高电压实验2013课件

1、高电压实验高电压实验 主讲：胡建林 绪论绪论 1.1.高电压实验学习的目的及意义高电压实验学习的目的及意义2.2.高电压实验的学习内容高电压实验的学习内容3.3.高电压实验的学习方法高电压实验的学习方法l高电压技术是一门物理学科，研究方法无外乎理论高电压技术是一门物理学科，研究方法无外乎理论( (含含计算计算) )和实验两种。和实验两种。l高电压实验是高电压技术的一个重要组成部分。高电压实验是高电压技术的一个重要组成部分。l高电压技术是一门特别强调实践能力的技术，学习本课高电压技术是一门特别强调实践能力的技术，学习本课程可以使同学们掌握高电压实验的基本方法和基本技能，程可以使同学们掌握高电压实

2、验的基本方法和基本技能，培养严肃认真和实事求是的科学作风，学会分析问题和培养严肃认真和实事求是的科学作风，学会分析问题和解决问题的能力，为以后工作和研究打下基础。解决问题的能力，为以后工作和研究打下基础。 1. 高电压实验学习的目的及意义高电压实验学习的目的及意义l高电压实验的基本要求和安全操作高电压实验的基本要求和安全操作 l绝缘特性研究及电气设备的预防性试验绝缘特性研究及电气设备的预防性试验l高电压试验技术的实验高电压试验技术的实验 l电力系统过电压的实验电力系统过电压的实验 l高压电器的实验高压电器的实验 2.高电压实验的学习内容高电压实验的学习内容 l实验前必须预习、准备实验前必须预习

3、、准备 l实验中需进行设备参数的记录实验中需进行设备参数的记录 l实验中结合教材对实验原理、内容的更深入理解实验中结合教材对实验原理、内容的更深入理解 l做做好实验，详细记录实验数据、实验现象好实验，详细记录实验数据、实验现象 l结合问题分析实验结果结合问题分析实验结果 l写好实验报告，回答问题写好实验报告，回答问题 3. 高电压实验的学习方法高电压实验的学习方法第一章第一章 高电压实验的基本要求高电压实验的基本要求 1.1.高电压实验的高电压实验的基本要求基本要求2.2.高电压实验的高电压实验的安全要求安全要求3.3.高电压实验装置的高电压实验装置的基本控制回路基本控制回路1. 高电压实验的

4、基本要求高电压实验的基本要求 l实验前的准备实验前的准备l实验前的检查实验前的检查l实验中的要求实验中的要求l实验后的报告实验后的报告1. 高电压实验的基本要求高电压实验的基本要求-实验前的准备实验前的准备 l预习预习复习相关专业课章节；了解实验目的、内容、方法和步骤；明复习相关专业课章节；了解实验目的、内容、方法和步骤；明确实验注意事项；根据实验目的拟定实验接线图；准备实验用确实验注意事项；根据实验目的拟定实验接线图；准备实验用表格。表格。l分组分组推选组长，负责全组实验分工，担任安全监护。推选组长，负责全组实验分工，担任安全监护。l安规安规牢记高电压实验的安全操作规程，坚决杜绝人身事故。牢

5、记高电压实验的安全操作规程，坚决杜绝人身事故。1. 高电压实验的基本要求高电压实验的基本要求-实验前的检查实验前的检查 l接线检查接线检查接线力图线路简单明了，检查实验接线是否正确，高压电路是否自成回路，接线力图线路简单明了，检查实验接线是否正确，高压电路是否自成回路，带电部分的安全距离是否足够，合理布置实验场地。经两人检查确实无误后，带电部分的安全距离是否足够，合理布置实验场地。经两人检查确实无误后，请指导老师复查，未经指导老师允许，不可擅自合闸。请指导老师复查，未经指导老师允许，不可擅自合闸。l接地检查接地检查接地必须牢靠、可靠。每个实验点的接地线与实验室的接地母线相连，与接接地必须牢靠、

6、可靠。每个实验点的接地线与实验室的接地母线相连，与接地母线相连的接地线需用多股裸导线。实验开始前，应将接地棒从实验设备地母线相连的接地线需用多股裸导线。实验开始前，应将接地棒从实验设备的高压端取下。的高压端取下。l周围物体的接地周围物体的接地周围物体外壳必须接地，尤其是电容器，还应短路后接外壳再接地。周围物体外壳必须接地，尤其是电容器，还应短路后接外壳再接地。l遮拦的设立遮拦的设立实验时应有必要的遮拦，实验人员必须站在遮拦外，不得向试区探头、伸手。实验时应有必要的遮拦，实验人员必须站在遮拦外，不得向试区探头、伸手。1. 高电压实验的基本要求高电压实验的基本要求-实验中的要求实验中的要求 l不准

7、谈笑打闹或做与实验无关的事情。不准谈笑打闹或做与实验无关的事情。l操作者一只手升压，另一只手放在跳闸按钮的位置上，注意电压表（或电流操作者一只手升压，另一只手放在跳闸按钮的位置上，注意电压表（或电流表），一旦发生意外，立即跳闸。表），一旦发生意外，立即跳闸。l电压必须从零开始均匀缓慢升高，实验过程中出现异常，立即跳闸，并将调电压必须从零开始均匀缓慢升高，实验过程中出现异常，立即跳闸，并将调压器退回零位。压器退回零位。l专人记录，记录数据清楚整齐。专人记录，记录数据清楚整齐。l实验完毕或更换试品时，调压器调零，接地棒对高压部分放电（对电容器或实验完毕或更换试品时，调压器调零，接地棒对高压部分放电

8、（对电容器或长电缆放电时，应先经一电阻放电后，再直接放电，且不得少于长电缆放电时，应先经一电阻放电后，再直接放电，且不得少于2min2min），并），并将接地棒挂于高压端，否则不能触及。将接地棒挂于高压端，否则不能触及。l实验完毕，清理现场，拆除连线，设备、仪表及连线回归原处。实验完毕，清理现场，拆除连线，设备、仪表及连线回归原处。1. 高电压实验的基本要求高电压实验的基本要求-实验后的报告实验后的报告 l实验用纸。实验用纸。l独立完成。独立完成。l上交时间及方式。上交时间及方式。2.高电压实验的高电压实验的安全要求！安全要求！ l三不伤害：不伤害自己、不伤害别人，不被别人伤害；三不伤害：不伤

