損耗因數(shù)（tanδ），測(cè)量絕緣內(nèi)部的局部放電，絕緣油試驗(yàn)；（2）耐壓試驗(yàn)：工頻耐壓試驗(yàn)、雷電沖擊耐壓試驗(yàn)和操作沖擊耐壓試驗(yàn)。（3）在運(yùn)行電壓下的在線監(jiān)測(cè)：對(duì)電氣設(shè)備絕緣的溫度測(cè)量（如熱像儀），對(duì)絕緣油進(jìn)行溶解氣體的色譜分析，局部放電量及放電部位的測(cè)試和介質(zhì)損耗因數(shù)及泄漏電流的測(cè)試等。（4）研究性試驗(yàn)額定電壓選擇220KV產(chǎn)品的雷電沖擊試驗(yàn)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?cái)嗬纂姏_擊耐受電壓（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(yàn)電壓，考慮為研究試驗(yàn)取裕度系數(shù)1.3，長(zhǎng)期工作時(shí)沖擊電壓發(fā)生器會(huì)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(biāo)稱電壓應(yīng)不低于U1=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(yàn)和整卷電纜試驗(yàn)，就數(shù)互感器的電容較大，約1000PF，沖擊電壓發(fā)生器的對(duì)地雜散電容和高壓引線及球隙等的電容估計(jì)為500PF，電容分壓器的電容估計(jì)為600PF，則總的負(fù)荷電容為C2=1000+500+600=2100PF,如按沖擊電容為負(fù)荷電容的10倍來(lái)估計(jì)，約需沖擊電容為C1=10C2≈21000PF三、電容器選擇從國(guó)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。型號(hào)額定電壓/KV試驗(yàn)電壓/KV電容/μF外形尺寸/mm重量/Kg外殼MY220-0.12202490.1φ635X85361瓷殼用此種電容器6級(jí)串聯(lián)，標(biāo)稱電壓可達(dá)660KV，基本上滿足上述要求，每級(jí)由1個(gè)電容器并聯(lián)，使沖擊電容C1=0.2/6=0.0333μF，此值>10C2，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、沖擊電壓發(fā)生器主要參數(shù)標(biāo)稱電壓U1=110X6=660KV沖擊電容C1=0.0333μF標(biāo)稱能量Wn=C1U12/2=0.0333X6602=7.26KJ六、波前電阻和波段電阻的計(jì)算當(dāng)試品電容約為1000PF，負(fù)荷總電容為2100PF，波前時(shí)間Tf=1.2μs=3.24RfXC1C2/(C1+C2)=3.24XRfX0.0333X0.0021/(0.0333+0.0021)求出Rf=187.5Ω,每級(jí)rf=Rf/6=31.25Ω。在考慮回路電感影響時(shí)，采用下式進(jìn)行計(jì)算，即Tf=2.33RfXC1C2/(C1+C2)則可得：Rf=260.71Ωrf=43.45Ω半峰值時(shí)間與參數(shù)的關(guān)系，按下式計(jì)算。半峰值時(shí)間Tt=50μS=0.693Rt（0.0333μF+0.0021μF）Rt=2038Ωrt=Rt/6=340Ω七、沖擊電壓發(fā)生器的效率η=C1/(C1+C2)=0.0333/(0.0333+0.0021)=0.94此值比原估計(jì)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(hù)電阻的選擇要求C（R+rf）≥（10-20）Crt得R≥20rt-rf=20X340-31.25≈6769Ω取R=10kΩ，每根充電電阻的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度應(yīng)能耐受110KV，如取保護(hù)電阻r為充電電阻R的40倍，則保護(hù)電阻為400KΩ。九、充電時(shí)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(jiǎn)單整流充電的計(jì)算法，但仍考慮到電容C的另一側(cè)為rt及rf，它們遠(yuǎn)小于充電電阻R。此外還應(yīng)考慮倍壓回路第一個(gè)回路中的保護(hù)電阻，r0的作用，充電至0.9倍壓時(shí)，T充=15(r0+r+nR/2)XnC，設(shè)r0=r則T充=15X(400+400+6X10/2)X6X0.21=15S,實(shí)際上還存在充電回路中C0的影響，它可使充電時(shí)間增加一些，可估計(jì)充電T充為20s。