高電壓技術(shù)(趙智大)1-2章總結(jié)

1、緒論高電壓技術(shù)是一門重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課；隨著電力行業(yè)的發(fā)展，高壓輸電問題越來越得 到人們的重視；高電壓、高場強下存在著一些特殊的物理現(xiàn)象；高電壓試驗在高電壓工程中起著重要的作用。氣體的絕緣特性與介質(zhì)的電氣強度研究氣體放電的目的：了解氣體在高電壓（強電場）作用下逐步由電介質(zhì)演變成導(dǎo)體的物理過程掌握氣體介質(zhì)的電氣強度及其提高方法高壓電氣設(shè)備中的絕緣介質(zhì)有氣體、液體、固體以及其它復(fù)合介質(zhì)。氣體放電是對氣體中流通電流的各種形式統(tǒng)稱。由于空氣中存在來自空間的輻射，氣體會發(fā)生微弱的電離而產(chǎn)生少量的帶電質(zhì)點。正常狀態(tài)下氣體的電導(dǎo)很小，空氣還是性能優(yōu)良的絕緣體； 在出現(xiàn)大量帶電質(zhì)點的情況下，氣體才會喪失絕緣

2、性能。自由行程長度單位行程中的碰撞次數(shù)Z的倒數(shù)即為該粒子的平均自由行程長度。令x=，可見粒子實際自由行程長度大于或等于平均自由行程長度的概率是36.8%。帶電粒子的遷移率k=v/E它表示該帶電粒子單位場強（1V/m）下沿電場方向的漂移速度。電子的質(zhì)量比離子小得多，電子的平均自由行程長度比離子大得多 熱運動中，粒子從濃度較大的區(qū)域運動到濃度較小的區(qū)域，從而使分布均勻化，這種過程稱為擴散。電子的熱運動速度大、自由行程長度大，所以其擴散速度比離子快得多。產(chǎn)生帶電粒子的物理過程稱為電離，是氣體放電的首要前提。光電離氣體中發(fā)生電離的分子數(shù)與總分子數(shù)的比值m稱為該氣體的電離度。碰撞電離附著：當(dāng)電子與氣體分

3、子碰撞時，不但有可能引起碰撞電離而產(chǎn)生出正離子和新電子，而且也可能會發(fā)生電子與中性分子相結(jié)合形成負離子的情況。電子親合能：使基態(tài)的氣體原子獲得一個電子形成負離子時所放出的能量，其值越大則越易形成負離子。電負性：一個無量綱的數(shù)，其值越大表明原子在分子中吸引電子的能力越大帶電粒子的消失1到達電極時，消失于電極上而形成外電路中的電流2帶電粒子因擴散而逸出氣體放電空間3帶電粒子的復(fù)合復(fù)合可能發(fā)生在電子和正離子之間，稱為電子復(fù)合，其結(jié)果是產(chǎn)生一個中性分子；復(fù)合也可能發(fā)生在正離子和負離子之間，稱為離子復(fù)合，其結(jié)果是產(chǎn)生兩個中性分子。氣體放電現(xiàn)象與規(guī)律因氣體的種類、氣壓和間隙中電場的均勻度而異。電子碰撞電離

4、系數(shù) 表示一個電子沿電場方向運動1cm的行程 所完成的碰撞電離次數(shù)平均值。陽極的電子數(shù)應(yīng)為：途中新增加的電子數(shù)或正離子數(shù)應(yīng)為：當(dāng)氣溫不變時，式(1-14)即可改寫為：電場強度E增大時， 急劇增大; P很大或很小時， 都比較小。在高氣壓和高真空下，氣隙不易發(fā)生放電現(xiàn)象，具有較高的電氣強度。正離子的表面游離系數(shù):一個正離子到達陰極,撞擊陰極表面產(chǎn)生游離的電子數(shù)自持放電的條件自持放電是由初始電子崩中的正離子撞擊陰極表面產(chǎn)生多余電子形成的巴申曲線/八申定理：同溫時均勻電場下氣體起始放電電壓是pd乘積的函數(shù)； 提高氣壓或降低氣壓到高度真定，都能提高氣隙的擊穿電壓。流注理論考慮了以下因素 空間電荷對原有電