9、害自己、不伤害别人，不被别人伤害；l不伤害设备；不伤害设备；l严格遵守高电压实验安全工作规程；严格遵守高电压实验安全工作规程；l不见地线不干活不见地线不干活; ;2.高电压实验的高电压实验的安全要求！安全要求！ l做高电压实验时必须严肃认真，精力集中，精神不振或精神失做高电压实验时必须严肃认真，精力集中，精神不振或精神失常者不得进行实验。常者不得进行实验。喝酒之后是绝对不能进行高电压实验的喝酒之后是绝对不能进行高电压实验的; ;l每组实验由组长分工，并指定每组实验由组长分工，并指定操作、记录和监护人操作、记录和监护人 ; ;l实验操作者，实验操作者，不得擅离职守不得擅离职守; ;l进行实验时，

10、操作者应分别进行实验时，操作者应分别高呼口令高呼口令( (“高压合闸高压合闸( (或按警或按警铃铃) )”、“放电放电”、“去掉接地棒去掉接地棒”等等) ) ，在监护人同意并重，在监护人同意并重复上述操作口令后才能进行具体操作复上述操作口令后才能进行具体操作; ;l任何时候接触高压设备的高电压部分，都必须首先检查电任何时候接触高压设备的高电压部分，都必须首先检查电源是否已切断，并检查接地源是否已切断，并检查接地; ;l实验过程中如发生实验过程中如发生故障或事故故障或事故，应，应立即跳闸立即跳闸，并报告指导，并报告指导教师进行检查处理，如遇教师进行检查处理，如遇人身事故应立即组织进行抢救人身事故

11、应立即组织进行抢救; ;l每次实验完毕后，应将接地棒挂在高压设备上每次实验完毕后，应将接地棒挂在高压设备上; ;l进行冲击电流试验时，应准备好进行冲击电流试验时，应准备好灭火器灭火器。高电压实验的高电压实验的安全要求安全要求 ！高电压实验装置的基本控制回路高电压实验装置的基本控制回路l进行高电压实验时，一方面要求获得实验所需的高电压，另一进行高电压实验时，一方面要求获得实验所需的高电压，另一方面还要求遇到异常情况时，能迅速切断电源。因此，每套高方面还要求遇到异常情况时，能迅速切断电源。因此，每套高电压实验装置都具有都具有完成试验和事故时切断电源的控制电压实验装置都具有都具有完成试验和事故时切断

12、电源的控制回路和信号显示。回路和信号显示。l控制回路通常由电源开关、熔断器、合闸按钮、分闸按钮、交控制回路通常由电源开关、熔断器、合闸按钮、分闸按钮、交流接触器、电流互感器、过流速断继电器、电流表、电压表、流接触器、电流互感器、过流速断继电器、电流表、电压表、信号指示灯、警铃等组成。信号指示灯、警铃等组成。l大容量试验变压器的电源开关主要采用高压断路器、高压交流大容量试验变压器的电源开关主要采用高压断路器、高压交流接触器；小容量试验变压器可采用刀开关、自动空气开关等。接触器；小容量试验变压器可采用刀开关、自动空气开关等。控制回路的分类：控制回路的分类：l手动升压和降压手动升压和降压试验变压器容

13、量较小（试验变压器容量较小（5 510kVA10kVA）时。）时。l自动升压和降压自动升压和降压试验变压器容量较大（试验变压器容量较大（100kVA100kVA）时。）时。高电压实验装置的基本控制回路高电压实验装置的基本控制回路YDJ5/50试验变压器的试验接线图（a）一次接线；（b）二次接线展开图Q-电源开关；FU-熔断器；T1-自耦调压器；T2-试验变压器；T3-电流互感器；A-电流表；V1-低压电压表；V2-高压静电电压表；R-保护电阻；Cx-试品；KA-过流速断继电器；SB1-合闸按钮；SB2-分闸按钮；K1-交流接触器；K1-1、K1-2，K1-4-“K1”的动合触点；K1-3“K1

14、”的动断触点；KA1-1-“KA”的动断触点。FU 按下图（按下图（a a）接好一次试验线路）接好一次试验线路合电源开关Q按合闸按纽按合闸按纽SBSB1 1交流接触器交流接触器K1K1的线圈带电的线圈带电所有所有K1K1相关相关触点动作触点动作所有所有K1K1相关触点动作相关触点动作闭合闭合断开闭合所有所有K1K1相关触点动作相关触点动作顺时针转动调压顺时针转动调压器器T1T1的手柄升压的手柄升压主电路接通，调压器主电路接通，调压器回路接通，可以升压回路接通，可以升压逆时针转动调压器逆时针转动调压器T1T1的的手柄降压到零位手柄降压到零位升到适当电压后进行升到适当电压后进行实验，试品无异常，实

15、验，试品无异常，则开始降压则开始降压按分闸按钮按分闸按钮SB2SB2K1K1断电，接触器各断电，接触器各触电状态发生变化触电状态发生变化闭合断开断开断开升压信号灯升压信号灯RDRD熄灭，电源信号灯熄灭，电源信号灯GNGN亮亮拉开电源开拉开电源开关关Q实验完成。实验完成。以上是实验过程中试品无击穿或闪络时的操作过程。以上是实验过程中试品无击穿或闪络时的操作过程。当发生击穿或闪络时，试验电路中将会出现很大的电流当发生击穿或闪络时，试验电路中将会出现很大的电流KA动作触点触点KA1-1KA1-1断开断开K1K1断电，所有触点状态转换断电，所有触点状态转换则回路状态变为如下图所示，则回路状态变为如下图

