第六章電氣設(shè)備的耐壓試驗及高電壓測量

第一節(jié)工頻交流耐壓試驗

工頻交流耐壓試驗是檢驗電氣設(shè)備絕緣強度的最有效和最直接的方法。耐壓試驗能夠有效地發(fā)現(xiàn)導致絕緣抗電強度降低的各種缺陷。一、工頻耐壓試驗接線二、試驗變壓器的結(jié)構(gòu)形式及容量

高壓試驗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，同時又用它作為外絕緣，以省去高壓引出套管。雙套管的試驗變壓器。

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

(A)(6-1)

(kVA)(6-2)

式中U-試驗電壓，kV（有效值）；C-試品電容量，pF；

f-電源頻率，Hz。

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

工頻高壓試驗變壓器的調(diào)壓裝置有：自耦式調(diào)壓器、移卷式調(diào)壓器、電動-發(fā)電機組和感應式調(diào)壓器。自耦調(diào)壓器：調(diào)壓范圍廣、功率損耗小、漏抗小、對波形的畸變少、體積小、價格低廉。移卷式調(diào)壓器：不存在滑動觸頭及直接短路線匝的問題，故容量可做得很大，且可以平滑無級調(diào)壓。電動-發(fā)電機組：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，且價格昂貴，故一般較少采用。第二節(jié)直流耐壓試驗

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：容量小，輕便測泄漏電流對絕緣損傷小對電機端部絕緣缺陷比較靈敏與交流試驗互為補充一、直流高壓的產(chǎn)生電路額定直流電壓平均值UP，電壓脈動系數(shù)S，額定直流電流平均值IP通常負載電阻RL遠大于保護電阻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（亦即負載的平均電壓），負載的平均電流為Ip，，則在t1~t2電容放電期間，電容C通過負載放掉的電荷為（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)生的電壓脈動為

(6-5)電壓脈動系數(shù)為

(6-6)可見電壓脈動隨負載電流增加而增大，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。=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)這種效率已屬沖擊電壓發(fā)生器的最高效率，低效率回路點火球隙第四節(jié)穩(wěn)態(tài)高電壓的測量常用于穩(wěn)態(tài)高電壓測量的方法主要有靜電電壓表法、分壓器測量法、高值電阻串聯(lián)微安表法和球隙測量法等。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:測峰值五、阻容分壓器對分壓器的基本要求分壓比要準確，波形變分壓比要穩(wěn)定分壓器對被測系統(tǒng)的影響要小防止電暈的產(chǎn)生分壓信號的傳輸?shù)谖骞?jié)沖擊高壓的測量沖擊電壓是一種非周期性快速變化的脈沖電壓，因此測量沖擊電壓的儀表和測量系統(tǒng)必須具有良好的瞬變響應特性。沖擊點呀的測量包括峰值測量和波形記錄兩個方面，目前最常用的測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測量球隙。峰值電壓表和球隙只能測量沖擊電壓峰值；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間的變化規(guī)律。一、沖擊分壓器—示波器測量系統(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工頻交流耐壓試驗時，試驗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，可以采用幾臺變壓器串聯(lián)的形式，此時設(shè)備的試驗容量與裝置總?cè)萘恐鹊闹惦S級數(shù)增加而減少。2直流高壓試驗設(shè)備的基本參數(shù)有三個，即輸出的額定直流電壓平均值UP，相應的額定直流電流平均值IP及其電壓脈動系數(shù)S。根據(jù)規(guī)程規(guī)定，脈動系數(shù)應不大于3%。隨直流高壓試驗設(shè)備的級數(shù)增加，其電壓脈動和電壓降落增加很快。3在進行直流耐壓試驗時，可以同時測量泄漏電流，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)標準沖擊電壓波形可以算出波前時間和半峰值時間。多級沖擊電壓發(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)