十、變壓器選擇根據(jù)P=2.5nCU02/t充并加大安全系數(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=42.78KV所以，選擇國(guó)產(chǎn)試驗(yàn)變壓器，型號(hào)為YD—3/50，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(shí)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(jì)算，實(shí)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(jì)算，現(xiàn)只能根據(jù)充電變壓器輸出的電流（有效值）來(lái)選擇硅堆額定電流，電流的有效值是大于平均值的，In=2.175KVA/（55KV/√2）=0.0495,因此,選擇硅堆的額定電流為0.05A,選擇由2支2DL—150/0.05串聯(lián)組成1個(gè)整流器。十二、球隙直徑的選擇查球隙放電標(biāo)準(zhǔn)表找到最接近并小于硅堆反應(yīng)電壓峰值的電壓值，得到Φ100mm，球隙在間隙距離為45mm時(shí)的放電電壓為115KV，故選Φ100mm，銅球7對(duì)。2.2直流高壓變壓器一般用整流設(shè)備來(lái)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(gè)保護(hù)電阻R，這是為了限制試品（或電容器C）發(fā)生擊穿或閃絡(luò)時(shí)以及當(dāng)電源的電容器C突然充電時(shí)通過(guò)高壓硅堆和變壓器電流，以免損壞高壓硅堆和變壓器，當(dāng)然對(duì)于在試驗(yàn)中因瞬態(tài)過(guò)程引起的過(guò)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(guò)硅堆的事故電流（峰值）不超過(guò)允許的瞬時(shí)過(guò)載電流（峰值）Ism串級(jí)直流高電壓發(fā)生器主要用于檢測(cè)各種絕緣材料在直流高電壓作用下的性能，長(zhǎng)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(jī)組）的絕緣性能試驗(yàn)，測(cè)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(jìn)行直流高壓試驗(yàn)；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)生器本體、充電裝置、直流電阻分壓器、調(diào)壓器、保護(hù)電阻和控制臺(tái)等。高壓硅堆的選擇額定反峰電壓值Ur，即二級(jí)管截止時(shí)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(shí)應(yīng)使Ur滿足Ur＞√2Ut+（1+s）Ud=√2*10+（1+0.03）*220=531.72KV其中Ut為工頻試驗(yàn)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(gè)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=50ma二、電容器的選擇根據(jù)公式S=δu/Ud=Id/2fCUd當(dāng)工頻電源f=50Hz時(shí)C=Id/2fsUd=50X10-3/2X50X0.03X220X103=0.075μF所以選擇MY220-0.2瓷殼高壓脈沖電容器比較合適.三、保護(hù)電阻的選擇根據(jù)R=2√UT/ISM式中ISM是根據(jù)硅堆的過(guò)載特性曲線所確定的短時(shí)允許的過(guò)電流峰值一般高壓硅堆0.5S過(guò)載電流值ISM為其額定電流平均值If的20-50倍左右，顯然If≥Id,則R/Rx≈0.02-0.05，故R=2X√220X103/20X0.1=0.47Ω,取R=1KΩ在進(jìn)行直流高壓試驗(yàn)時(shí)常在C和Rx間再串一個(gè)電阻R,，這是為了防止Rx發(fā)生的閃絡(luò)或擊穿時(shí)，C被完全短路放電而破壞，且試驗(yàn)結(jié)束時(shí)可用接地桿通過(guò)R,將C上殘余電荷泄放掉，R,選數(shù)千歐即可，則可取R,=5KΩ2.4工頻試驗(yàn)變壓器高電壓試驗(yàn)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(yàn)其在長(zhǎng)時(shí)的工作電壓及瞬時(shí)的內(nèi)過(guò)電壓下是否能可靠工作。