5、場的影響 空間光電離的作用 流注理論適用于高氣壓、長氣隙下的放電f<2時為稍不均勻電場, f>4屬不均勻電場。這種僅僅發(fā)生在強場區(qū)（小曲率半徑電極附近空間）的局部放電稱為電暈放電電暈放電的危害1電暈損耗2產(chǎn)生高頻電磁波，從而對無線電和電視廣播產(chǎn)生干擾3電暈放電還會產(chǎn)生可聞噪聲降低電暈的方法：從根本上設(shè)法限制和降低導(dǎo)線的表面電場強度在選擇導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)和尺寸時，應(yīng)使好天氣時電暈損耗接近于零，對無線電和電視的干擾應(yīng)限制到容許水平以下。對于超高壓和特高壓線路的分裂線來說，找到最佳的分裂距，使導(dǎo)線表面最大電場強度值最小。極性效應(yīng)在極不均勻電場中，放電一定從曲率半徑較小的那個電極表面開始，與該電

6、極極性無關(guān)。但后來的發(fā)展過程、氣隙的電氣強度、擊穿電壓等都與該電極的極性有密切的關(guān)系。極不均勻電場中的放電存在著明顯的極性效應(yīng)。輸電線路和電氣設(shè)備外絕緣的空氣間隙大都屬于極不均勻電場的情況，所以在工頻高電壓的作用下，擊穿發(fā)生在外加電壓為正極性的那半周內(nèi)。在進行外絕緣的沖擊電壓實驗時，也往往施加正極性沖擊電壓，因為此時電氣強度較低。電場極不均勻的“棒-板”氣隙，負極性擊穿電壓高于正極性擊穿電壓。氣隙擊穿的三個必備條件：足夠大的電場強度或足夠高的電壓 ；在氣隙中存在能引起電子崩并導(dǎo)致流注和主放電的有效電子；需要有一定的時間，讓放電得以逐步發(fā)展并完成擊穿完成擊穿所需放電時間是很短的（微秒級）沖擊電壓

7、下氣隙的擊穿特性 采用擊穿百分比為50時的電壓來表征氣隙的沖擊擊穿特性； 伏秒特性表征氣隙的沖擊擊穿電壓與放電時間的關(guān)系。沿面放電：沿著固體介質(zhì)表面發(fā)展的氣體放電現(xiàn)象。污 閃：沿著污染表面發(fā)展的閃絡(luò)。減少絕緣子污閃的對策1調(diào)整爬距（增大泄漏電流） 爬電比距指外絕緣的爬電距離與系統(tǒng)最高工作電壓之比。2定期或不定期的清掃 3涂料 4半導(dǎo)體釉絕緣子5新型合成絕緣子均勻電場 1消除電極邊緣效應(yīng)的平板電極 2板間距離d一般不大 3擊穿特性符合巴申定律 稍不均勻電場：沖擊系數(shù)接近1，沖擊擊穿電壓與工頻擊穿電壓及直流擊穿電壓相等 均勻電場只有一種，那就是消除了電極邊緣效應(yīng)的平板電極之間的電場。球間隙（一般取

8、d £ D/2范圍內(nèi)工作）若球間距離d，球極直徑為D d<D/4時，與均勻電場相似 d>D/4時，不均勻度增大，大地影響加大同軸圓筒 細線效應(yīng)“棒棒”氣隙：完全對稱性 “棒板”氣隙：最大不對稱性直流電壓下“棒板”負極性擊穿電壓大大高于正極性擊穿電壓 工頻交流電壓下“棒-棒”氣隙的擊穿電壓要比“棒-板”氣隙高一些 雷電沖擊電壓下“棒板” 電極，棒極為正極性的擊穿電壓比負極性時數(shù)值低得多第三節(jié) 大氣條件對氣隙擊穿特性的影響及校正在不同大氣條件和海拔高度下所得出的擊穿電壓實測數(shù)據(jù)都必須換算到某種標(biāo)準條件下才能互相進行比較。 對空氣密度、濕度和海拔，分別有不同的校正方法。 空氣密

