高压教材第二篇课件

1、第二篇第二篇 电气设备绝缘试验电气设备绝缘试验 现代社会对电力系统的安全运行和供电可靠性 提出了越来越高的要求。 绝缘往往是电力系统中的薄弱环节，绝缘故障 通常是引发电力系统事故的首要原因。 通过对绝缘的试验和各种特性的测量，了解并 评估绝缘在运行过程中的状态，从而能早期发 现故障的技术称为绝缘的监测和诊断技术。 按照对设备绝缘造成的影响程度不同，绝缘试 验可分为非破坏性试验和破坏性试验两大类。第四章第四章 电气设备绝缘预防性试验电气设备绝缘预防性试验电气设备绝缘预防性试验已成为保证现代电力系统安全可靠运行的重要措施之一。要求能及早发现绝缘缺陷，及时更换或修复，防患于未然。绝缘故障大多因内部存

2、在缺陷而引起，有些绝缘缺陷是在设备制造过程中产生和潜存下来的，还有一些绝缘缺陷则是在设备运行过程中在外界影响因素的作用下逐渐发展和形成的。由于缺陷种类很多、影响各异，所以绝缘预防性试验的项目也就多种多样，每个项目所反映的绝缘状态和缺陷性质亦各不相同，故同一设备往往要接受多项试验，才能作出比较准确的判断和结论。表4-1中列出了电力系统中主要电气设备的绝缘预防性试验项目，其中直流耐压和交流耐压是为了检验绝缘的电气强度，属破坏性试验的范畴，将放在下一章高电压试验中再作介绍，而其余各项均为非破坏性试验，所用试验电压较低，用不会损伤绝缘的方法测量其某些特性，借以判断绝缘的状态，这一类试验将在本章中介绍。

3、电力系统中主要电气设备的绝缘预防性试验项目 什么叫绝缘的老化？ 电气设备的绝缘在长期运行过程中会发生一系列物理变化和化学变化，致使其电气、机械及其他性能逐渐劣化，这种现象统称为绝缘的老化。 老化的原因有哪些？热、电、机械力、水分、氧化、各种射线、微生物等因素的作用。第一节第一节 绝缘的老化绝缘的老化一、电介质的热老化一、电介质的热老化 在高温的作用下，电介质在短时间内就会发生明显的劣 化；即使温度不太高，但如作用时间很长，绝缘性能也会 发生不可逆的劣化，这就是电介质的热老化。 温度越高，绝缘老化得越快，寿命越短。 热老化规则：热老化规则： 1. 热老化热老化88规则规则：对表4-2中的A级绝缘

4、介质，如果它们的工作温度超过规定值8，寿命约缩短一半。 2. 相应的对B级绝缘和H级绝缘则分别适用1010和和1212规则规则。 介质耐热等级 电老化系指在外加高电压或强电场作用下的老化。 介质电老化的主要原因是介质中出现局部放电。 二、电介质的电老化二、电介质的电老化局部放电引起固体介质腐蚀、老化、损坏的原因有： 破坏高分子的结构，造成裂解； 转化为热能，且不易散出，引起热裂解、气隙膨胀； 在局部放电区，产生高能辐射线，引起材料分解； 气隙中如含有氧和氮，放电可产生臭氧和硝酸，是强 烈的氧化剂和腐蚀剂，使材料发生化学破坏。各种绝缘材料耐局部放电的性能有很大差别： 云母、玻璃纤维等无机材料有很

5、好的耐局部放电能力 （所以旋转电机要采用云母、树脂作为绝缘材料）; 有机高分子聚合物等绝缘材料的耐局部放电的性能比 较差。三、其他影响因素三、其他影响因素机械应力：对绝缘老化的速度有很大的影响（例如悬式 绝缘子串中最易损坏的元件包括靠近横担的 那一片，而该片绝缘子在串中分到的电压并 不高，不过受到的机械负荷最大）；环境条件：紫外线、日晒雨淋、湿热等也对绝缘的老化 有明显的影响。第二节第二节 绝缘电阻、吸收比、泄漏电流的测量绝缘电阻、吸收比、泄漏电流的测量 绝缘电阻 一切电介质和绝缘结构的绝缘状态最基本的综合 性特性参数。 吸收现象 组合绝缘和层式结构，在直流电压下均有明显的 吸收现象，使外电路

