第六章电气设备的耐压试验及高电压测量

第一节工频交流耐压试验

工频交流耐压试验是检验电气设备绝缘强度的最有效和最直接的方法。耐压试验能够有效地发现导致绝缘抗电强度降低的各种缺陷。一、工频耐压试验接线二、试验变压器的结构形式及容量

高压试验变压器大多采用油浸式变压器，这种变压器有金属壳及绝缘壳两类。金属变压器可分为单套管和双套管两种。绝缘壳式的试验变压器是以绝缘壳（通常为环氧玻璃布筒或瓷套）来作为容器，同时又用它作为外绝缘，以省去高压引出套管。双套管的试验变压器。

试品大多为电容性的，当知道试品的电容量（参见表6-1）及所加的试验电压值时，可按下式计算出试验电流及试验所需的变压器容量

(A)(6-1)

(kVA)(6-2)

式中U-试验电压，kV（有效值）；C-试品电容量，pF；

f-电源频率，Hz。

目前单台试验变压器的额定电压很少超过750kV。需要500~750kV以上的电压时，常采用几台变压器串联的方法，即将几台变压器高压绕组的电压相叠加。

工频高压试验变压器的调压装置有：自耦式调压器、移卷式调压器、电动-发电机组和感应式调压器。自耦调压器：调压范围广、功率损耗小、漏抗小、对波形的畸变少、体积小、价格低廉。移卷式调压器：不存在滑动触头及直接短路线匝的问题，故容量可做得很大，且可以平滑无级调压。电动-发电机组：电压波形好、均匀的电压调节，不受电网电压质量的影响。特制的单相感应式调压器的性能与移卷式调压器相似，但输出波形畸变较大，本身的感抗也较大，且价格昂贵，故一般较少采用。第二节直流耐压试验

用途：直流输电、大电容试品、电压分布和耐压与交流不同特点：容量小，轻便测泄漏电流对绝缘损伤小对电机端部绝缘缺陷比较灵敏与交流试验互为补充一、直流高压的产生电路额定直流电压平均值UP，电压脉动系数S，额定直流电流平均值IP通常负载电阻RL远大于保护电阻Rb，为了便于分析起见，可忽略Rb及Rf。设电容C的平均电压为Up（亦即负载的平均电压），负载的平均电流为Ip，，则在t1~t2电容放电期间，电容C通过负载放掉的电荷为（6-4）

式中，T和f为充电电源的周期和频率。Δ电容器C因放掉电荷Q而产生的电压脉动为

(6-5)电压脉动系数为

(6-6)可见电压脉动随负载电流增加而增大，增大电容量C或提高充电电源的频率f可以成比例地减少电压脉动。=ΔQ/C=二、倍压电路如欲得到更高的电压并充分利用变压器的功率，则可采用倍压整流电路。（a）叠加的半波整流电路；(b)基本倍压整流电路；（c）三倍压整流电路第三节冲击耐压试验一、冲击电压产生电路冲击电压发生器输出电压峰值Um与U0之比，为冲击电压发生器的利用系数或效率

(6-16)所以

(6-17)这种效率已属冲击电压发生器的最高效率，低效率回路点火球隙第四节稳态高电压的测量常用于稳态高电压测量的方法主要有静电电压表法、分压器测量法、高值电阻串联微安表法和球隙测量法等。一、静电电压表二、高压电阻及电阻分压器（R1+R2）/R2为电阻分压器的分压比三、电容分压器测量工频高压常采用电容分压器。它是由高压臂电容C1和低压臂电容C2串联而成（6-21）四、球隙:测峰值五、阻容分压器对分压器的基本要求分压比要准确，波形变分压比要稳定分压器对被测系统的影响要小防止电晕的产生分压信号的传输第五节冲击高压的测量冲击电压是一种非周期性快速变化的脉冲电压，因此测量冲击电压的仪表和测量系统必须具有良好的瞬变响应特性。冲击点呀的测量包括峰值测量和波形记录两个方面，目前最常用的测量冲击高电压的装置有：1分压器—示波器；2分压器—峰值电压表；3测量球隙。峰值电压表和球隙只能测量冲击电压峰值；示波器则能记录波形，即不仅指示峰值而且能显示电压随时间的变化规律。一、冲击分压器—示波器测量系统峰值和波形：高压引线、分压器、同轴电缆和示波器匹配电阻R小结1工频交流耐压试验时，试验变压器容量与试品的电容量成正比。如果需要输出较高的工频电压，可以采用几台变压器串联的形式，此时设备的试验容量与装置总容量之比的值随级数增加而减少。2直流高压试验设备的基本参数有三个，即输出的额定直流电压平均值UP，相应的额定直流电流平均值IP及其电压脉动系数S。根据规程规定，脉动系数应不大于3%。随直流高压试验设备的级数增加，其电压脉动和电压降落增加很快。3在进行直流耐压试验时，可以同时测量泄漏电流，并根据泄漏电流随所加电压的变化特性来判断绝缘的状况，以便及早地发现绝缘中存在的局部缺陷。4冲击电压的产生电路有高效回路和低效回路，根据标准冲击电压波形可以算出波前时间和半峰值时间。多级冲击电压发生器采用电容器并联充电、串联放电的方式工作。5常用于稳