另外，它也是試驗(yàn)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(zhǎng)串絕緣子的閃絡(luò)電壓以及帶電作業(yè)等項(xiàng)目的必須的高壓電源設(shè)備。利用高壓試驗(yàn)變壓器還可以產(chǎn)生“長(zhǎng)波前”類型的操作波。因此工頻試驗(yàn)變壓器除了產(chǎn)生工頻試驗(yàn)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(lái)產(chǎn)生操作波試驗(yàn)電壓。試驗(yàn)變壓器在運(yùn)行條件方面比電力變壓器有利，而在重要性方面則不如電力變壓器，所以設(shè)計(jì)時(shí)采用較小的安全系數(shù)。其試驗(yàn)電壓較低，設(shè)計(jì)溫升較低，故在額定功率下只能短時(shí)運(yùn)行。成套設(shè)備包括：工頻試驗(yàn)變壓器本體，調(diào)壓器，保護(hù)電阻，分壓器，靜電電壓表，測(cè)量球隙等。下圖為用單級(jí)試驗(yàn)變壓器組成的工頻高壓試驗(yàn)的基本線路。調(diào)壓器用來(lái)調(diào)節(jié)工頻試驗(yàn)電壓的大小和升降速度，試驗(yàn)變壓器用來(lái)升高電壓供給被試品所需的高電壓。球隙測(cè)壓器用來(lái)測(cè)量高電壓，R1用來(lái)限制被試品放電時(shí)試驗(yàn)變壓器的短路電流不超過(guò)允許值和高壓繞組的電壓梯度不超過(guò)危險(xiǎn)值，R2用來(lái)限制球隙放電時(shí)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(jì)的一般規(guī)定確定高壓試驗(yàn)變壓器的額定電壓，即不論是交流、直流還是沖擊發(fā)生器，其額定電壓與試驗(yàn)電壓之間都有用到下面關(guān)系式：UN=K1K2K3UW。式中UN為實(shí)驗(yàn)設(shè)備的額定電壓，UW為被試設(shè)備的實(shí)驗(yàn)電壓（耐受壓）K1為絕緣研究裕度系數(shù)，比系數(shù)大于1，因?yàn)樵囼?yàn)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(yàn)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(yàn)設(shè)備帶上試品負(fù)載后電壓會(huì)減低的大于1的系數(shù)，查表得K1，K2，K3，UM的值，則UN=K1K2K3UW=1.4X1.3X1.0.X495=900.9KV二、容量的選擇因?yàn)樵嚻反蠖酁殡娙菪缘模?dāng)知道試品的電容量（查表）及所加的試驗(yàn)電壓值，以便計(jì)算出試驗(yàn)電流計(jì)所需的變壓器的容量：試驗(yàn)電流：IS=WCUx10-9=100πX1500X495X10-9=2.333所需變壓器容量PS=WCU2X10-9=100Πx15000X495X10-9=1154.65KVA式中U為所加的試驗(yàn)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(yàn)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(dǎo)電流，局部放電和預(yù)放電電流，且仍能維持足夠穩(wěn)定的電壓。三、保護(hù)電阻的選擇保護(hù)電阻的用來(lái)防止試品放電時(shí)所放生的電壓截波對(duì)變壓器繞組縱絕緣的損傷，同時(shí)它也起著抑制試品閃絡(luò)時(shí)造成的恢復(fù)過(guò)電壓的作用和限制過(guò)電壓的作用，保護(hù)電阻的阻值一般由實(shí)驗(yàn)變壓器T供給嗎，它的保守系數(shù)值可按0.1Ω/V選擇，但不超過(guò)100KΩ，它由金屬電阻絲繞成，在環(huán)境溫度可保持高于00C可在采用水電阻，其長(zhǎng)度可按每米150KV—200KV(有效值)選取，取R=50KΩ.3.高壓試驗(yàn)室的設(shè)計(jì)3.1試驗(yàn)設(shè)備的絕緣距離及設(shè)備擺放一、確定高壓試驗(yàn)設(shè)備與周圍物體的絕緣距離根據(jù)高壓試驗(yàn)室中主要設(shè)備的絕緣距離，合理擺放試驗(yàn)設(shè)備以減少高壓試驗(yàn)室的占地面積。首先就要確定高壓試驗(yàn)設(shè)備與周圍物體的絕緣距離。高壓試驗(yàn)設(shè)備及與它相連的高壓引線、測(cè)量裝置，不應(yīng)在工作時(shí)對(duì)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(yàn)設(shè)備與上述物體之間應(yīng)有的絕緣距離。我們知道，間隙的放電電壓與電極的形狀有關(guān)。