6、中有一个随时间而衰减的吸 收电流。 吸收比 可检验绝缘是否严重受潮或存在局部缺陷。 泄漏电流 所加直流电压要比测量绝缘电阻时高得多。一、双层介质的吸收现象一、双层介质的吸收现象 不过这里为了方便起见，改用电阻R1和R2来代替图3-7中的电导Gl和G2 (R1=1/G1 , R2 =1/G2) 。 为简明计，此处以双层介质为例，分析其吸收特性。双层介质的等值电路（第三章中的图3-7）如下： 到达稳态后(设t=)，电压分布将与电阻成正比，即：2121RRUUt 在一般情况下，C2C1 R1R2，可见有一个电压重新分布的过程，亦即C1 、 C2 上的电荷要重新分配。 设在t0 瞬间合上开关，两层电介

7、质上的电压分布将与电容成反比，即：12021CCUUtteRRRCCCRRRUu2112122111teRRRCCCRRRUu2122112122teRRRRCCCRCRURRUdtduCRui212122121122211111)()()( 电导电流电导电流Ig吸收电流吸收电流ia 如果R2 C2 R1 C1 (即 C2 /C1 G2 / G1)，则吸收电流分量很小，吸收现象不明显。 当绝缘严重受潮或出现导电性缺陷时，阻值R1、 R2或二者之和显著减小，Ig大大增加，而ia迅速衰减。二、绝缘电阻和吸收比的测量二、绝缘电阻和吸收比的测量 测量绝缘电阻时，其值是不断变化的, 因为有吸收 电流分量

8、存在； 通常所说的绝缘电阻均指吸收电流衰减完毕后的稳 态电阻值，它等于两层介质绝缘电阻的串联值。 受潮时，绝缘电阻显著降低， 泄漏电流显著增大， 吸收电流迅速衰减。因此，能有效揭示绝缘整体受 潮、局部严重受潮、存在贯穿性缺陷等情况。但也有 局限性。 对于某些大型被试品，往往用测“吸收比吸收比”的方法 来替代； 原理：以加压60s时的绝缘电阻R60与加压15秒时的 电阻R15之比值（称为吸收比吸收比）来判断绝缘 的状态 601515601IIRRK R60 已经接近于稳态绝缘电阻值R，K1值恒大于1， 它越大表示吸收现象越显著，绝缘性能越好。 吸收比是同一试品在两个不同时刻的绝缘电 阻的比值，所

9、以排除了绝缘结构和体积尺寸 的影响。 一般以K11.3 作为设备绝缘状态良好的标准， 亦不尽合适，有些变压器的K1虽大于1.3，但 R值却很低；有些K1Cb，所以qr(CgCb)(UsUr)因为Cg 、Cb、Us、Ur都无法测量，所以qr亦难以确定。 可见要寻求其它能反映局部放电的量来进行测量： Ua=Cb(Us Ur)/(Ca+Cb) 当Cg上的电压变动(Us-Ur)时，会造成Ca上电压的变化量Ua 应为 外施电压是作用在Ca上的，Ca上电压的变化量Ua意味着试品两端的电压会下降Ua，相当于试品放掉电荷q。 q = (Ca+Cb) Ua因CaCb，所以 q CaUaq 称为视在放电量视在放电

10、量rbgbqCCCq 可见视在放电量q和真实放电量qr之间存在比例关系，所以测得q值也就能相对地反映qr的大小。 视在放电量： 概念：q是从外部间接反映缺陷处发生的放电量 特点：表达式中的量都是可以测得的，所以q 也是 可以测得的。 它是局部放电试验中的重要参量，国际和国家标准中，对于各类高压设备的视在放电量q的允许值均作出规定。 从q和qr的关系式知，q比真实放电量qr 小得多（ CgCb ）。 单位：计量单位为皮库（pC）。 除了上面的视在放电量之外，表征局部放电的重要参数尚有如下几项: 放电重复率放电重复率（N） 概念：表征PD的基本参数之一。它是在选定的时间 间隔内测得的每秒发生放电脉

