大工14春《高电压技术》辅导资料八.doc

大连理工大学网络教育学院高电压技术辅导资料八主 题：课件第四章 电气设备绝缘试验（第二节（1）学习时间：2014年5月19日5月25日内 容：我们这周主要学习第四章第二.1节、第二.2节“工频交流耐压试验”、“直流高压试验”的相关内容。希望通过下面的内容能使同学们加深对绝缘高电压试验的理解。第四章 电气设备绝缘试验第二节 绝缘的高电压试验1工频交流耐压试验工频交流耐压试验是用来检验绝缘在工频交流电压下的性能，在有些场合也用来等效地检验绝缘对操作过电压和雷电过电压的耐受能力。在220KV及以下可以用工频交流耐压试验等效测量，在220KV以上则必须用冲击耐压试验。工频交流耐压试验需要提供一个在工频50Hz下比工作电压高出很多的试验电压，通常由高压试验变压器提供。（1）高压试验变压器的特点1)变比大，绝缘裕度小。对于10KV系统里的电气设备做工频交流耐压试验电压要加到42KV，对于220KV系统可以施加两类，一类是395KV，一类是460KV。试验电压都比工作电压高很多，所以变比都很大。而由于高压试验变压器是作试验用的，不是实际工作，不用承受过电压的作用，所以绝缘裕度不用大。2）容量不大。高压试验变压器用来提供高压，流过试品都是容性电流。容性电流不大，变压器的容量也不用很大。下面是电流、容量的计算公式。3）油箱本体不高，套管又长又大。4）运行时间不长，不需要复杂的冷却系统。5）漏抗大，短路电流小。这样对绕组的机械强度要求不会很高。（2）试验变压器串级装置 试验变压器的接线与结构示意图 （a）单套管 （b）双套管（1低压绕组 2高压绕组 3铁心 4油箱 5套管 6屏蔽极 7绝缘支柱）按照高压套管的数量，可将试验受压器分为两种类型，一种是单套管式，其高压绕组的一端接地，另一端输出额定全电压U，如图(a)所示，这时它的高压绕组和套管对铁心、油箱的绝缘均应按耐受全电压U的要求来设计；另一种是双套管式，其高压绕组的中点与铁心、油箱相连，两端各经一只套管引出。也是一端接地，另一端输出全电压U。但应该注意的是，这时由于铁心和油箱均带上U/2的电压、所以油箱不能放在地上，而必须按一半全电压对地绝缘起来，如图(b)所示，后一种做法的好处是用两只额定电压只有于的套管来代替一只额定电压为U的套管，用油箱外部的绝缘支往来减轻变压器内绝缘的设计要求（绝缘水平亦降至于U/2）。单套管试验变压器的额定电压一般不超过250-300kV，而双套管试验变压器的最高额定电压已达750kV。当所需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产生就不恰当了，因为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，而共绝缘难度和制造价格甚至增加得更多。所以在U1000kv时，几乎没有例外地一定采用若干台试验变压器组成串级装置来满足要求，这在技术上和经济上都更加合理。数台试验变压器串级联接的办法就是将它们的高压绕组串联起来、使它们的高压侧电压叠加后得到很高的输出电压，而每台变压器的绝缘要求和结构可大大简化，减轻绝缘难度，降低总价格。串级装置的容量利用率为最后施加在试品上的容量与电源提供的总容量之比。T3的容量为：T2的容量为：T1的容量为：容量利用率：n级串联装置的容量利用率：=2/（n+1）串级级数越多，容量利用率越低，所以一般不采用超过3级的方案。（3）工频高压试验的基本接线AV-调压器 PV1-低压侧电压表 T-工频高压装置 R1-变压器保护电阻 TO-被试品 R2-测量球隙保护电阻 PV2-高压静电电压表 F-测量球隙 Lf-Cf-谐波滤波器1）调压方式自耦调压器：输出波形好、体积小、价格便宜，适于小容量工频试验变压器的调压。移圈式调压器： 容量大、波形有一定畸变，适于应用在对波形要求不严格，且工频试验变压器容量较大的场合。电动机发电机组调压： 能得到很好的正弦波形并能均匀调压，设备昂贵、保养维修费用高，用于对试验要求很严格的大型试验基地。2）“容升”现象工频交流耐压试验，试验变压器的负荷为容性。因此在进行工频交流耐压试验时，应直接测量被试品两端电压。（4）解决试验设备容量不足的办法对电缆、电容器等电容量较大的试品，为避免试验回路显著的“容升现象”或谐振以及试验波形严重畸变，需要补偿试品需要的超前无功功率。对大容量试品进行交流耐压试验，当试验设备容量不足时，也可采用补偿超前无功功率来满足试验条件。我们可以通过并联电感补偿超前无功和串连谐振法工频试验来进行试验。并联电感补偿超前无功串连谐振法工频试验串连谐振：当 ，电路发生串连谐振。此时电源输出无功功率为零，只需提供有功功率。设品质因数为 ，则被试品上电压为 ，被试品功率为 。通常有，可见在较低的电源电压下可获得较高的试验电压，在较低的电源功率下可以获得较大的试验功率。（5）工频高电压的测量球隙测压器测峰值静电电压表测有效值峰值电压表分压器配低压仪表测量静电电压表工作原理1可动电极 2固定电极3 屏蔽电极 4灯泡5、6反光镜7标尺 8曲杆O转轴（6）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上的电压，直到它等于所需的试验电压为止，这时开始计算时间。为了让有缺陷的试品绝缘来得及发展局部放电或完全击穿，到达试验电压后还要保持一段时间，一般取一分钟就够了。如果在此期间没有发现绝缘击穿或局部损伤(可通过声响、分解出气体、冒烟、电压表指针剧烈摆动、电流表指示急剧增大等异常现象做出判断)的情况，即可认为该试品的工颁耐压试验合格通过。2.直流高压试验（1）直流高压试验场合1）泄漏电流测量。2）被试品的电容量很大的设备（如长电缆、电力电容器）常用直流高电压试验来代替工频电压试验。3）对直流输电设备进行直流高压试验。（2）直流高压试验特点1）试验设备容量小，重量轻，便于现场试验。试验中只有微安级泄漏电流，试验设备不需要供给试品的电容电流，因而试验设备的容量较小，特别是采用高压硅堆作为整流元件后，整套直流耐压试验装置的体积、重量成小得更多，便于运到现场进行试验。2）可同时进行泄漏电流测量。由所得的“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，提供有关绝缘状态的补充信息。3）直流耐压试验更能有效发现电机定子端部的绝缘缺陷。4）对绝缘损伤小。在直流高压下，局部放电较弱，不会加快有机绝缘材料的分解或老化变质，在某种程度上带有非破坏性试验的性质。5）对交流电气设备绝缘的考验不如交流耐压试验接近实际。对于绝大多数组合绝缘来说，它们在直流电压下的电气强度远高于交流电压下的电气强度，因而交流电气设备的直流耐压试验必须提高试验电压，才能具有等效性。（3）直流高电压产生半波整流二倍压整流串级直流高压发生器空载输出电压：Uo2nUmUm电源交流电压幅值n级数上图是直流高压发生器实物。（4）直流高电压的测量1）用球隙测压器测量直流高压的最大值。2）用静电电压表测量直流高压的平均值。3）用高值电阻串接微安表或高值电阻分压器配低压仪表测量。本周要求掌握的内容如下：1了解工频交流耐压试验；2. 学习直流高压试验；习题（一）选择题1. 高压试验变压器的特点有（）。A.变比大，绝缘裕度小B.容量不大C.油箱本体不高，套管又长又大D.运行时间不长，不需