試驗(yàn)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(chǎng)分布的屏蔽電極裝在高壓端。不過(guò)，為了可靠起見(jiàn)，通常還是按最嚴(yán)重的電極形狀的放電電壓與間隙距離的數(shù)據(jù)來(lái)確定設(shè)備與周圍物體的距離，同時(shí)還要考慮一定安全系數(shù)。對(duì)于不對(duì)稱的電極，例如棒板間隙，棒為正極性電壓時(shí)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(duì)稱間隙為最低。Umm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(shí)，放電電壓略偏高）。Um=(0.16+0.411d-0.225d2)兆伏（峰值）（1m≤d≤9m）Um=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=220×10-3/0.447=0.492m對(duì)于沖擊電流，當(dāng)電流100KA，電壓220KV，放電距離d=2.2m。由以上諸式，可以求出對(duì)應(yīng)于設(shè)備最高電壓的放電距離。再乘以1.1-1.3的裕度系數(shù)，即可確定必要的絕緣距離。如下：工頻試驗(yàn)變壓器d0=1.5×1.37=2.145m直流高壓發(fā)生器d0=1.5×0.492=0.738m沖擊電流發(fā)生器d0=1.5×2.2=3.3m確定沖擊電壓發(fā)生器本體所需絕緣凈空間距離的方法：沖擊電壓發(fā)生器沿高度各點(diǎn)的電壓是不同的，應(yīng)查出各電壓對(duì)立的距離。再以該點(diǎn)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(shí)，為了降低試驗(yàn)室的高度，可將發(fā)生器安裝在深為h的地坑內(nèi)，實(shí)驗(yàn)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(yàn)設(shè)備確定了試驗(yàn)設(shè)備對(duì)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(jí)試驗(yàn)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(wú)意識(shí)地進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域，所有高壓試驗(yàn)設(shè)備必須用遮欄圍起來(lái)。3.2確定高壓試驗(yàn)室的占地面積與高度根據(jù)高壓試驗(yàn)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(yàn)室的高度和占地面積。實(shí)驗(yàn)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(yàn)時(shí)輔助設(shè)備的位置，走線是否合理，操作和運(yùn)輸是否方便。除了辦公室、試區(qū)、電源室等之外，還要考慮庫(kù)房、準(zhǔn)備間等。在滿足技術(shù)要求的前提下，還應(yīng)作經(jīng)濟(jì)上的核算，應(yīng)使試驗(yàn)室的高度不要過(guò)高，跨度不要過(guò)大，面積不要過(guò)大，應(yīng)盡可能節(jié)約投資。查表，可知各高壓試驗(yàn)設(shè)備的規(guī)格及尺寸參數(shù)，計(jì)算其面積及高度如下：工頻試驗(yàn)變壓器S=2.65X2.65m2H=4.98m直流高壓發(fā)生器S=(0.635+0.378X2)2m2H=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(yàn)室的尺寸為26X19X10m34.地網(wǎng)設(shè)計(jì)4.1接地的作用高壓實(shí)驗(yàn)室中的高壓試驗(yàn)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(hù)接地的需要。工作接地是指為了保證試驗(yàn)設(shè)備及試驗(yàn)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(hù)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(shí)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(shí)，可將其對(duì)地電壓限制在規(guī)定的安全范圍以內(nèi)，消除或減小電擊的危險(xiǎn)性；另一個(gè)作用是消除感應(yīng)電產(chǎn)生的觸電危險(xiǎn)性。