11、冲的平均次数， 亦称脉冲重复率，表示局部放电的出现频度。N 值的计算：如果每半周内的放电次数为n，则N = 2fn = 100n 放电能量放电能量 (W) 其他参数其他参数 平均放电电流、放电的均方率、放电功率、局部放电起始电压（即前面提及的Ui）和局部放电熄灭电压等。iqUW21二、局部放电检测方法综述二、局部放电检测方法综述 伴随局部放电会出现多种现象：有些属于电气方面的，诸如电流脉冲、介质损耗突然增大、电磁波辐射等；另有一些则属于非电方面的，诸如光、热、噪声、气压变化、化学变化。利用这些派生现象就可以对局部放电进行检测。 近年来，局部放电的测试技术发展很快，检测方法也很多，具体也可分为电

12、气检测和非电检测两大类。在大多数情况下，非电检测法往往不够灵敏，大多限于定性检测，即只能判断是否存在局部放电，而不能作定量的分析；目前应用得比较广泛和成功的是电气检测法，特别是测量绝缘内部气隙发生局部放电时的电脉冲，它不仅可以灵敏地检出是否存在局部放电，还可判定放电强弱程度，各种检测方法各种检测方法: :（一）非电检测法（一）非电检测法 噪声检测法 光检测法 化学分析法（二）电气检测法（二）电气检测法 脉冲电流法 介质损耗法 下面仅介绍一下用脉冲电流法测量局部放电的视在放电量的原理。国际上推荐的有三种基本测试回路，分别如图国际上推荐的有三种基本测试回路，分别如图4-12 (a)4-12 (a)

13、、(b)(b)、(c)(c)所示：所示： 三种回路的基本目的都是使在一定电压作用下的被试品Cx中产生的局部放电电流脉冲流过检测阻抗Zm，然后把Zm上的电压或Zm及Zm上的电压差加以放大后送到测量仪器P（示波器、峰值电压表、或脉冲计数器等）上去，所测得的脉冲电压峰值与试品的视在放电量成正比，只要经过适当的校准，就能直接读出视在放电量q之值（pC), 如果P为脉冲计数器，则测得的是放电重复率。 所有上述回路中的阻塞阻抗 Z 和耦合电容Ck在所加试验电压下都不能出现局部放电，在一般情况下，希望Ck不小于Cx以增大检测阻抗上的信号。同时，Z应比Zm大，使得Cx中发生局部放电时，Cx与Ck之间能较快地转

14、换电荷，而从电源重新补充电荷（充电）的过程减慢，以提高测量的准确度。第五节第五节 电压分布的测量电压分布的测量 在工作电压的作用下,沿着绝缘结构表面有一定的电压分布: 表面清洁时，它取决于电容和杂散电容； 表面染污受潮时，则它将取决于表面电导。 通过测量电压分布也能发现某些绝缘缺陷。以表面比较清洁的悬式绝缘子为例：加装均压金具加装均压金具为了使绝缘子串上的电压分布均匀些，特别是减小靠近导线的那几片绝缘子所分到的电压，可在绝缘子串与导线连接处装设均压金具。零值绝缘子零值绝缘子根据正常的电压分布曲线和实测结果，就能判断绝缘子中是否有劣化或损坏。如果某一片绝缘子的实测电压低于标准值的一半时，即可认定

15、它为劣化绝缘子（称为低值或零值绝缘子）。第六节第六节 绝缘状态的综合判断绝缘状态的综合判断 通常不能孤立地根据某一项试验结果对绝缘状态下结论，而必须将各项试验结果联系起来进行综合分析，并考虑被试品的特点和特殊要求，方能作出正确的判断。 如果某一被试品的各项试验均顺利通过，各项指标均符合有关标准、规程的要求，一般就可认为其绝缘状态良好、可继续运行。 如果有个别试验项目不合格，达不到规程的要求，这时宜用“三比较三比较”的办法来处理： 与同类型设备比较 在同一设备的三相试验结果之间进行比较 与该设备技术档案中的历年试验所得数据作比较第五章第五章 绝缘的高电压试验绝缘的高电压试验 时至今日，高电压绝缘