16、所示， 需注意需注意的是，此时应立即把调压器降至零位，的是，此时应立即把调压器降至零位，避免下一次试验非零合闸。避免下一次试验非零合闸。拉开开关拉开开关Q,Q,完成试验完成试验第三章 绝缘特性研究及电气设备的预防性试验 l概述概述l交直流电压下空气间隙的击穿交直流电压下空气间隙的击穿l电气设备的介质损耗角正切测量电气设备的介质损耗角正切测量l阀型避雷器的预防性试验阀型避雷器的预防性试验l电气设备绝缘的局部放电测量电气设备绝缘的局部放电测量l高电压绝缘试验：高电压绝缘试验： 绝缘特性试验绝缘特性试验 绝缘强度试验绝缘强度试验 非破坏性试验非破坏性试验 破坏性试验破坏性试验 绝缘特性试验：在较低电

17、压下，对各种绝缘物质进行极化、电绝缘特性试验：在较低电压下，对各种绝缘物质进行极化、电导、损耗和击穿等物理特性的研究。导、损耗和击穿等物理特性的研究。 绝缘强度试验：在规定电压下和时间内绝缘强度试验：在规定电压下和时间内( (或波形或波形) )，对各种电气，对各种电气设备的绝缘进行试验，以便确定它们是否具有规定的绝缘强度。设备的绝缘进行试验，以便确定它们是否具有规定的绝缘强度。1.概述概述 l这两种试验应互相配合，验证用于电力系统的电气设备是这两种试验应互相配合，验证用于电力系统的电气设备是否具有可靠的绝缘性能，从而保证系统的安全供电。但两否具有可靠的绝缘性能，从而保证系统的安全供电。但两种试

18、验的开展有先后顺序。种试验的开展有先后顺序。l本章所述实验多数是绝缘特性试验的内容，同时，结合生本章所述实验多数是绝缘特性试验的内容，同时，结合生产实际，以阀型避雷器为例，进行预防性试验安排，使大产实际，以阀型避雷器为例，进行预防性试验安排，使大家对电气设备的绝缘试验有一个完整的认识。家对电气设备的绝缘试验有一个完整的认识。1.概述概述 由于空气间隙的击穿电压受诸多因素影响，很难根据现有的由于空气间隙的击穿电压受诸多因素影响，很难根据现有的放电理论，利用数值计算方法精确获得，工程上往往依靠实验确放电理论，利用数值计算方法精确获得，工程上往往依靠实验确定空气间隙的抗电强度，或根据一些典型电极在不

19、同距离下的击定空气间隙的抗电强度，或根据一些典型电极在不同距离下的击穿电压值，估算其绝缘距离。穿电压值，估算其绝缘距离。 而在电气设备绝缘结构中，电场绝大多数是不均匀的，比如而在电气设备绝缘结构中，电场绝大多数是不均匀的，比如工程上经常遇到的长空气间隙绝缘。工程上经常遇到的长空气间隙绝缘。2.交直流电压下空气间隙的击穿交直流电压下空气间隙的击穿 一、实验目的一、实验目的1.1.掌握测定空气间隙距离及其击穿电压的方法掌握测定空气间隙距离及其击穿电压的方法 在实验室如何进行交流、直流电压下用实验方法测定空气间隙距离及其击穿电压的方法。2.交直流电压下空气间隙的击穿交直流电压下空气间隙的击穿 一、实

20、验目的一、实验目的2.2.了解空气间隙的击穿电压与电极极性、大气条件等因素的关系了解空气间隙的击穿电压与电极极性、大气条件等因素的关系极不均匀电场中，直流电压下空气间隙的击穿存在极性效应：即击穿电压的高低受电极极性影响显著。2.交直流电压下空气间隙的击穿交直流电压下空气间隙的击穿 一、实验目的一、实验目的3.3.了解极间障对空气间隙击穿电压的影响了解极间障对空气间隙击穿电压的影响 在极不均匀电场中，直流电压下，置入一薄层介质(称为极间障)，可以不同程度地提高空气间隙的击穿电压。了解极间障影响放电的机理。2.交直流电压下空气间隙的击穿交直流电压下空气间隙的击穿 实验装置包括：工频试验变压器实验装

21、置包括：工频试验变压器( (YDJ550型型)、单相自耦调压器、单相自耦调压器(5kVA)各一台，充电各一台，充电(水水)电阻、低压电压表、静电电压表电阻、低压电压表、静电电压表(QV)各各一只，高压硅堆一只，高压硅堆(2DL2000.5)、保护、保护(水水)电阻、接地棒各电阻、接地棒各2只，连只，连接用裸铝线若干。接用裸铝线若干。 2.交直流电压下空气间隙的击穿交直流电压下空气间隙的击穿 二、实验装置及接线二、实验装置及接线三、实验内容三、实验内容1.1.求取直流电压下空气间隙距离与其击穿电压之间的关系曲线。求取直流电压下空气间隙距离与其击穿电压之间的关系曲线。2.2.求出交流电压下空气间隙

22、距离与其击穿电压之间的关系曲线。求出交流电压下空气间隙距离与其击穿电压之间的关系曲线。2.交直流电压下空气间隙的击穿交直流电压下空气间隙的击穿 四、实验注意事项四、实验注意事项1.1.合电源开关前，应检查调压器是否在零位，挂在滤波电容器上合电源开关前，应检查调压器是否在零位，挂在滤波电容器上的接地棒是否取掉；的接地棒是否取掉；2.2.检查接地棒的接地线是否可靠接地；检查接地棒的接地线是否可靠接地；3.3.滤波电容器在短时放电后，仍可能有残余电荷存在，放电后还滤波电容器在短时放电后，仍可能有残余电荷存在，放电后还应把接地棒挂在高压端上；应把接地棒挂在高压端上；4.4.若实验时的大气条件与标准气象

23、条件不符时，必须进行大气校若实验时的大气条件与标准气象条件不符时，必须进行大气校正。正。2.交直流电压下空气间隙的击穿交直流电压下空气间隙的击穿 五、实验报告要求五、实验报告要求除需要简单介绍交直流电压下空气间隙击穿理论基础外，其除需要简单介绍交直流电压下空气间隙击穿理论基础外，其它应参见课本它应参见课本P23P23要求。要求。六、思考题分析六、思考题分析按课本按课本P23P23对每个思考题进行回答。对每个思考题进行回答。2.交直流电压下空气间隙的击穿交直流电压下空气间隙的击穿 介质损耗的形式：介质损耗的形式：l电导损耗电导损耗: :电场作用下电介质电导产生的泄漏电流造成的能量损耗电场作用下电