接地是指通過(guò)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(yàn)大廳大多在建筑時(shí)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(duì)于沒(méi)有裝設(shè)屏蔽層的高壓試驗(yàn)大廳，由于雜散回路的電流會(huì)流經(jīng)接地裝置而造成接地點(diǎn)的瞬間電位浮動(dòng)，所以其接地電阻最好小于0.5。4.2接地裝置的實(shí)施有屏蔽的試驗(yàn)室，屏蔽的接地電阻值不必做得太小。CNACL201—7—99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(gè)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(cè)及電機(jī)工程手冊(cè)。垂直接地體的長(zhǎng)度宜取為2m～2.5m，接地體的距離之間的距離可取其長(zhǎng)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(shí)驗(yàn)室面積，水平接地體長(zhǎng)、寬方向各鋪。一、垂直接地體R=ρ/2πιln4l/d式中l(wèi)為接地體長(zhǎng)度，d=b/2為接地體直徑，b為扁鋼寬度。R1=R/ηn式中η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0.65-0.8.n為垂直接地體總根數(shù)。R=100/2Πx2.64㏑4X2.64/0.042=33.32ΩR1=33.32/0.8X72=0.58Ω二、水平接地體R2=ρ2πl(wèi)（㏑l2/dh+A）式中l(wèi)為接地體總長(zhǎng)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=270mR2=100/2Πx270㏑（2702/0.042X2+0.89）=0.81Ω則總接地電阻R=R1R2/R1+R2=0.34﹤0.4滿足要求。5.屏蔽設(shè)計(jì)5.1一、屏蔽的作用和原理屏蔽是解決電磁兼容問(wèn)題的重大措施之一。屏蔽的目的或是要把電磁場(chǎng)的影響限定在某一范圍之內(nèi)不使外溢，或者是反過(guò)來(lái)要保護(hù)某個(gè)給定空間內(nèi)不受外界電磁場(chǎng)的影響。高電壓試驗(yàn)室的屏蔽目的是既要把高壓放電時(shí)產(chǎn)生的電磁波的影響限制在試驗(yàn)室范圍以內(nèi)不對(duì)外界產(chǎn)生干擾，同時(shí)又防止附近電臺(tái)、高壓變電所等干擾源發(fā)出的電磁干擾竄入試驗(yàn)室內(nèi)，以便進(jìn)行局部放電測(cè)量時(shí)有較低的背景噪音水平?？諝獾牟ㄗ杩筞0=120π≈377π近區(qū)場(chǎng)的反射損耗R=(Z0+ZS)2/（4Z0ZS）式中ZS是金屬的波阻抗遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)的反射損耗R=（68-10㏒10（fur/δr）dB式中Ur是金屬的相對(duì)磁導(dǎo)率；δr是金屬的相對(duì)導(dǎo)電率進(jìn)入金屬表面的電磁波，從屏蔽體的外側(cè)界面?zhèn)鞯嚼飩?cè)界面的過(guò)程中，將會(huì)產(chǎn)生吸收損耗A，即A=0.131t√（fur/δr）dB屏蔽體的屏蔽性能以屏蔽效能S來(lái)考量，S的定義為：沒(méi)有屏蔽體時(shí)空間某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E0（或磁場(chǎng)強(qiáng)度H0）與有屏蔽體時(shí)被屏蔽空間在該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E1（或磁場(chǎng)強(qiáng)度H1）之比值。SE=20㏒10（E0/E1）；SH=20㏒10（H0/H1）在遠(yuǎn)區(qū)電磁場(chǎng)下可認(rèn)為S=SE=SH屏蔽效能S的理論值，在當(dāng)吸收損耗A大于10dB時(shí)，可認(rèn)為S≈R+A，根據(jù)《實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可準(zhǔn)則》對(duì)電磁兼容檢測(cè)領(lǐng)域認(rèn)可的補(bǔ)充要求（CNACL201－7－99）屏蔽室的屏蔽效能應(yīng)達(dá)到如下要求：f=0.014MHZ—1MHZ時(shí)，屏蔽效能S﹥60dB；f=1MHZ—1000MHZ時(shí)，S﹥90Db。