9、度大 濕度大 空氣擊穿電壓大第四節(jié) 提高氣體介質(zhì)電氣強度的方法一、改進電極形狀以改善電場分布增大電極的曲率半徑（利用屏蔽來增大電極的曲率半徑是一種常用的方法）消除電極表面的毛刺 消除電極表面尖角二、利用空間電荷改善電場分布存在細線效應(yīng):線一板及線一線間隙三、采用屏障球形屏蔽極可以顯著改善電場分布四、采用高氣壓（提高氣壓可以大大減小電子的自由行程長度，從而削弱和抑制了電離過程）五、采用高電氣強度氣體（SF6）六、采用高真空高真空氣體主要用于配電網(wǎng)真空斷路器中采用高真空也可以減弱氣隙中的碰撞電離過程而顯著提高氣隙的擊穿電壓。第五節(jié) 六氟化硫和氣體絕緣電氣設(shè)備SF6具有較高的電氣強度，主要是因為其具

10、有很強的電負性，容易俘獲自由電子而形成負離子(電子附著過程)，電子變成負離子后,其引起碰撞電離的能力就變得很弱電場的不均勻程度對SF6電氣強度的影響遠比對空氣的大。SF6 優(yōu)異的絕緣性能只有在電場比較均勻的場合才能得到充分的發(fā)揮。在均勻電場中SF6氣體的擊穿也遵循巴申定律。公式略在極不均勻電場中， SF6氣體的擊穿有異?，F(xiàn)象首先是工頻擊穿電壓隨氣壓的變化曲線存在“駝峰”；其次是駝峰區(qū)段內(nèi)的雷電沖擊擊穿電壓明顯低于靜態(tài)擊穿電壓，其沖擊系數(shù)可低至06左右極不均勻電場中SF6氣體擊穿的異?，F(xiàn)象與空間電荷的運動有關(guān)影響擊穿場強的其它因素：電極表面缺陷和導(dǎo)電微粒所以電極表面積越大，SF6氣體的擊穿場強越

11、低，這一現(xiàn)象被稱為“面積效應(yīng)”使SF6氣體分解的原因： 電子碰撞、熱和光輻射.針對SF6氣體毒性分解物通常采用吸附劑（吸附分解物和吸附水分）SF6-N2混合氣體，主要用作高寒地區(qū)斷路器的絕緣媒質(zhì)和滅弧材料，采用的混合比通常為50%：50%或60%：40%封閉式氣體絕緣組合電器（GIS）（1）大大節(jié)省占地面積和空間體積：額定電壓越高，節(jié)省得越多。（2）運行安全可靠：GIS的金屬外殼是接地的，即可防止運行人員觸及帶電導(dǎo)體，又可使設(shè)備運行不受污穢、雨雪、霧露等不利的環(huán)境條件的影響。（3）有利于環(huán)境保護，使運行人員不受電場和磁場的影響。（4）安裝工作量小、檢修周期長。 氣體絕緣管道輸電線（氣體絕緣電纜

12、/GIC）(1)電容量小：GIC的電容量大約只有充油電纜的1/4 左右，因此其充電電流小、臨界傳輸距離長。(2)損耗?。撼Ｒ?guī)充油電纜常因電介質(zhì)損耗較大而難以用于特高壓，而GIC的絕緣主要是氣體介質(zhì)，其介質(zhì)損耗可忽略不計，已研制成特高壓等級的產(chǎn)品。(3)傳輸容量大：常規(guī)電纜由于制造工藝等方面的原因，其纜芯截面一般不超過2000mm2，而GIC則無此限制，所以GIC的傳輸容量要比充油電纜大，而且電壓等級越高，這一優(yōu)點越明顯。(4)能用于大落差場合。氣體絕緣變壓器（GIT）（1）GIT是防火防爆型變壓器，特別適用于城市高層建筑的供電和用于地下礦井等有防火防爆要求的場合。（2）氣體傳遞振動的能力比液體