24、介质电导产生的泄漏电流造成的能量损耗l极化损耗极化损耗：交流电压作用下，电介质由于周期性的极化过程，电介质中带：交流电压作用下，电介质由于周期性的极化过程，电介质中带点质点沿交变电场的方向作往复的有限位移并重新排列。这时质点要克服点质点沿交变电场的方向作往复的有限位移并重新排列。这时质点要克服极化分子间的内摩擦力造成能量损耗。极化损耗的大小与电介质的性能、极化分子间的内摩擦力造成能量损耗。极化损耗的大小与电介质的性能、结构、温度和交流电压的频率有关。结构、温度和交流电压的频率有关。l游离损耗游离损耗：气体游离引起的。：气体游离引起的。电导损耗、极化损耗主要存在于固体和液体介质中，而游离损耗电导

25、损耗、极化损耗主要存在于固体和液体介质中，而游离损耗( (即电晕即电晕和局部放电损耗和局部放电损耗) )则主要发生在气体或固体、液体介质中的局部气泡中。则主要发生在气体或固体、液体介质中的局部气泡中。3.电气设备的介质损耗角正切电气设备的介质损耗角正切tg测量测量介质损耗与绝缘的关系：介质损耗与绝缘的关系： 介质损耗与介质中的泄漏电流和有损极化电流密切相关。在绝缘受潮或有缺陷时，介质的电导会增加，这将导致泄漏电流的增大，从而使介质损耗增加；介质损耗的增加将导致介质内部的发热量的增加，使介质温度升高。由于介质电阻率具有负的温度系数，温度的升高又将使电导进一步增大，从而导致泄漏电流的进一步增加和有

26、损极化进一步加剧，更使绝缘内部的温度进一步升高，形成恶性循环。如果电介质温度升得过高，最终会在绝缘较薄弱的地方首先引起击穿，使介质失去绝缘性能。 3.电气设备的介质损耗角正切电气设备的介质损耗角正切tg测量测量介质损耗到介质击穿发展过程：介质损耗到介质击穿发展过程： 绝缘受潮或有缺陷绝缘受潮或有缺陷 介质的电导介质的电导介质损耗介质损耗 介质介质内部的发热量内部的发热量介质温度介质温度 电导进一步增大（负的温度系数）电导进一步增大（负的温度系数）泄漏电流的进一步泄漏电流的进一步介质温度进一步介质温度进一步击穿。击穿。而在绝缘中有大量的气泡、杂质或受潮时，夹层极化损耗也会而在绝缘中有大量的气泡、

27、杂质或受潮时，夹层极化损耗也会增加，最终会带来同样的结果。增加，最终会带来同样的结果。可见，介质损耗的大小，实际上是绝缘性能的一个反映。同一可见，介质损耗的大小，实际上是绝缘性能的一个反映。同一设备绝缘良好，介质损耗就小，绝缘受潮劣化，介质损耗就大。设备绝缘良好，介质损耗就小，绝缘受潮劣化，介质损耗就大。3.电气设备的介质损耗角正切电气设备的介质损耗角正切tg测量测量直流电压下：在无局部放电的情况下，介质中损耗仅有电导引直流电压下：在无局部放电的情况下，介质中损耗仅有电导引起，故可用绝缘电阻（或体积电导率和表面电导率）足以表示其起，故可用绝缘电阻（或体积电导率和表面电导率）足以表示其损耗。损耗

28、。交流电压下：在无局部放电的情况下，介质中的损耗不仅有电交流电压下：在无局部放电的情况下，介质中的损耗不仅有电导损耗，还有周期性极化引起的能量损耗，故引入一新的物理量导损耗，还有周期性极化引起的能量损耗，故引入一新的物理量“介质损耗介质损耗”。交流电压作用下介质的有功功率损耗即为介质损耗。交流电压作用下介质的有功功率损耗即为介质损耗。3.电气设备的介质损耗角正切电气设备的介质损耗角正切tg测量测量2PUCtgn测量介质损耗角正切测量介质损耗角正切tg的意义：的意义：l绝缘结构设计时，如绝缘结构设计时，如tg过大则引起严重发热，将使绝缘材料容易过大则引起严重发热，将使绝缘材料容易劣化，甚至可能导

29、致不稳定性热击穿。劣化，甚至可能导致不稳定性热击穿。l绝缘受潮、油或浸渍物脏污或劣化变质、绝缘中有气隙放电等，绝缘受潮、油或浸渍物脏污或劣化变质、绝缘中有气隙放电等，tg急剧上升，因此可作为预防性试验的一个项目。急剧上升，因此可作为预防性试验的一个项目。l对电机电缆这类大体积、大容量的电设备，测量效果差，一般不对电机电缆这类大体积、大容量的电设备，测量效果差，一般不做该试验。而对套管等这类小容量、小体积的设备，则比较敏感，做该试验。而对套管等这类小容量、小体积的设备，则比较敏感，不但可以反映绝缘的全面情况，还可以检查出某些集中性缺陷。不但可以反映绝缘的全面情况，还可以检查出某些集中性缺陷。3.

