本科课件-高电压技术7

1、第六章电气设备绝缘试验（二）工频高压试验直流高压试验雷电冲击高压试验操作冲击高压试验6-1 工频高压试验交流耐压：是交流设备的基本耐压方式。适用于220kV以下的电力设备。 以变压器为例，如图所示工频高压的产生工频高压试验变压器特点外形结构串级变压器高压绕组中点接壳的串级变压器原理电路图工频高压的测量工频高压的测量测量球隙稍不均匀-Ub偏差小于3%静电电压表0-1MHz，量程小于200kV分压器配用低压仪表电容分压，注意杂散电容影响，措施-屏蔽高压电容器配用整流装置杂散参数的影响工频分压器测压电路（杂散参数的影响）6-2 直流高压试验在被试品的电容量很大的场合，用工频交流高电压进行绝缘试验时会

2、出现很大的电容电流，这就要求工频高压试验装置具有很大的容量，这时常用直流高电压试验来代替工频高电压试验。工频高电压-整流器-直流高压，倍压整流-直流高压串级装置-更高直流电压。(a) 经整流器V1向电容器C1充电，负半波则经V2向C2充电，最后C1和C2上的电压均达到Um，在输出端得到2Um的直流高压。(b) 负半波期间经V1向C1充电，而正半波期间电源与C1串联起来经V2向C2充电，C2上也可得2Um的直流高压。(c) 由(b)演变来的，可以得到3Um的直流高压。TV1V2C1C2(a)TV1V2C1C2(b)TV1V2V3C1C2C3(c)图5-7 几种倍压整流回路串级直流高压发生器利用

3、(b)中的倍压整流电路为基本单元，多级串联起来即可组成一台串级直流高压发生器，理想情况可获得空载输出电压等于2nUm(n为级数)CCCCCC输出图5-8 串级直流高压 发生器原理图6-3 冲击高压试验雷电冲击高压试验 雷电冲击耐压考验电力设备承受雷电过电压的能力。只在制造厂进行本项试验，因为试验会造成绝缘的积累效应，所以在规定的试验电压下只施加3次冲击。 国家标准规定额定电压220kV，容量120MVA的变压器出厂时应进行本项试验。操作冲击高压试验330kV电力设备的出厂试验应进行本项试验。在电力系统现场进行各个电压等级变压器的耐压试验时，可采用操作冲击感应耐压方式来取代工频耐压试验。由于利用

4、被试变压器自身的电磁感应作用来升高电压，所以冲击电源装置电压较低，装备比较简单。而且试验本身不会在绝缘中产生残留性损伤 冲击高压试验冲击电压波形冲击电压发生器原理冲击电压发生器结构冲击电压测量a、雷电冲击电压波国标规定：冲击电压波形b、操作冲击电压波国标规定：冲击电压的一般表达式：u2= U1exp（-t/1）- exp（-t/2）时间常数：1和21.2/50s的雷电波：12 u2由两个指数分量相加构成波前时间Tf由较小的时间常数2决定；半峰值时间Tt由相对大得多的时间常数1决定波头的形成：放电电阻Rt，球隙g0放电后，电压u2上升。Tf=3.24RfC1C2/（C1C2）因C1C2，Tf3.

5、24RfC2波尾的形成：电压u2到达峰值U2m后，电容C1和C2一起经过电阻Rt放电。因一般C1C2，放电快慢主要决定于C1Tt0.69Rt(C1C2)0.69RtC1C2上电压u2的波形波前波尾冲击电压发生器的基本原理冲击电压发生器概念：冲击电压发生器由一组并联的储能高压电容器，自直流高压源充电几十秒钟后，通过铜球突然经电阻串联放电，在试品上形成陡峭上升前沿的冲击电压波形。冲击波持续时间以微秒计，电压峰值一般为几十kV至几MV发明人：产生较高电压的冲击发生器多级回路，首先由德国人E.马克思（E.Marx）提出，为此他于1923年获得专利，被称为马克思回路单级冲击电压发生器回路回路1回路2由于

6、受到硅堆和电容器额定电压的限制，单级冲击电压发生器的最高电压不超过200300kV。正极性冲击电压负极性冲击电压多级冲击电压发生器回路T：供电高压变压器； D：整流用高压硅堆；r：保护电阻； R：充电电阻； rd:每级的阻尼电阻；C：每级的主电容； Cs：每级相应点的对地杂散电容；g1：点火球隙； g2g4：中间球隙； g0：隔离球隙；“电容器并联充电，而后串联放电”电阻R的连接与隔离作用：在充电时起电路的连接作用；放电时则起隔离作用电容并联串联转换方法：诸电容由并联变成串联是靠一组球隙分别处于绝缘和放电来达到 杂散电容与同步：实际上因杂散电容Cs是很小的，所以各中间球隙在放电前所作用到的过电

7、压时间非常短促。为使诸球隙易于同步放电，在采用简单球隙的条件下，它们应排列成相互能够放电（紫外线）照射的状态。 阻尼电阻：为了防止杂散电感和对地分布的杂散电容引起高频振荡，电路中分布放置了阻尼电阻rd，一般每级为525。若级数为n，阻尼电阻的串联总值nrd称作为Rd。Rd也起着调节波前时间的作用，但在放电时它与Rt会造成分压，使输出的电压有所降低。工作特点：发生器电压效率 C1/（C1C2）Rt/（RdRt） 放电时基本回路的等值回路这意味着输出电压u2的峰值U2m低于电容C1上的初始充电压U1。它是由于C1与C2之间的分压和Rt与Rd之间的分压造成的高效冲击电压发生器回路冲击电压发生器高效回

8、路接线 rf：每级的波前电阻，一般约几十欧；rt：每级的放电电阻，通常约几百欧；C2：负荷电容，其值不仅取决于试品，而且与调波相关。一般处于几百皮法至几个纳法间冲击电压发生器回路接线 等值电路三、冲击电压发生器结构户外冲击电压发生器及分压器户内冲击电压发生器及截波装置四、冲击电压的测量球隙测电压峰值分压器配用示波器、峰值电压表、数字记录仪等分压器类型：电阻型、电容型、阻容并联型、阻容串联型各种预防性试验方法的特点总结序号试验方法能发现的缺陷1测量绝缘电阻及泄漏电流贯穿性的受潮、脏污和导电通道2测量吸收比大面积受潮、贯穿性的集中缺陷3测量tg绝缘普遍受潮和劣化4测量局部放电有气体放电的局部缺陷5

9、油的气相色谱分析持续性的局部过热和局部放电6交流或直流耐压试验使抗电强度下降到一定程度的主绝缘局部缺陷7操作波或倍频感应耐压试验(限于变压器)使抗电强度下降到一定程度的主绝缘或纵绝缘的局部缺陷表中序号6和7两项为破坏性试验，其它各项均属于非破坏性试验绝缘预防性试验是在电力设备处于离线情况下进行的。离线监测的缺点是： 需停电进行，而不少重要的电力设备不能轻易地停止运行； 只能周期性进行而不能连续地随时监视，绝缘有可能在诊断期间发生故障； 停电后的设备状态，如作用电场及温升等和运行中不相符合，影响诊断的正确性。譬如前述的绝缘tg检测，采用电桥法时，由于标准电容器的额定电压的限制，一般只加到10kV，这对于220kV500kV的电力设备而言，电压是很低的。离线监测的缺点1）tg的在线监测2）局部放电（PD）的在线监测绝缘的在线监测作业第三章 1、什么叫间隙的伏秒特性曲线?它有什么作用? 2、举例提高气隙（气体间隙）击穿电压