13、小，所以GIT的噪聲小于油浸變壓器。（3）氣體介質(zhì)不會老化，簡化了維護工作第三章 液體和固體介質(zhì)的電氣特性液體介質(zhì)：變壓器油、電容器油、電纜油固體介質(zhì)：絕緣紙、紙板、云母、塑料、電瓷、玻璃、硅橡膠電介質(zhì)的電氣特性表現(xiàn)在電場作用下的：導(dǎo)電性能 介電性能 電氣強度第一節(jié) 液體和固體介質(zhì)的極化、電導(dǎo)和損耗 電介質(zhì)的極化是電介質(zhì)在電場作用下，其束縛電荷相應(yīng)于電場方向產(chǎn)生彈性位移現(xiàn)象和偶極子的取向現(xiàn)象。這時電荷的偏移大都是在原子或分子的范圍內(nèi)作微觀位移,并產(chǎn)生電矩-稱為偶極矩（電介質(zhì)極化的強弱用介電常數(shù)的大小來表示）用于電容器的絕緣材料，顯然希望選用r大的電介質(zhì)，因為這樣可使單位電容的體積減小和重量減輕

14、。 其他電氣設(shè)備中往往希望選用r較小的電介質(zhì)，這是因為較大的r往往和較大的電導(dǎo)率相聯(lián)系，因而介質(zhì)損耗也較大。采用r較小的絕緣材料還可減小電纜的充電電流、提高套管的沿面放電電壓等。最基本的極化型式有電子式極化、離子式極化和偶極子極化等三種，另外還有夾層極化和空間電荷極化等離子式極化的特點： 1、離子相對位移有限，外電場消失后即恢復(fù)原狀； 2、所需時間很短，其r幾乎與外電場頻率無關(guān)溫度對離子式極化的影響： 1、離子間的結(jié)合力會隨溫度的升高而減小，從而使極化程度增強； 2、離子的密度隨溫度的升高而減小，使極化程度減弱。通常前一種影響較大，故其 一般具有正的溫度系數(shù)。極性電介質(zhì)：分子具有固有的電矩，即

15、正、負電荷作用中心永不重合，這種分子稱為極性分子，由極性分子組成的電介質(zhì)稱為極性電介質(zhì)。偶極子極化或轉(zhuǎn)向極化：出現(xiàn)外電場后，原先排列雜亂的偶極子將沿電場方向轉(zhuǎn)動，作較有規(guī)則的排列，如圖所示，因而顯示出極性。偶極子極化與溫度t的關(guān)系溫度升高時，分子熱運動加劇，阻礙極性分子沿電場取向，使極化減弱，所以通常極性氣體介質(zhì)有負的溫度系數(shù)。夾層極化由不同介電常數(shù)和電導(dǎo)率的多種電介質(zhì)組成的絕緣結(jié)構(gòu)，在加上外電場后，各層電壓將從開始時按介電常數(shù)分布逐漸過渡到穩(wěn)態(tài)時按電導(dǎo)率分布。在電壓重新分配的過程中，夾層界面上會積聚起一些電荷，使整個介質(zhì)的等值電容增大這種極化只有在直流和低頻交流電壓下才能表現(xiàn)出來電導(dǎo)率表征電