16、方面的理论还远未完善，有许多高电压技术问题仍必须通过实际试验来解决。 电气设备的绝缘在运行中除了长期受到工作电压（工频交流电压或直流电压）的作用外，还会受到电力系统中可能出现的各种过电压的作用，所以在高压试验室内应能产生出模拟这些作用电压的试验电压（工频交流高压、直流高压、雷电冲击高压、操作冲击高压等），用以考验各种绝缘耐受这些高电压作用的能力。 本章将介绍产生各种试验电压的高压试验设备、各种高电压的测量方法以及绝缘高电压试验的接线和实施方法。第一节第一节 工频高电压试验工频高电压试验 工频高电压试验不仅仅为了检验绝缘在工频交流工作电压下的性能，也用来等效地检验绝缘对操作过电压和雷电过电压的耐

17、受能力。 本节主要介绍工频高电压的产生原理和工频高压试验的基本接线。一、工频高电压的产生一、工频高电压的产生 通常采用高压试验变压器或其串级装置来产生。 对电缆、电容器等电容量较大的被试品，可采用串联谐振回路来获得试验用的工频高电压。 工频高压装置是高压试验室中最基本的设备，也是产生其他类型高电压的设备的基础部件。 试验变压器本身应有很好的绝缘，但绝缘裕度小，试验过程中要严格限制过电压。 例如：500750kV 试验变压器本身绝缘的五分钟试验电压仅比其额定电压高1015。 额定电压高而额定容量不大。 试验变压器高压侧电流 I 和额定容量P 都主要取决于被试品的电容C 。A 103CUICAkV

18、 10232fCUUIPC( (一）高压试验变压器一）高压试验变压器 其工作原理与电力变压器没有什么不同，但在工作条件和结构方面则具有一系列特点： 250kV以上普通试验变压器的高压侧额定电流通常取为1A，但某些特殊被试品和某些特殊的试验项目，可能需要把试验变压器的额定电流选得比1A大得多。 用于对绝缘子进行湿闪或污闪试验的试验变压器还应有较小的漏抗。 外观上的特点：油箱本体不大，而其高压套管又长又大。 按照高压套管的数量，可将试验变压器分为两种类型，一种是单套管式，另一种是双套管式。 单套管式试验变压器单套管式试验变压器：额定电压一般不超过 250300 kV 双套管式试验变压器双套管式试验

19、变压器：最高额定电压能做到7501000 kV 试验变压器连续运行时间不长，发热较轻，因而不需要复杂的冷却系统。 漏抗大，短路电流较小，可降低机械强度方面的要求。 输出电压的波形很难符合正弦波形，需要采取措施加以修正。( (二二) )试验变压器串级装置试验变压器串级装置 变压器的体积和重量近似地与其额定电压的三次方成比例。 当所需产生的工频试验电压很高（例如超过750kV）时，再采用单台试验变压器来实施，在技术和经济上不合理。 U1000kV时，都要采用若干台试验变压器组成串级装置来满足要求。T2的容量为：P2=U3I3=U2I2T1的容量为：P1=U1I1=U2I2+U3I3=2U2I2整套

20、装置总容量：P=P1+P2=3U2I2串级装置的输出容量却只有: P= 2U2I2 装置的容量利用率32322222IUIUPP n 级串级装置的容量利用率12n 试验变压器串级的台数越多，容量利用率越 低。这是串级装置的固有缺点，因而通常很 少采用 n3 的方案。 图图 2250kV(32250kV(3750kV)750kV)工频高压串级装置工频高压串级装置二、工频高压试验的基本接线图二、工频高压试验的基本接线图 工频耐压试验的实施方法：工频耐压试验的实施方法： 按规定的升压速度提升作用在被试品TO上的电压，直到它等于所需的试验电压为止。一般保持1分钟，没有发现绝缘击穿或局部损伤，可认为合格

21、通过。第二节第二节 直流高电压试验直流高电压试验 被试品的电容量很大的场合（例如长电缆段、电力电容器等），用工频交流高电压进行绝缘试验时会出现很大的电容电流，这就要求试验装置具有很大的容量，很难做到。这时需用直流高电压试验来代替工频高电压试验。 直流输电工程的增多也促使直流高电压试验的应用更广泛。 一、直流高电压的产生一、直流高电压的产生 将工频高电压经高压整流器而变换成直流高电压。 利用倍压整流原理制成的直流高压串级装置（或称串级直流高压发生器)能产生出更高的直流试验电压。 （一）高压整流器（一）高压整流器 主要技术参数：主要技术参数： 额定整流电流 通过整流器的正向电流在一个周期内的平均值