30、电气设备的介质损耗角正切电气设备的介质损耗角正切tg测量测量3.电气设备的介质损耗角正切电气设备的介质损耗角正切tg测量测量具有介质损耗的绝缘材料可用电容具有介质损耗的绝缘材料可用电容Cp和电阻和电阻Rp构成的并联等效构成的并联等效回路表示，也可以用电容回路表示，也可以用电容Cs和电阻和电阻Rs构成的串联等效回路表示。构成的串联等效回路表示。l并联回路：l串联回路：PPPPCRRCCURUIItg1tgCURUPPP22SSSSCSrSrCCIIrUUtgtgCUtgtgCUrIPSSS22221一、实验目的一、实验目的1. 了解了解QS1型交流电桥测量介损的原理（西林电桥）型交流电桥测量介损

31、的原理（西林电桥） 3.电气设备的介质损耗角正切电气设备的介质损耗角正切tg测量测量Cx:Rx为被测试为被测试样等效并联电样等效并联电容、电阻容、电阻;R3、R4为电阻为电阻比例臂比例臂;CN为平衡试样为平衡试样电容的标准电电容的标准电容容;C4为平衡介质为平衡介质损耗角正切的损耗角正切的可调电容。可调电容。西林电桥测量原理如上图所示（西林电桥测量原理如上图所示（a）正接法，（）正接法，（b）反接法；）反接法；一、实验目的一、实验目的当西林电桥平衡时，当西林电桥平衡时，G中无电流，应有中无电流，应有ZxZ4=ZNZ3，容易推得：，容易推得： 3.电气设备的介质损耗角正切电气设备的介质损耗角正切

32、tg测量测量)(014434442CRCRRRRCCRCRwxxxNxx441RwCRwCtgxx46441010100CCtg若若C4以微法计，则以微法计，则C4的微法数即为的微法数即为tg的值的值一、实验目的一、实验目的当采用反接线测量时，测量线和桥体内各元件均处在高电位，它们对当采用反接线测量时，测量线和桥体内各元件均处在高电位，它们对外壳必须有良好的绝缘才能保证安全操作。外壳必须有良好的绝缘才能保证安全操作。QS1QS1型电桥内各部分的绝缘型电桥内各部分的绝缘能耐受能耐受15kV15kV、lminlmin，才能保证在，才能保证在10kV10kV试验电压下，对一极接地的试品进试验电压下，

33、对一极接地的试品进行反接线测量。此时，电桥测量线对地的绝缘距离不得少于行反接线测量。此时，电桥测量线对地的绝缘距离不得少于1015cm1015cm）。）。 3.电气设备的介质损耗角正切电气设备的介质损耗角正切tg测量测量一、实验目的一、实验目的2.2.了解了解QS1QS1型交流电桥的结构及组成型交流电桥的结构及组成 （见课本（见课本2929页图页图3-63-6） 3.电气设备的介质损耗角正切电气设备的介质损耗角正切tg测量测量一、实验目的一、实验目的3. 了解了解QS1型电桥测量电气设备绝缘的型电桥测量电气设备绝缘的tg及及 Cx的方法。的方法。n 保护用放电管保护用放电管选择低压臂参数时已考

34、虑到使正常情况下出现在选择低压臂参数时已考虑到使正常情况下出现在R3、R4和和C4上的上的压降不超过几伏，但当试品或标准电容器发生闪络时，在压降不超过几伏，但当试品或标准电容器发生闪络时，在B、C点点上可能出现高电位，为此在上可能出现高电位，为此在B、C点和地之间各并联一放电管作为点和地之间各并联一放电管作为保护。放电管放电电压约为保护。放电管放电电压约为100V，B、C上的电位超过放电电压时，上的电位超过放电电压时，放电管放电起到保护作用。放电管放电起到保护作用。3.电气设备的介质损耗角正切电气设备的介质损耗角正切tg测量测量3.电气设备的介质损耗角正切电气设备的介质损耗角正切tg测量测量有

35、分流电阻的西林电桥有分流电阻的西林电桥44233333133/()()()/(100)()/(100)(100)CDBDxnnnnUUZZZUIRI R RRUR RZRRRRn当试品电容值较大时，可在当试品电容值较大时，可在R3旁并联分流电阻旁并联分流电阻Rn，满足，满足0nRrs 当电桥平衡时，有当电桥平衡时，有BDCDUU343443100()100txNnnxNnRCC RR RRgC RC RR一、实验目的一、实验目的3. 了解了解QS1型电桥测量电气设备绝缘的型电桥测量电气设备绝缘的tg及及 Cx的方法。的方法。n 桥臂对地杂散电流影响桥臂对地杂散电流影响3.电气设备的介质损耗角正

36、切电气设备的介质损耗角正切tg测量测量一、实验目的一、实验目的3. 了解了解QS1型电桥测量电气设备绝缘的型电桥测量电气设备绝缘的tg及及 Cx的方法。的方法。n 外界磁场干扰情况下，消除和减小误差方法外界磁场干扰情况下，消除和减小误差方法将电桥移到磁场干扰以外的地方；将电桥移到磁场干扰以外的地方；金属箱对检流计进行屏蔽；金属箱对检流计进行屏蔽；改变检流计极性进行两次测量改变检流计极性进行两次测量3.电气设备的介质损耗角正切电气设备的介质损耗角正切tg测量测量12122/()xxxxxCC CCC12t() / 2gtgtg一、实验目的一、实验目的3. 了解了解QS1型电桥测量电气设备绝缘的型

37、电桥测量电气设备绝缘的tg及及 Cx的方法。的方法。n 外界电场干扰情况下，消除和减小误差方法外界电场干扰情况下，消除和减小误差方法桥体加以屏蔽；桥体加以屏蔽；采用屏蔽线连接采用屏蔽线连接CX和和CN；倒相法；倒相法；3.电气设备的介质损耗角正切电气设备的介质损耗角正切tg测量测量一、实验目的一、实验目的3. 了解了解QS1型电桥测量电气设备绝缘的型电桥测量电气设备绝缘的tg及及 Cx的方法。的方法。n 某电源极性下，检流计极性开关某电源极性下，检流计极性开关K2置于接通置于接通1和和2下，调节电桥平下，调节电桥平衡后，计算出衡后，计算出tg1和和Cx1；n 将电源开关倒相，重新在开关将电源开

38、关倒相，重新在开关K2置于接通置于接通1和和2下，调节电桥平衡下，调节电桥平衡后，计算出后，计算出tg2和和Cx2；n 综合计算综合计算tg和和Cx。3.电气设备的介质损耗角正切电气设备的介质损耗角正切tg测量测量3.电气设备的介质损耗角正切电气设备的介质损耗角正切tg测量测量二、实验装置及接线二、实验装置及接线三、实验内容三、实验内容参见课本参见课本P31P31页。页。3.电气设备的介质损耗角正切电气设备的介质损耗角正切tg测量测量四、实验注意事项四、实验注意事项n每次升压或切断电源之前，必须将灵敏度置于最小位置，以免每次升压或切断电源之前，必须将灵敏度置于最小位置，以免损坏检流计；损坏检流