16、介質(zhì)導(dǎo)電性能的主要物理量，其倒數(shù)為電阻率。按載流子的不同，電介質(zhì)的電導(dǎo)又可分為離子電導(dǎo)（）和電子電導(dǎo)（一般很微弱，因為介質(zhì)中自由電子數(shù)極少；如果電子電流較大，則介質(zhì)已被擊穿）兩種電泳電導(dǎo)：載流子為帶電的分子團，通常是乳化狀態(tài)的膠體粒子（例如絕緣油中的懸浮膠粒）或細小水珠，他們吸附電荷后變成了帶電粒子。表面電導(dǎo)：對于固體介質(zhì)，由于表面吸附水分和污穢存在表面電導(dǎo)，受外界因素的影響很大。所以，在測量體積電阻率時，應(yīng)盡量排除表面電導(dǎo)的影響，應(yīng)清除表面污穢、烘干水分、并在測量電極上采取一定的措施。液體電解質(zhì)的電導(dǎo)（離子+電泳）第四章 電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗第一節(jié) 絕緣的老化絕緣試驗分為非破壞性試驗和破壞

17、性試驗兩大類。絕緣缺陷類型 集中性缺陷：裂縫、局部破損、氣泡等 分散性缺陷：內(nèi)絕緣受潮、老化、變質(zhì)等電氣設(shè)備的絕緣在長期運行過程中會發(fā)生一系列物理變化和化學(xué)變化，致使其電氣、機械及其他性能逐漸劣化，這種現(xiàn)象統(tǒng)稱為絕緣的老化。（熱、電、機械力、水分、氧化、各種射線、微生物等因素的作用）溫度越高，絕緣老化得越快，壽命越短（熱老化8規(guī)則：對A級絕緣介質(zhì)，如果它們的工作溫度超過規(guī)定值8時，壽命約縮短一半。）電老化系指在外加高電壓或強電場作用下的老化。（介質(zhì)中出現(xiàn)局部放電）局部放電引起固體介質(zhì)腐蝕、老化、損壞的原因有：破壞高分子的結(jié)構(gòu)，造成裂解；轉(zhuǎn)化為熱能，不易散出，引起熱裂解，氣隙膨脹；在局部放電區(qū)，

18、產(chǎn)生高能輻射線，引起材料分解；氣隙中如含有氧和氮，放電可產(chǎn)生臭氧和硝酸，是強烈的氧化劑和腐蝕劑，能使材料發(fā)生化學(xué)破壞。絕緣油的老化原因：油溫升高而導(dǎo)致油的裂解，產(chǎn)生出一系列微量氣體；油中的局部放電還可能產(chǎn)生聚合蠟狀物，影響散熱，加速固體介質(zhì)的熱老化。絕緣老化的原因主要有熱、電和機械力的作用 ，此外還有水分、氧化、各種射線、微生物等因素的作用。第二節(jié) 絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量 絕緣電阻 最基本的綜合性特性參數(shù)。 組合絕緣和層式結(jié)構(gòu)，在直流電壓下均有明顯得吸收現(xiàn)象，使外電路中有一個隨時間而衰減的吸收電流。吸收比 檢驗絕緣是否嚴重受潮或存在局部缺陷泄漏電流 所加直流電壓高得多。雙層介質(zhì)的吸收

19、現(xiàn)象絕緣電阻和吸收比的測量吸收比是同一試品在兩個不同時刻的絕緣電阻的比值，所以排除了絕緣結(jié)構(gòu)和體積尺寸的影響。一般以K1>=1.3作為設(shè)備絕緣狀態(tài)良好的標(biāo)準亦不盡合適，有些變壓器的k1雖大于1.3，但R值卻很低；有些k1<1.3，但R值卻很高。 所以應(yīng)將R值和K1值結(jié)合起來考慮，方能作出比較準確的判斷。泄漏電流反映絕緣電阻值注意 ：測量泄漏電流用的微安表需用并聯(lián)放電管V進行保護。 絕緣電阻是一切電介質(zhì)和絕緣結(jié)構(gòu)的絕緣狀態(tài)最基本的綜合特性參數(shù)。電氣設(shè)備中大多采用組合絕緣和層式結(jié)構(gòu)，故在直流電壓下均有明顯的吸收現(xiàn)象，測量吸收比可檢驗絕緣是否嚴重受潮或存在局部缺陷。測量泄漏電流從原理上來