22、。 额定反峰电压 当整流器阻断时，其两端容许出现的最高反向电压峰值。半波整流电路半波整流电路电路空载时整流器两端承受的反向电压udUc+Umsint = Um(1+sint ）最大反向电压Ud2Um 当接有负载时，电容C上的电压出现脉动现象整流回路的基本技术参数： 额定平均输出电压： 额定平均输出电流： 电压脉动系数（纹波系数）： 式中 对半波整流回路 2minmaxUUUavLavavRUIavUUS2minmaxUUUCfRUULav2 倍压整流回路倍压整流回路 前两种可获得等于2Um的直流电压，而后一种可以获得等于3Um的直流电压。串级直流高压发生器串级直流高压发生器 利用倍压整流电路作

23、为基本单元，多级串联起来即可组成一台串级直流高压发生器，如图所示。 如果级数是n，最后可得到的输出电压将为2nUm 。二、直流高压试验的特点和应用范围二、直流高压试验的特点和应用范围 与交流耐压试验相比，直流耐压试验具有下列特点特点： 只有微安级泄漏电流，试验设备的容量较小。 试验时可同时测量泄漏电流，由所得“电压电流” 曲线能有效地显示绝缘内部的集中性缺陷或受潮。 用于旋转电机时，能使电机定子绕组的端部绝缘 也受到较高电压的作用，有利于发现端部绝缘中 的缺陷。 某种程度上带有非破坏性试验的性质。 在直流电压下，绝缘内的电压分布由电导决定，因而与交流运行电压下的电压分布不同，所以对交流电气设备

24、绝缘的考验不如交流耐压试验那样接近实际。直流高电压的应用直流高电压的应用 某些交流设备的直流耐压试验 直流输电技术所需的直流高压试验 ，例如： 典型气隙的直流击穿特性 超/特高压直流输电线上的直流电晕及其各种派生效应 各种绝缘材料和绝缘结构在直流高压下的电气性能 各种直流输电设备的直流耐压试验。第三节第三节 冲击高电压试验冲击高电压试验 高压试验室中大都装有冲击电压发生器，用来产生试验用的雷电冲击电压波和操作冲击电压波。 高压电气设备在型式试验、出厂试验时,或大修后都必须进行冲击高电压试验。 冲击高电压试验主要研究电气设备在运行中遭受雷电过电压和操作过电压的作用时的绝缘性能。 一、冲击电压发生

25、器 它也是高压试验室的基本设备之一。 （一）基本回路（一）基本回路 标准雷电冲击全波采用的是非周期性双指数波。 1波尾时间常数 2波前时间常数)()(21tteeAtu)1 ()(2teAtu 波前：1)(tAetu波尾：充电到U0的C1向C2、R2放电，由于C2、R2、R1的存在，最后得到的冲击电压幅值比U0小。02122112URRRCCCUm 把 R1移到R2后面去，即可得到图5-18 的回路，U2m 基本上不受R1的影响，可得出下面的近似式：02112UCCCUm02UUm放电回路的利用系数或效率。 图5-17的回路为低效率回路，它的值只有0.70.8; 图5-18的回路为高效率回路，

26、它的值可达0.9 以上。 实际冲击电压发生器往往采用图5-19所示的回路，这时R1被拆成R11和R12两部分，分置在R2的前后，其中R11为阻尼电阻，主要用来阻尼回路中的寄生振荡；R12专门用来调节波前时间T1，因而称为波前电阻，其阻值可调。这种回路的值显然介于上面两种回路之间，可近似地用下式求得：211221102RRRCCCUUm（二）多级冲击电压发生器的工作原理（二）多级冲击电压发生器的工作原理 单级冲击电压发生器能产生的最高电压一般不超过200300 kV。 因而要采用多级串联叠加的方法来产生波形和幅值都能满足需要的冲击高电压波。多级冲击电压发生器原理接线图并联充电，串联放电 基本原理

