第六章電氣設(shè)備的耐壓試驗(yàn)及高電壓測(cè)量

第一節(jié)工頻交流耐壓試驗(yàn)

工頻交流耐壓試驗(yàn)是檢驗(yàn)電氣設(shè)備絕緣強(qiáng)度的最有效和最直接的方法。耐壓試驗(yàn)?zāi)軌蛴行У匕l(fā)現(xiàn)導(dǎo)致絕緣抗電強(qiáng)度降低的各種缺陷。一、工頻耐壓試驗(yàn)接線二、試驗(yàn)變壓器的結(jié)構(gòu)形式及容量

高壓試驗(yàn)變壓器大多采用油浸式變壓器，這種變壓器有金屬殼及絕緣殼兩類。金屬變壓器可分為單套管和雙套管兩種。絕緣殼式的試驗(yàn)變壓器是以絕緣殼（通常為環(huán)氧玻璃布筒或瓷套）來作為容器，同時(shí)又用它作為外絕緣，以省去高壓引出套管。雙套管的試驗(yàn)變壓器。

試品大多為電容性的，當(dāng)知道試品的電容量（參見表6-1）及所加的試驗(yàn)電壓值時(shí)，可按下式計(jì)算出試驗(yàn)電流及試驗(yàn)所需的變壓器容量

(A)(6-1)

(kVA)(6-2)

式中U-試驗(yàn)電壓，kV（有效值）；C-試品電容量，pF；

f-電源頻率，Hz。

目前單臺(tái)試驗(yàn)變壓器的額定電壓很少超過750kV。需要500~750kV以上的電壓時(shí)，常采用幾臺(tái)變壓器串聯(lián)的方法，即將幾臺(tái)變壓器高壓繞組的電壓相疊加。

工頻高壓試驗(yàn)變壓器的調(diào)壓裝置有：自耦式調(diào)壓器、移卷式調(diào)壓器、電動(dòng)-發(fā)電機(jī)組和感應(yīng)式調(diào)壓器。自耦調(diào)壓器：調(diào)壓范圍廣、功率損耗小、漏抗小、對(duì)波形的畸變少、體積小、價(jià)格低廉。移卷式調(diào)壓器：不存在滑動(dòng)觸頭及直接短路線匝的問題，故容量可做得很大，且可以平滑無級(jí)調(diào)壓。電動(dòng)-發(fā)電機(jī)組：電壓波形好、均勻的電壓調(diào)節(jié)，不受電網(wǎng)電壓質(zhì)量的影響。特制的單相感應(yīng)式調(diào)壓器的性能與移卷式調(diào)壓器相似，但輸出波形畸變較大，本身的感抗也較大，且價(jià)格昂貴，故一般較少采用。第二節(jié)直流耐壓試驗(yàn)

用途：直流輸電、大電容試品、電壓分布和耐壓與交流不同特點(diǎn)：容量小，輕便測(cè)泄漏電流對(duì)絕緣損傷小對(duì)電機(jī)端部絕緣缺陷比較靈敏與交流試驗(yàn)互為補(bǔ)充一、直流高壓的產(chǎn)生電路額定直流電壓平均值UP，電壓脈動(dòng)系數(shù)S，額定直流電流平均值IP通常負(fù)載電阻RL遠(yuǎn)大于保護(hù)電阻Rb，為了便于分析起見，可忽略Rb及Rf。設(shè)電容C的平均電壓為Up（亦即負(fù)載的平均電壓），負(fù)載的平均電流為Ip，，則在t1~t2電容放電期間，電容C通過負(fù)載放掉的電荷為（6-4）