39、计；n在施加电压后，应注意观察和倾听有无电晕现象存在，若出现在施加电压后，应注意观察和倾听有无电晕现象存在，若出现电晕，应停电检查并设法消除，以保证实验正常进行；电晕，应停电检查并设法消除，以保证实验正常进行；n测试完毕，或需要触及高压部件时，必须切断高压电源，用接测试完毕，或需要触及高压部件时，必须切断高压电源，用接地棒对试品放电并挂在试品的高压端，以确保人身安全；地棒对试品放电并挂在试品的高压端，以确保人身安全；3.电气设备的介质损耗角正切电气设备的介质损耗角正切tg测量测量四、实验注意事项四、实验注意事项n实际现场中第一步应该是根据现场试验条件、试品类型选择试实际现场中第一步应该是根据现

40、场试验条件、试品类型选择试验接线，合理安排试验设备、仪器仪表及操作人员的位置和安验接线，合理安排试验设备、仪器仪表及操作人员的位置和安全措施；全措施；n增加灵敏度的调节方法，按增加灵敏度的调节方法，按R3、C4、顺序反复调节，使光带缩顺序反复调节，使光带缩至最窄；至最窄；ntg是反映绝缘介质损耗大小的特征参数，与绝缘体积无关；是反映绝缘介质损耗大小的特征参数，与绝缘体积无关；ntg判断绝缘状况的标准，着重于历年数据比较（纵比），同样判断绝缘状况的标准，着重于历年数据比较（纵比），同样运行条件的同类设备比较（横比）。运行条件的同类设备比较（横比）。五、实验报告要求五、实验报告要求n试分别推导出，

41、把试品用试分别推导出，把试品用Rx与与Cx的串联或并联等值电路表示时的的串联或并联等值电路表示时的tgx与与Cx的数学表达式；的数学表达式；n讨论桥体上讨论桥体上“-tg”的作用，并推导出使用的作用，并推导出使用“-tg”后的后的tgx与与Cx的数的数学表达式。学表达式。3.电气设备的介质损耗角正切电气设备的介质损耗角正切tg测量测量六、思考题六、思考题n电气设备绝缘的电气设备绝缘的tg与温度、电压之间存在什么样的关系？与温度、电压之间存在什么样的关系？介损主要是电导和极化损耗，其介损主要是电导和极化损耗，其tg与温度、电压之间的关系与介与温度、电压之间的关系与介质（主要是液体介质）有关、分中

42、性、弱极性液体介质和极注液体、极质（主要是液体介质）有关、分中性、弱极性液体介质和极注液体、极性与中性液体的混合油，是一种非线性的关系，具体参见性与中性液体的混合油，是一种非线性的关系，具体参见高电压绝缘高电压绝缘中中“液体介质的损耗液体介质的损耗”部分。部分。避雷器是电力系统中重要的设备之一，它的用途和作用是当系统中出避雷器是电力系统中重要的设备之一，它的用途和作用是当系统中出现危及它所保护设备（发电机、变压器和互感器）安全的各种类型的过电现危及它所保护设备（发电机、变压器和互感器）安全的各种类型的过电压时放电，限制加于被保护设备上的过电压，使之低于一定幅值，保证设压时放电，限制加于被保护设

43、备上的过电压，使之低于一定幅值，保证设备安全。过电压冲击波后，避雷器又能自动切断工频续流，保证系统正常备安全。过电压冲击波后，避雷器又能自动切断工频续流，保证系统正常运行。运行。为使避雷器能够达到预期的保护效果，必须满足下述以下两个基本要为使避雷器能够达到预期的保护效果，必须满足下述以下两个基本要求：求： 具有良好的伏秒特性，较小的冲击系数，以易于实现合理的绝缘配具有良好的伏秒特性，较小的冲击系数，以易于实现合理的绝缘配合；合； 应有较强的绝缘强度自恢复能力，以利于快速切断工频续流，使电应有较强的绝缘强度自恢复能力，以利于快速切断工频续流，使电力系统得以继续运行。避雷器一旦在冲击电压下放电，就

44、造成了系统对地力系统得以继续运行。避雷器一旦在冲击电压下放电，就造成了系统对地的短路，此后虽然雷电过电压瞬间消失，但持续作用的工频电压却在避雷的短路，此后虽然雷电过电压瞬间消失，但持续作用的工频电压却在避雷器中形成工频短路接地电流，即工频续流。器中形成工频短路接地电流，即工频续流。4.阀型避雷器的预防性试验阀型避雷器的预防性试验一、实验目的一、实验目的1.1. 熟悉熟悉FSFS型、型、FZFZ型避雷器工频放电电压的测试意义和测试方法。型避雷器工频放电电压的测试意义和测试方法。FSFS型避雷器型避雷器 普阀避雷器；普阀避雷器；FZFZ型避雷器型避雷器 普阀带并联电阻。普阀带并联电阻。( (避雷器

45、避雷器的种类：保护间隙、管型避雷器、阀型避雷器、的种类：保护间隙、管型避雷器、阀型避雷器、MOAMOA避雷器避雷器) ) 4.阀型避雷器的预防性试验阀型避雷器的预防性试验一、实验目的一、实验目的工频放电电压工频放电电压：在工频电压作用下避雷器发生放电的电压值。：在工频电压作用下避雷器发生放电的电压值。避雷器的工频放电电压不能过高。因为当避雷器的结构一定时，其冲击系数避雷器的工频放电电压不能过高。因为当避雷器的结构一定时，其冲击系数( (所谓冲击系数所谓冲击系数是指避雷器的冲击放电电压与其工频放电电压幅值之比是指避雷器的冲击放电电压与其工频放电电压幅值之比) )就就一定了。提高工频放电电压会使冲