27、基本原理 并联充电 串联放电 冲击电压发生器的起动方式：冲击电压发生器的起动方式： 自起动方式：只要将点火球隙F1的极间距离调节到使其击穿电压等于所需的充电电压Uc，当 F1上的电压上升到等于Uc 时，F1即自行击穿，起动整套装置。 用点火脉冲来起动：使各级电容器充电到一个略低于F1击穿电压的水平上，处于准备动作的状态，然后利用点火装置产生一点火脉冲，送到点火球隙F1中的一个辅助间隙上使之击穿并引起F1的主间隙击穿，以起动整套装置。（三）冲击电压发生器的近似计算（三）冲击电压发生器的近似计算212112112CCCCRR)1 (3 . 02122tmmeUU波前波前式中波前时间常数根据冲击视在

28、波前时间T1的定义：)1 (9 .02222tmmeUU)1 ()(222tmeUtu7ln212 tt212112121)(36 . 07ln6 . 0CRRttT冲击电压视在波前时间 在决定半峰值时间T2时，不妨忽略R11和R12的作用，近似认为C1和C2并联起来对R2放电。C2上的电压u2可近似用下式表示：122)(tmeUtu)(2121CCR式中波尾时间常数视在半峰值时间)(7 . 02ln21212CCRT22212mTmUeU 利用这些关系式，即可由所要求的试验电压波形（例如1.2/50s）求出各个回路参数值： 通常取 C1（510）C2 在高效率回路的情况下， R11=0；在常

29、用回路的情况下， R11(= n rd ) 是各级阻尼电阻之和，在保证不出现寄生振 荡的前提下，R11的阻值应尽可能取得小一些，一般有几 十欧姆就够了。 计算的结果只能作为参考，真正的波形还得依靠实测，并 以其结果为依据进一步调整回路参数，直到获得所需的试 验电压波形为止。产生雷电冲击截波的原理产生雷电冲击截波的原理试品上并联一个适当的截断间隙，让它在雷电冲击全波的作用下击穿，这样作用在试品上的就是一个截波了 对截断装置的要求：放电分散性小；能准确控制截断时间二、操作冲击试验电压的产生二、操作冲击试验电压的产生 国家标准规定：额定电压大于220kV的超高压电气设备在出厂试验、型式试验中，不能象

30、220kV及以下的高压电气设备那样以工频耐压试验来等效取代操作冲击耐压试验。这时就必须要有能产生两种标准操作冲击电压波的设备。（一）非周期性双指数冲击长波（一）非周期性双指数冲击长波 国家标准规定的标准波形为250/2500 s 。应注意下面两个问题： （1） 为了大大拉长波前，或在回路中串接外加电感L，或将电路中R1的阻值显著加大，但这样做都会使发生器的利用系数明显降低，故更需采用高效率回路（即便如此，其一般也只有0.50.6）。可见一台冲击电压发生器能产生的最大操作波输出电压远远小于能产生的最大雷电波输出电压； （2） 计算操作波回路参数时，不能用前面介绍雷电波时的近似计算法来进行计算，否

31、则将带来很大的误差；还要考虑充电电阻R对波形和发生器效率的影响。（二）衰减振荡波（二）衰减振荡波 图图 武汉武汉UHVACUHVAC试验基地试验基地 的的7500kV7500kV冲击电压发生器冲击电压发生器 在户外试验场装有7500kV长波头冲击电压发生器和70m跨度的门型架构，可进行空气间隙、特高压塔窗、特高压设备的外绝缘等的标准操作冲击放电试验。三、绝缘的冲击高压试验方法三、绝缘的冲击高压试验方法 电气设备内绝缘的雷电冲击耐压试验采用三次冲击法，即对被试品施加三次正极性和三次负极性雷电冲击试验电压（1.2/50s全波）。 对变压器和电抗器类设备的内绝缘，还要进行雷电冲击截波（1.2/25