20、說，與測量絕緣電阻是相似的，但它所加的直流電壓要高得多，能發(fā)現(xiàn)用兆歐表所不能顯示的某些缺陷，具有自己的某些特點。第三節(jié) 介質(zhì)損耗角正切的測量tan介質(zhì)的功率損耗 P與介質(zhì)損耗角正切tan成正比,所以后者是絕緣品質(zhì)的重要指標(biāo)，測量tan值是判斷電氣設(shè)備絕緣狀態(tài)地一項靈敏有效的方法。 tan能反映絕緣的整體性缺陷（如全面老化）和小電容試品中的嚴重局部性缺陷。測量tan不能靈敏地反映大容量發(fā)電機、變壓器和電力電纜絕緣中的局部性缺陷，應(yīng)盡可能將這些設(shè)備分解成幾個部分，然后分別測量它們的tan 被試品的等值電容和電阻分別為Cx和Rx;R3為可調(diào)的無感電阻；CN為高壓標(biāo)準電容器的電容；C4 為可調(diào)電容；R

21、4為定值無感電阻；P為交流檢流計。tan測量的影響因素外界電磁場的干擾影響（金屬屏蔽網(wǎng)和屏蔽電纜）溫度的影響（tan隨溫度升高而升高）試驗電壓的影響 良好絕緣在額定電壓下， tg值幾乎不變（曲線1）；若絕緣存在空隙或氣泡時，當(dāng)所加電壓尚不足以使氣泡電離時，其tg與良好絕緣時無差別，但若所加電壓能引起氣泡電離或發(fā)生局部放電時， tg隨U的升高而迅速增大，電壓回落時電離要比電壓上升時更強一些，因而會出現(xiàn)閉環(huán)曲線第四節(jié) 局部放電的測量局部放電：由于電氣設(shè)備內(nèi)部絕緣里面存在的弱點，在一定外施電壓下發(fā)生的局部重復(fù)擊穿和熄滅現(xiàn)象。（是引起電介質(zhì)老化的重要原因之一）局部放電檢測分：電氣檢測（脈沖電流法測量視

22、在放電量 介質(zhì)損耗法林電橋）和非電檢測（噪聲檢測法 光檢測法 化學(xué)分析法）光測法只能測試表面放電和電暈放電 ，在現(xiàn)場中光測法基本上沒有直接應(yīng)用。局部放電的檢測已成為確定產(chǎn)品質(zhì)量和進行絕緣預(yù)防性試驗的重要項目之一。 試驗內(nèi)容包括測量視在放電量、放電重復(fù)率、局部放電起始電壓和熄滅電壓、放電的具體部位。表征局部放電的參數(shù)主要有：視在放電量、放電重復(fù)率、放電能量等。 伴隨局部放電會出現(xiàn)多種現(xiàn)象：包括電、光、噪聲、氣壓變化、化學(xué)變化等。第五節(jié) 電壓分布的測量為使絕緣子串上的電壓分布均勻一些，可采用：在絕緣子串與導(dǎo)線連接處裝設(shè)均壓金具，它能增大 C2（線間）值，有利于補償C1（對地）的影響，所以能有效地改

23、善沿串電壓分布。若某一片絕緣子的實測電壓低于標(biāo)準值的一半時，可認定該片為劣化絕緣子。 （稱為低值或零值絕緣子）本節(jié)以表面清潔的懸式絕緣子串為例，分析了其電壓分布狀況，分析了對地電容和雜散電容的影響。測量線路絕緣子串電壓分布或檢出串中的零值絕緣子，可使用短路叉、可調(diào)火花間隙測桿、自爬式檢零工具等。第六節(jié) 絕緣狀態(tài)的綜合判斷如果有個別試驗項目不合格，達不到規(guī)程的要求，可以用“三比較”的方法處理與同類型設(shè)備比較，若試驗結(jié)果差別懸殊在可能存在問題。在同一設(shè)備的三相試驗結(jié)果之間進行比較，若有一相 結(jié)果相差達50%以上時，該相可能存在問題。與該設(shè)備技術(shù)檔案中的歷年試驗所得數(shù)據(jù)做比較，若性能指標(biāo)有明顯下降，