式中，T和f為充電電源的周期和頻率。Δ電容器C因放掉電荷Q而產(chǎn)生的電壓脈動(dòng)為

(6-5)電壓脈動(dòng)系數(shù)為

(6-6)可見電壓脈動(dòng)隨負(fù)載電流增加而增大，增大電容量C或提高充電電源的頻率f可以成比例地減少電壓脈動(dòng)。=ΔQ/C=二、倍壓電路如欲得到更高的電壓并充分利用變壓器的功率，則可采用倍壓整流電路。（a）疊加的半波整流電路；(b)基本倍壓整流電路；（c）三倍壓整流電路第三節(jié)沖擊耐壓試驗(yàn)一、沖擊電壓產(chǎn)生電路沖擊電壓發(fā)生器輸出電壓峰值Um與U0之比，為沖擊電壓發(fā)生器的利用系數(shù)或效率

(6-16)所以

(6-17)這種效率已屬?zèng)_擊電壓發(fā)生器的最高效率，低效率回路點(diǎn)火球隙第四節(jié)穩(wěn)態(tài)高電壓的測(cè)量常用于穩(wěn)態(tài)高電壓測(cè)量的方法主要有靜電電壓表法、分壓器測(cè)量法、高值電阻串聯(lián)微安表法和球隙測(cè)量法等。一、靜電電壓表二、高壓電阻及電阻分壓器（R1+R2）/R2為電阻分壓器的分壓比三、電容分壓器測(cè)量工頻高壓常采用電容分壓器。它是由高壓臂電容C1和低壓臂電容C2串聯(lián)而成（6-21）四、球隙:測(cè)峰值五、阻容分壓器對(duì)分壓器的基本要求分壓比要準(zhǔn)確，波形變分壓比要穩(wěn)定分壓器對(duì)被測(cè)系統(tǒng)的影響要小防止電暈的產(chǎn)生分壓信號(hào)的傳輸?shù)谖骞?jié)沖擊高壓的測(cè)量沖擊電壓是一種非周期性快速變化的脈沖電壓，因此測(cè)量沖擊電壓的儀表和測(cè)量系統(tǒng)必須具有良好的瞬變響應(yīng)特性。沖擊點(diǎn)呀的測(cè)量包括峰值測(cè)量和波形記錄兩個(gè)方面，目前最常用的測(cè)量沖擊高電壓的裝置有：1分壓器—示波器；2分壓器—峰值電壓表；3測(cè)量球隙。峰值電壓表和球隙只能測(cè)量沖擊電壓峰值；示波器則能記錄波形，即不僅指示峰值而且能顯示電壓隨時(shí)間的變化規(guī)律。一、沖擊分壓器—示波器測(cè)量系統(tǒng)峰值和波形：高壓引線、分壓器、同軸電纜和示波器匹配電阻R小結(jié)1工頻交流耐壓試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)變壓器容量與試品的電容量成正比。如果需要輸出較高的工頻電壓，可以采用幾臺(tái)變壓器串聯(lián)的形式，此時(shí)設(shè)備的試驗(yàn)容量與裝置總?cè)萘恐鹊闹惦S級(jí)數(shù)增加而減少。2直流高壓試驗(yàn)設(shè)備的基本參數(shù)有三個(gè)，即輸出的額定直流電壓平均值UP，相應(yīng)的額定直流電流平均值IP及其電壓脈動(dòng)系數(shù)S。根據(jù)規(guī)程規(guī)定，脈動(dòng)系數(shù)應(yīng)不大于3%。隨直流高壓試驗(yàn)設(shè)備的級(jí)數(shù)增加，其電壓脈動(dòng)和電壓降落增加很快。3在進(jìn)行直流耐壓試驗(yàn)時(shí)，可以同時(shí)測(cè)量泄漏電流，并根據(jù)泄漏電流隨所加電壓的變化特性來判斷絕緣的狀況，以便及早地發(fā)現(xiàn)絕緣中存在的局部缺陷。4沖擊電壓的產(chǎn)生電路有高效回路和低效回路，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)沖擊電壓波形可以算出波前時(shí)間和半峰值時(shí)間。多級(jí)沖擊電壓發(fā)生器采用電容器并聯(lián)充電、串聯(lián)放電的方式工作。5常用于穩(wěn)