二、高壓試驗(yàn)室的屏蔽結(jié)構(gòu)高電壓試驗(yàn)室的尺寸都很大。要求對(duì)它的六個(gè)面都屏蔽起來(lái)，形成一個(gè)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(jiàn)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(gè)地面下也要有屏蔽網(wǎng)，要和接地網(wǎng)連接起來(lái)。上下左右的屏蔽都必須保證焊接起來(lái)，如不能連接焊，至少每隔一定距離有一個(gè)焊點(diǎn)。金屬網(wǎng)的連接點(diǎn)也必須焊接，必須保證屏蔽內(nèi)渦流路徑暢通無(wú)阻，否則會(huì)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(dǎo)通。板的屏蔽效能當(dāng)然比網(wǎng)好，但為了減少試驗(yàn)室的回聲，金屬板應(yīng)有吸音孔，這些孔對(duì)屏蔽效果是有損害的。試驗(yàn)室的門窗應(yīng)有屏蔽。窗上應(yīng)掛屏蔽網(wǎng)，這個(gè)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(kāi)閉且門上金屬板和墻的屏蔽能很好接觸，一般采用磷青銅來(lái)達(dá)到此目的，并采用一定的結(jié)構(gòu)方式，以保證門、窗的活動(dòng)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(yàn)室屏蔽起來(lái)，還有防止外部干擾可能通過(guò)管道、線路等竄入室內(nèi)。凡是金屬管道和欄桿等穿過(guò)試驗(yàn)室時(shí)都必須與屏蔽連接好，否則它們會(huì)像天線一樣把干擾引入。凡是進(jìn)入試驗(yàn)室的配電線要先通過(guò)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(shí)驗(yàn)室的建筑高壓實(shí)驗(yàn)室的尺寸決定于實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室的長(zhǎng)、寬、高。實(shí)驗(yàn)室的長(zhǎng)、寬、高與實(shí)驗(yàn)室的電壓等級(jí)有直接聯(lián)系，它反映實(shí)驗(yàn)室的水平，通常在介紹實(shí)驗(yàn)室時(shí)也列舉它的尺寸（見(jiàn)附圖）。高電壓實(shí)驗(yàn)室的位置必須坐落在運(yùn)輸方便的地方，在工廠內(nèi)的高電壓實(shí)驗(yàn)室位置必須符合工藝流程，不要造成往返運(yùn)輸。笨重而龐大的試驗(yàn)設(shè)備應(yīng)能方便地運(yùn)進(jìn)室內(nèi)。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)應(yīng)有起重設(shè)備便于裝卸，這點(diǎn)對(duì)開(kāi)展工作有重要影響，但高電壓實(shí)驗(yàn)室屋頂要懸掛許多絕緣子串，不便行車開(kāi)動(dòng)，所以常常采用單軌吊車和S形軌道，使吊車能到達(dá)實(shí)驗(yàn)室的大部分地點(diǎn)。高電壓實(shí)驗(yàn)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(dòng)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(méi)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(shí)驗(yàn)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(diǎn)，裝設(shè)得低一點(diǎn)并應(yīng)有很好的窗簾以便必要時(shí)可以方便地遮光。實(shí)驗(yàn)室比較高大，要注意保溫，工作時(shí)室內(nèi)溫度不應(yīng)低于16℃，不工作時(shí)室內(nèi)最低溫度不應(yīng)低于0℃。實(shí)驗(yàn)室四周應(yīng)設(shè)觀察走廊。控制室的位置應(yīng)使操作者便于觀察全室，尤其是試品區(qū)。7.高電壓實(shí)驗(yàn)室的基本安全規(guī)則7.1實(shí)驗(yàn)前：7.1.1預(yù)習(xí)與組織：A、同學(xué)必須認(rèn)真預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，教師要提問(wèn)檢查，不預(yù)習(xí)者不得參加實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)交前次實(shí)驗(yàn)報(bào)告。