24、則可能出現(xiàn)新缺陷。第五章 絕緣的高電壓試驗絕緣的高電壓試驗：在高壓試驗室用工頻交流高壓、直流高壓、雷電沖擊高壓、操作沖擊高壓等模擬電氣設(shè)備的絕緣在運行中受到的工作電壓，用以考驗各種絕緣耐受這些高電壓作用的能力（具有破壞性試驗的性質(zhì)）第1節(jié) 工頻高電壓試驗工頻高電壓的產(chǎn)生 通常采用高壓試驗變壓器或其串級裝置來產(chǎn)生；對電纜、電容器等電容量較大的被試品，可采用串聯(lián)諧振回路來獲得試驗用的工頻高電壓；工頻高壓裝置是高壓試驗室中最基本的設(shè)備，也是產(chǎn)生其他類型高電壓的設(shè)備基礎(chǔ)部件。試驗變壓器外觀上的特點：油箱本體不大而其高壓套管又長又大。 單套管式試驗變壓器：額定電壓一般不超過 250300kV 雙套管式試

25、驗變壓器：最高額定電壓達750kV 試驗變壓器所輸出的電壓應(yīng)盡可能是正、負半波對稱的正弦波形，實際上很難作到，一般采取以下措施： 采用優(yōu)質(zhì)鐵心材料 采用較小的設(shè)計磁通密度選用適宜的調(diào)壓供電裝置 在試驗變壓器的低壓側(cè)跨接若干濾波器。試驗變壓器串級裝置變壓器的體積和重量近似地與其額定電壓的三次方成比例。 當(dāng)所需的工頻試驗電壓很高（例如超過750kV）時，再采用單臺試驗變壓器來產(chǎn)生在技術(shù)和經(jīng)濟上不合理。 UkV時，采用若干臺試驗變壓器組成串級裝 置來滿足要求。n級串級裝置的容量利用率常用的調(diào)壓供電裝置有：自耦變壓器；感應(yīng)調(diào)壓器；移卷調(diào)壓器；電動-發(fā)電機組球隙作用：防止因操作失誤而出現(xiàn)過電壓，放電電壓

26、設(shè)為(1.11.15)U。工頻耐壓試驗的實施方法： 按規(guī)定的升壓速度提升作用在被試品TO上的電壓，直到它等于所需的試驗電壓Ut為止。保持1分鐘，沒有發(fā)現(xiàn)絕緣擊穿或局部損傷，可認為合格通過。工頻高壓試驗的基本接線圖第2節(jié) 直流高電壓試驗被試品的電容量很大的場合（例如長電纜段、電力電容器等），用工頻給交流高電壓進行絕緣試驗時會出現(xiàn)很大的電容電流，要求試驗裝置具有很大的容量，很難做到。這時用直流高電壓試驗來代替工頻高電壓試驗直流輸電工程的增多促使直流高電壓試驗的廣泛應(yīng)用。直流高電壓的產(chǎn)生 將工頻高電壓經(jīng)高壓整流器而變換成直流高電壓；利用倍壓整流原理制成的直流高壓串級裝置（或稱串級直流高壓發(fā)生器)能產(chǎn)

27、生出更高的直流試驗電壓。高壓整流器 額定整流電流通過整流器的正向電流在一個周期內(nèi)的平均值額定反峰電壓當(dāng)整流器阻斷時，其兩端容許出現(xiàn)的最高反向電壓峰值。整流回路的基本技術(shù)參數(shù)：1. 額定平均輸出電壓2. 額定平均輸出電流最大反向電壓電壓脈動系數(shù)（紋波系數(shù)）： 對半波整流回路 直流高電壓試驗的特點和應(yīng)用范圍 特點：只有微安級泄漏電流，試驗設(shè)備的容量較小。 試驗時可同時測量泄漏電流，由所得得“電壓電 流”曲線能有效地顯示絕緣內(nèi)部的集中性缺陷或受潮。 用于旋轉(zhuǎn)電機時，能使電機定子繞組的端部絕緣也受到較高電壓的作用，發(fā)現(xiàn)端部絕緣中的缺陷。非破壞性試驗的性質(zhì)。 直流電壓下，絕緣內(nèi)的電壓分布由電導(dǎo)決定，因而