32、s) 耐压试验。 进行内绝缘冲击全波耐压试验时，应在被试品上并联一球隙，并将它的放电电压整定得比试验电压高 1520（变压器和电抗器类被试品）或5%10%（其他被试品）。 进行内绝缘冲击高压试验时的一个难题是如何发 现绝缘内的局部损伤或故障。目前用得最多的监 测方法是拍摄变压器中性点处的电流示波图。 电力系统外绝缘的冲击高压试验通常采用15次冲 击法，若击穿或闪络的次数不超过2次，即可认 为该外绝缘试验合格。图图 进行中进行中的冲击放电试的冲击放电试验验第四节第四节 高电压测量技术高电压测量技术目前最常用的测量方法有：目前最常用的测量方法有： 用测量球隙Q或峰值电压表P.V.测量电压峰值 用静

33、电电压表S.V.测量电压有效值 用分压器来扩大仪表的量程，增大S.V.、P.V. 能测量的电压上限 用分压器与高压示波器记录整个被测电压的波 形（包括给出它的幅值）一、高压静电电压表一、高压静电电压表 在两个特制的电极间加上电压u，电极间就会受到静电力f的作用，而且f的大小与u的数值有固定的关系，因而设法测量f的大小或它所引起的可动极板的位移或偏转就能确定所加电压u的大小。 利用这一原理制成的仪表即为静电电压表，它可以用来测量低电压，也可以在高电压测量中得到应用,能直接测量的电压上限可达500600kV。 应用静电场理论的关系式，f u 2 但仪表不可能反映力的瞬时值，而只能反映其平均值 F。

34、 如果u是按正弦函数作周期性变化的交流电压，则电极在半个周期内所受到的力的平均值F与交流电压的有效值U 的平方成正比，或者反过来 ： 静电电压表用于交流电压时，测得的是它的有效值。 如果测量的是带脉动的直流电压，则静电电压表测得的电压近似等于直流电压的平均值Uav。 静电电压表根本不能测量一切冲击电压。FU 二、峰值电压表二、峰值电压表 在不少场合，只需要测量高电压的峰值，例如绝缘的击穿就仅仅取决于电压的峰值。现已制成的产品有交流峰值电压表和冲击峰值电压表，它们通常均与分压器配合起来使用。 峰值电压表的工作原理通常有两种，一种是利用整流电容电流来测量交流高压，另一种是利用电容器充电电压来测量交

35、流高压。 ( (一一) )利用整流电容电流来利用整流电容电流来 测量交流高压测量交流高压 被测高压u 随时间而变化时，流过电容C的电流 icCdu/dt。当ic为正半波时，电流经整流元件V1，检流计P流入地中。如果流经P的电流平均值为Iav ，则它与被测电压的峰值有下述关系:CfIUavm2 式中 C电容器的电容量； f 被测电压的频率。 ( (二二) )利用电容器充电电压利用电容器充电电压来测量交流高压来测量交流高压 被测交流电压经整流管V使电容C充电至某一电压Ud，它可用静电电压表或微安表串联电阻来测量。 如用后一种测量方法，则被测电压的峰值为：RCTUUdm21式中 T交流电压的周期,

36、s； C 电容器的电容量； R 串联电阻值。三、球隙测压器三、球隙测压器 球隙测压器是唯一能直接测量高达数兆伏的各类高电压峰值的测量装置。 它由一对直径相同的金属球构成，测量误差约23%，所以已能满足大多数工程测试的要求。 应该首先搞清为什么要选择球隙而不是别的气隙（例如结构更简单的棒间隙或电场更均匀的消除了边缘效应的平板电极）来作为高电压的测量工具呢？ 在所有类型的气隙中，采用球隙来作为测量各类高电压的测量装置，应该是最理想的解决方案。 当测量时的大气条件不同于标准大气条件时，需要进行大气条件的校正。其方法如下： UKU0 式中 U实际大气条件下的球隙放电电压； U0标准大气条件下的球隙放电电压； K与空气相对密度 有关的校正系数，可由表5-1查得。确定球隙或其他自恢复绝缘的确定球隙或其他自恢复绝缘的5050冲击放电电压的方法冲击放电电压的方法： 1.1.多级法多级法 根据试验需要，或固定电压值，逐级调节球隙距离；或固定球隙距离，逐级改变所加冲击电压的幅值。通常取级差等于预估值的2%左右。 得到放电概率P与所加电压U（或球隙距离d )的关系曲线后，就可以得到P50时的U5