B、每實(shí)驗(yàn)組推選組長(zhǎng)一人，組內(nèi)可輪流擔(dān)任，并兼安全監(jiān)護(hù)人。7.1.2實(shí)驗(yàn)前的檢查：A、檢查設(shè)備、儀表有無(wú)損壞。如有損壞，應(yīng)立即向教師報(bào)告。B、檢查接線是否正確。C、安全距離是否符合規(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3030100——20060605001801801000350300D、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牢固地接在地線帶上。實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)將接地桿從高壓端取下。凡不參與實(shí)驗(yàn)的設(shè)備，外殼均需接地，尤其是電容器，應(yīng)短路接地。E、遮攔與連鎖：做高壓試驗(yàn)，必須要有遮攔，我們實(shí)驗(yàn)室均設(shè)有接地的鐵絲網(wǎng)做成的永久性遮攔（特殊情況可設(shè)臨時(shí)性遮攔），實(shí)驗(yàn)者必須在遮攔外，不得向試區(qū)探頭，伸手。每個(gè)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)有必要的連鎖裝置，如門連鎖、零位連鎖等。調(diào)壓設(shè)備應(yīng)處于零位。F、防止反擊的保護(hù)：做沖擊試驗(yàn)時(shí)，與沖擊試驗(yàn)接地體相連的設(shè)備應(yīng)有電容保護(hù)。7.1.3復(fù)查所有接線經(jīng)兩個(gè)檢查確實(shí)無(wú)誤后，再請(qǐng)教師檢查。未經(jīng)教師允許，同學(xué)不得擅自合閘。7.2實(shí)驗(yàn)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，手不得離開(kāi)跳閘按鈕，注意監(jiān)視電表及現(xiàn)場(chǎng)，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(wèn)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”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(guò)程中出現(xiàn)異?，F(xiàn)象時(shí)，應(yīng)立即跳閘，隨即將調(diào)壓器退回零位。（當(dāng)對(duì)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(jí)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(qǐng)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(duì)高壓放電。當(dāng)對(duì)電容器放電時(shí)，為保護(hù)電容器，應(yīng)使電容器先將電阻（如水阻）放電，然后再短路放電。7.3實(shí)驗(yàn)后的整理1.實(shí)驗(yàn)后，一點(diǎn)要用接地桿對(duì)電容器以及電容性設(shè)備進(jìn)行充分放電，并將接地桿放在該設(shè)備的高壓端上，否則人不得觸及。2.將實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所恢復(fù)整劑，儀器、儀表及拆除的導(dǎo)線應(yīng)整齊地放回原處，切除電源、關(guān)燈關(guān)窗后方離開(kāi)實(shí)驗(yàn)室。7.4其它1.實(shí)驗(yàn)室內(nèi)不準(zhǔn)吸煙、點(diǎn)火。2.發(fā)燒、頭暈、失眠、精神不佳或精神失常者，不得進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室閉館后也不得進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。3.為保持實(shí)驗(yàn)室內(nèi)整潔，衣帽、書包不得放在實(shí)驗(yàn)桌上，可放在掛衣處。4.凡不遵守本規(guī)則，不服從教師指導(dǎo)者，停止實(shí)驗(yàn)。8.參考文獻(xiàn)1、《高壓技術(shù)》周澤存、沈其工、方瑜、王大忠、中國(guó)電力出版社。2、《高壓絕緣技術(shù)》嚴(yán)璋、朱德恒、中國(guó)電力出版社。3、《高電壓試驗(yàn)技術(shù)》華中工學(xué)院、上海交通大學(xué)、水利電力出版社。4、《高電壓絕緣技術(shù)》肖如泉、何金泉、中國(guó)電力出版社。5、《高壓試驗(yàn)技術(shù)》張仁豫，陳昌漁，王昌長(zhǎng)，清華大學(xué)出版社。