46、击放电电压增大，从而影响避雷器的保护性一定了。提高工频放电电压会使冲击放电电压增大，从而影响避雷器的保护性能。能。避雷器的工频放电电压不能过低，因为当间隙的切断比（所谓切断比是指避避雷器的工频放电电压不能过低，因为当间隙的切断比（所谓切断比是指避雷器工频放电电压的下限值与其灭弧电压（避雷器能够在工频续流第一次经过雷器工频放电电压的下限值与其灭弧电压（避雷器能够在工频续流第一次经过零值时灭弧的条件下，允许加在避雷器上的最高工频电压的比值）一定时，降零值时灭弧的条件下，允许加在避雷器上的最高工频电压的比值）一定时，降低工频放电电压会使避雷器的灭弧电压降低，导致避雷器在雷电过电压下动作低工频放电电压

47、会使避雷器的灭弧电压降低，导致避雷器在雷电过电压下动作后不能熄弧。后不能熄弧。4.阀型避雷器的预防性试验阀型避雷器的预防性试验一、实验目的一、实验目的测避雷器的工频放电电压在于检查它的放电特性，将其测试值与标准测避雷器的工频放电电压在于检查它的放电特性，将其测试值与标准值（参见表值（参见表3 31212和表和表3 31313）相比较，可以了解避雷器的灭弧性能、内）相比较，可以了解避雷器的灭弧性能、内部装配和元件的绝缘情况等是否正常。部装配和元件的绝缘情况等是否正常。 对对FSFS型避雷器，在交接和运行中都应定期测试其工频放电电压。该试型避雷器，在交接和运行中都应定期测试其工频放电电压。该试验项

48、目对验项目对FSFS型避雷器保护性能直接有效的试验方法，主要目的在于检查型避雷器保护性能直接有效的试验方法，主要目的在于检查避雷器火花间隙的结构及放电特性是否正常及过电压下动作的可靠性；避雷器火花间隙的结构及放电特性是否正常及过电压下动作的可靠性；对对FZFZ型等带并联电阻的避雷器，只有在其解体大修后，才测量工频放电型等带并联电阻的避雷器，只有在其解体大修后，才测量工频放电电压值。电压值。4.阀型避雷器的预防性试验阀型避雷器的预防性试验一、实验目的一、实验目的加压方法：对于加压方法：对于FZFZ型等有并联电阻避雷器，应采用型等有并联电阻避雷器，应采用快速加压法（由于快速加压法（由于电阻的热容量

49、有限）电阻的热容量有限）：用单相调压器将试验电压升至接近避雷器的灭弧：用单相调压器将试验电压升至接近避雷器的灭弧电压时，再以很快的速度将电压升至间隙动作。试验时，因难以人工读电压时，再以很快的速度将电压升至间隙动作。试验时，因难以人工读出电压值，需用电阻分压器配合示波器记录避雷器间隙动作时的放电电出电压值，需用电阻分压器配合示波器记录避雷器间隙动作时的放电电压波形，从而作出正确判断。压波形，从而作出正确判断。（试验时，由于并联电阻的热容量有限；当间隙动作后，若不及时切（试验时，由于并联电阻的热容量有限；当间隙动作后，若不及时切断试验电压，并联电阻有可能因过热而烧坏。为此，可用一只电流继电断试验

50、电压，并联电阻有可能因过热而烧坏。为此，可用一只电流继电器与被试避雷器串联，以保证在器与被试避雷器串联，以保证在0.2s0.2s内切断电源，达到试验的目的）。内切断电源，达到试验的目的）。 4.阀型避雷器的预防性试验阀型避雷器的预防性试验一、实验目的一、实验目的2. 掌握掌握FZ型避雷器的电导电流、非线性系数的测量意义和测试方法。型避雷器的电导电流、非线性系数的测量意义和测试方法。电导电流：在避雷器两端加一定直流电压时，流过避雷器本体的电流。电导电流：在避雷器两端加一定直流电压时，流过避雷器本体的电流。测量意义：该项试验只针对有测量意义：该项试验只针对有并联电阻的阀型避雷器并联电阻的阀型避雷器

51、（如（如 FZ、FCZ等），目的在于检查并联电阻的质量。由电导电流值判断并联电阻有无开等），目的在于检查并联电阻的质量。由电导电流值判断并联电阻有无开焊、断裂、是否存在严重受潮等。焊、断裂、是否存在严重受潮等。对串联组合使用的阀型避雷器，需测量各节避雷器元件的电导电流，对串联组合使用的阀型避雷器，需测量各节避雷器元件的电导电流，计算它们的非线性系数计算它们的非线性系数及其差值及其差值和电导电流差率和电导电流差率I()，可以进一步，可以进一步判断同相各节元件是否适合串联组合用。判断同相各节元件是否适合串联组合用。 4.阀型避雷器的预防性试验阀型避雷器的预防性试验一、实验目的一、实验目的2. 掌握

52、掌握FZ型避雷器的电导电流、非线性系数的测量意义和测试方法。型避雷器的电导电流、非线性系数的测量意义和测试方法。非线性系数非线性系数计算（对一节避雷器元件）：计算（对一节避雷器元件）：U1、U2为为50%规定试验电压（半压）及规定试验电压（全压），规定试验电压（半压）及规定试验电压（全压），kVI1、I2为为50%规定试验电压（半压）及规定试验电压（全压）下的电规定试验电压（半压）及规定试验电压（全压）下的电导电流值，导电流值，A。试验电压试验电压U1、U2及电导电流及电导电流I2的允许值范围列于表的允许值范围列于表3-1l中。一般要求中。一般要求非线性系数在非线性系数在0.350.45之间。

53、之间。测试方法：测试方法：直流电压结合微安表测量电压、电流。直流电压结合微安表测量电压、电流。4.阀型避雷器的预防性试验阀型避雷器的预防性试验1212lg/lgIIUU一、实验目的一、实验目的2.2. 掌握掌握FZFZ型避雷器的电导电流、非线性系数的测量意义和测试方法。型避雷器的电导电流、非线性系数的测量意义和测试方法。对于多个元件串联组成对于多个元件串联组成的应测量的应测量每个元件的非线性系数，并计算出串每个元件的非线性系数，并计算出串联两个元件的非线性系数的差值。联两个元件的非线性系数的差值。 ：=1-2；上两式中：上两式中：1、I1避雷器组合元件中最大的非线性系数和电导电流；避雷器组合元