28、與交流運行電壓下的電壓分布不同，所以交流電氣設(shè)備的絕緣考驗不如交流耐壓試驗?zāi)菢咏咏鼘嶋H直流高電壓在各領(lǐng)域獲得越來越廣泛的應(yīng)用。（直流耐壓試驗 各種輸電設(shè)備的直流高壓試驗）第三節(jié) 沖擊高電壓試驗研究電氣設(shè)備在運行中遭受雷電過電壓和操作過電壓的作用時的絕緣性能 。 許多高壓試驗室中都裝設(shè)了沖擊電壓發(fā)生器，用來產(chǎn)生試驗用的雷電沖擊電壓波和操作沖擊電壓波。 高壓電氣設(shè)備在出廠試驗、型式試驗時或大修后都必須進行沖擊高壓試驗。 沖擊電壓發(fā)生器：由一組并聯(lián)的儲能高壓電容器，自直流高壓源充電幾十秒鐘后，通過銅球突然經(jīng)電阻串聯(lián)放電，在試品上形成陡峭上升前沿的沖擊電壓波形。沖擊波持續(xù)時間以微妙計，電壓峰值一般為幾

29、十KV至幾MV標(biāo)準雷電沖擊全波采用的是非周期性雙指數(shù)波多級沖擊電壓發(fā)生器單級沖擊電壓發(fā)生器能產(chǎn)生的最高電壓一般不超過200300kV。因而采用多級疊加的方法來產(chǎn)生波形和幅值都能滿足需要的沖擊高電壓波。基本原理:并聯(lián)充電，串聯(lián)放電產(chǎn)生雷電沖擊截波的原理： 利用所要求的試驗電壓波形（例如1.2/50 s）求出各個回路參數(shù)值試品上并聯(lián)一個適當(dāng)?shù)慕財嚅g隙，讓它在雷電沖擊全波的作用下?lián)舸?，作用在試品上的就是一個截波。 截斷裝置的要求實放電分散性小和能準確控制截斷時間。非周期性雙指數(shù)沖擊長波 國家標(biāo)準規(guī)定的標(biāo)準波形為250/2500 us。應(yīng)注意一下兩個問題： （1） 為大大拉長波前，又使發(fā)生器的利用系數(shù)

30、降低不是很多，需采用高效率回路。 （2） 計算操作波回路參數(shù)時，不能用前面介紹的雷電波時的近似計算法來計算操作波回路參數(shù)；要考慮充電電阻R對波形和發(fā)生器效率的影響。 衰減振蕩波 絕緣的沖擊高壓試驗方法 電氣設(shè)備內(nèi)絕緣的雷電沖擊耐壓試驗采用三次沖擊法，即對被試品施加三次正極性和三次負極性雷電沖擊試驗電壓。（1.2/50us全波）。 對變壓器和電抗器類設(shè)備的內(nèi)絕緣，還要進行雷電沖擊截波（1.2/25us)耐壓試驗。內(nèi)絕緣沖擊全波耐壓試驗應(yīng)在被試品上并聯(lián)球隙，并將它的放電電壓整定得比試驗電壓高1520。(變壓器電抗器類)或510(其他類試品)。目的是為了防止意外出現(xiàn)過高沖擊電壓而損壞試品。發(fā)現(xiàn)絕緣內(nèi)的局部損傷或故障，目前用得最多得監(jiān)測方法是拍攝變壓器中性點處得電流示波圖電力系統(tǒng)外絕緣的沖擊高壓試驗通常采用15次沖擊法，即對試品施加正、負極性沖擊全波試驗電壓各15次,相鄰兩次沖擊的時間間隔應(yīng)不小于1min,在每組15次沖擊的試驗中,如果擊穿或閃落