論大學(xué)生寫作能力寫作能力是對(duì)自己所積累的信息進(jìn)行選擇、提取、加工、改造并將之形成為書面文字的能力。積累是寫作的基礎(chǔ)，積累越厚實(shí)，寫作就越有基礎(chǔ)，文章就能根深葉茂開(kāi)奇葩。沒(méi)有積累，胸?zé)o點(diǎn)墨，怎么也不會(huì)寫出作文來(lái)的。寫作能力是每個(gè)大學(xué)生必須具備的能力。從目前高校整體情況上看，大學(xué)生的寫作能力較為欠缺。一、大學(xué)生應(yīng)用文寫作能力的定義那么，大學(xué)生的寫作能力究竟是指什么呢？葉圣陶先生曾經(jīng)說(shuō)過(guò)，“大學(xué)畢業(yè)生不一定能寫小說(shuō)詩(shī)歌，但是一定要寫工作和生活中實(shí)用的文章，而且非寫得既通順又扎實(shí)不可。”對(duì)于大學(xué)生的寫作能力應(yīng)包含什么，可能有多種理解，但從葉圣陶先生的談話中，我認(rèn)為：大學(xué)生寫作能力應(yīng)包括應(yīng)用寫作能力和文學(xué)寫作能力，而前者是必須的，后者是“不一定”要具備，能具備則更好。眾所周知，對(duì)于大學(xué)生來(lái)說(shuō)，是要寫畢業(yè)論文的，我認(rèn)為寫作論文的能力可以包含在應(yīng)用寫作能力之中。大學(xué)生寫作能力的體現(xiàn)，也往往是在撰寫畢業(yè)論文中集中體現(xiàn)出來(lái)的。本科畢業(yè)論文無(wú)論是對(duì)于學(xué)生個(gè)人還是對(duì)于院系和學(xué)校來(lái)說(shuō)，都是十分重要的。如何提高本科畢業(yè)論文的質(zhì)量和水平，就成為教育行政部門和高校都很重視的一個(gè)重要課題。如何提高大學(xué)生的寫作能力的問(wèn)題必須得到社會(huì)的廣泛關(guān)注，并且提出對(duì)策去實(shí)施解決。二、造成大學(xué)生應(yīng)用文寫作困境的原因：（一）大學(xué)寫作課開(kāi)設(shè)結(jié)構(gòu)不合理。就目前中國(guó)多數(shù)高校的學(xué)科設(shè)置來(lái)看，除了中文專業(yè)會(huì)系統(tǒng)開(kāi)設(shè)寫作的系列課程外，其他專業(yè)的學(xué)生都只開(kāi)設(shè)了普及性的《大學(xué)語(yǔ)文》課。學(xué)生寫作能力的提高是一項(xiàng)艱巨復(fù)雜的任務(wù)，而我們的課程設(shè)置僅把這一任務(wù)交給了大學(xué)語(yǔ)文教師，可大學(xué)語(yǔ)文教師既要在有限課時(shí)時(shí)間內(nèi)普及相關(guān)經(jīng)典名著知識(shí)，又要適度提高學(xué)生的鑒賞能力，且要教會(huì)學(xué)生寫作規(guī)律并提高寫作能力，任務(wù)之重實(shí)難完成。（二）對(duì)實(shí)用寫作的普遍性不重視?！按髮W(xué)語(yǔ)文”教育已經(jīng)被嚴(yán)重地“邊緣化”。目前對(duì)中國(guó)語(yǔ)文的態(tài)度淡漠，而是呈現(xiàn)出全民學(xué)英語(yǔ)的大好勢(shì)頭。中小學(xué)如此，大學(xué)更是如此。對(duì)我們的母語(yǔ)中國(guó)語(yǔ)文，在大學(xué)反而被漠視，沒(méi)有相關(guān)的課程的設(shè)置，沒(méi)有系統(tǒng)的學(xué)習(xí)實(shí)踐訓(xùn)練。這其實(shí)是國(guó)人的一種偏見(jiàn)。應(yīng)用寫作有它自身的規(guī)律和方法。一個(gè)人學(xué)問(wèn)很大，會(huì)寫小說(shuō)、詩(shī)歌、戲劇等，但如果不曉得應(yīng)用文寫作的特點(diǎn)和方法，他就寫不好應(yīng)用文。（三）部分大學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度不端正。很多非中文專業(yè)的大學(xué)生對(duì)寫作的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練都只是集中在《大學(xué)語(yǔ)文》這一門課上，大部分學(xué)生只愿意被動(dòng)地接受大學(xué)語(yǔ)文老師所講授的文學(xué)經(jīng)典故事，而對(duì)于需要學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦去寫的作文，卻是盡可能應(yīng)付差事，這樣勢(shì)必不能讓大學(xué)