54、件中最大的非线性系数和电导电流；2、I2避雷器组合元件中最小的非线性系数和电导电流。避雷器组合元件中最小的非线性系数和电导电流。 对对和和I的要求见表的要求见表311。规程规程规定，同一相内串联元件的规定，同一相内串联元件的不应大于不应大于0.05，若大于，则各元件在运行电压下承受的电压不均匀，严重，若大于，则各元件在运行电压下承受的电压不均匀，严重影响灭弧性能。影响灭弧性能。4.阀型避雷器的预防性试验阀型避雷器的预防性试验%100112IIII一、实验目的一、实验目的3.3. 测量绝缘电阻的方法、意义测量绝缘电阻的方法、意义 测量意义测量意义：对：对FSFS型而言，可有效发现避雷器受潮或瓷质

55、裂纹；对型而言，可有效发现避雷器受潮或瓷质裂纹；对FZFZ和和FCZFCZ型，不仅可以检查内部受潮，瓷质裂纹，还可以检查并联电阻接型，不仅可以检查内部受潮，瓷质裂纹，还可以检查并联电阻接触是否良好，是否老化变质或断裂；对触是否良好，是否老化变质或断裂；对MOAMOA而言，可发现内部受潮及瓷而言，可发现内部受潮及瓷质裂纹等缺陷。质裂纹等缺陷。 测量方法：测量方法：阀型避雷器：使用阀型避雷器：使用2500V2500V及以上兆欧表；及以上兆欧表；MOAMOA：使用：使用5000V5000V兆欧表。兆欧表。 判断标准：判断标准：对对FSFS型：新避雷器绝缘电阻大于型：新避雷器绝缘电阻大于2500250

56、0兆欧，运行中的大兆欧，运行中的大于于20002000兆欧；对兆欧；对MOAMOA：35kV35kV以及下不低于以及下不低于1000010000兆欧，兆欧，35kV35kV以上不低于以上不低于3000030000兆欧；对兆欧；对FZFZ、FCZFCZ等有并联电阻的避雷器，绝缘电阻无具体规定，等有并联电阻的避雷器，绝缘电阻无具体规定，应与上一次或同型号避雷器测量值无明显差异。应与上一次或同型号避雷器测量值无明显差异。4.阀型避雷器的预防性试验阀型避雷器的预防性试验一、实验目的一、实验目的4. 掌握金属氧化物避雷器（掌握金属氧化物避雷器（MOA）的动作电压）的动作电压U1mA和和0.75U1mA下

57、泄漏电下泄漏电流流I的测量方法。的测量方法。 MOA的起始动作电压（或参考电压）：的起始动作电压（或参考电压）：大致位于伏安曲线小电流区域上升部大致位于伏安曲线小电流区域上升部分进入大电流区域平坦部分的转折处。从这一电压开始，避雷器进入限制过电分进入大电流区域平坦部分的转折处。从这一电压开始，避雷器进入限制过电压的工作范围，也称转折电压。通常以通过压的工作范围，也称转折电压。通常以通过1mA工频电流阻性分量峰值或直流工频电流阻性分量峰值或直流幅值时的避雷器两端电压峰值幅值时的避雷器两端电压峰值U1mA定义为起始动作电压（或参考电压）。定义为起始动作电压（或参考电压）。 0.75 U1mA下泄漏

58、电流下泄漏电流I ：0.75倍直流参考电压下避雷器的泄漏电流。应小于倍直流参考电压下避雷器的泄漏电流。应小于50A。表征避雷器的非线性特性。表征避雷器的非线性特性。 测量方法（直流）：测量方法（直流）：采用简单的半波整流电路（如图采用简单的半波整流电路（如图3-12所示），易于实现，所示），易于实现，在制造单位和运用部门使用得较为广泛，但应在制造单位和运用部门使用得较为广泛，但应注意纹波系数注意纹波系数满足要求。测量满足要求。测量U1mA电流表用电流表用mA级；测量级；测量0.75UlmA电流表用电流表用50A挡。挡。 注意：注意：测量时应防止表面泄漏电流的影响，应将瓷套表面擦净或加屏蔽措施，

59、测量时应防止表面泄漏电流的影响，应将瓷套表面擦净或加屏蔽措施，并注意气候的影响。并注意气候的影响。4.阀型避雷器的预防性试验阀型避雷器的预防性试验一、实验目的一、实验目的5.5. 了解了解MOAMOA的阻性电流峰值和工频参考电压的测试方法。的阻性电流峰值和工频参考电压的测试方法。阻性电流：阻性电流：流过流过MOA泄漏电流中的阻性分量。泄漏电流中的阻性分量。测量意义：测量意义：MOA的电阻片可用阻容并联等值电路表示。在持续工作电压作的电阻片可用阻容并联等值电路表示。在持续工作电压作用下，流过用下，流过MOA电阻片的电流可分解为阻性电流电阻片的电流可分解为阻性电流Ir和容性电流和容性电流Ic两个分

60、量。两个分量。Ir在在全电流中占的比重很小；但它的存在会使电阻片劣化，而电阻片的劣化，又会全电流中占的比重很小；但它的存在会使电阻片劣化，而电阻片的劣化，又会进一步使进一步使Ir增大，形成恶性循环，严重影响增大，形成恶性循环，严重影响MOA的保护特性和寿命。可见定期的保护特性和寿命。可见定期检查检查MOA电阻片的阻性电流电阻片的阻性电流Ir及在及在Ir下参考电压的变化具有很大的现实意义。试下参考电压的变化具有很大的现实意义。试验研究表明：当验研究表明：当MOA阀片受潮或老化时，阻性电流幅值增加很快，因此监测阻阀片受潮或老化时，阻性电流幅值增加很快，因此监测阻抗电流可以有效地抗电流可以有效地监测