第11讲 绝缘的破坏性试验(二)

高电压技术 高电压工程系李黎leeli 2 5绝缘的耐压试验 破坏性试验 交流 工频 耐压直流耐压雷电冲击耐压操作冲击耐压 3 5 1 1工频电压的获得一高压实验变压器二串级试验变压器 效率降低2 n 1 不超过3级 4 5 1 3工频谐振耐压试验 谐振时 品质因素 解决容量不够的问题 谐振时 Q 1 5 工频谐振耐压试验的优点 减少电源容量 包括变压器 调压器等 试品击穿时的故障电流减小电源中的谐波成分大大减少 并联谐振 当输出电压满足要求 而试验变压器的容量不够时 还可以考虑并联谐振的方法 6 工频试验变压器 U 500kVI 1A 7 5 2直流高压实验 特点 试验设备轻便 容量小可同时测量泄漏电流 局放小 对绝缘的损伤小 不如交流耐压实验更接近真实工况 8 5 2 1直流高压的获得 一半波整流和全波整流 高压硅堆承受两倍的电源电压 电压脉动系数 9 一半波整流和全波整流 10 二倍压整流回路 a 两倍电压 b 两倍电压 c 三倍电压 带上负载后 三种倍压装置的输出电压会降低 并出现脉动 11 倍压整流回路 12 三串级直流高压装置 空载时 各点电压为 两级直流高压装置 13 串级直流高压装置 14 串级直流高压装置的参数计算 平均电压 脉动电压 平均电压降落 可见 脉动与电压降落与电源频率 级数 电容量 负载电流有关 脉动系数 5 1 2 3 15 减少串级直流高压装置的脉动的方法 1合理选择级数n 令 得 2取C 2C Cn 的电压为其余电容器的一半 因而其高度可减小到一半 在相同的结构形式下 Cn 的电容量可为其他电容器的两倍 此时电压降落为 对于超高压直流装置 采用高电压 大电容量的电容器和高频整流是有利的 与 2 式比较 减小 3从上到下逐级增加电容 即Ck Ck kC 实际很少采用 16 串级直流高压发生装置 5极U 1000kVI为mA量级 17 5 2 2直流耐压试验的基本接线 18 5 3冲击高压试验 5 3 1冲击电压波形的定义 T1 波头时间 波前时间 T2 波尾时间 波长时间 半峰值时间 标准雷电冲击波 1 2 s 30 50 s 20 幅值误差 3 操作冲击波 一般推荐为非振荡形 250 30 2500 60 s 幅值误差 3 19 5 3 1冲击电压波形的定义 由双指数波叠加而成 波尾时间常数 波头时间常数 通常 20 5 3 2单级冲击电压发生器 一 单级冲击电压发生器的原理 1 在波头时间范围内 可将电压波形表示为 用直流电源向电容器充电的波形模拟 时间常数为 T 3 24R1C2 21 一 单级冲击电压发生器的原理 2 在波尾时间范围内 可将电压波形表示为 22 单级冲击电压发生器的原理电路 1 首先C1充电 然后合上开关 C1经R1向C2充电 形成波头同时C1和C2经过电阻R2放电 形成波尾 一般情况下 C1 C2 所以波尾主要由C1放电的快慢决定C2和R1 波头电容和波头电阻 C1和R2 波尾电容和波尾电阻 高效回路 定义放电回路的电压利用系数 为 23 单级冲击电压发生器的原理电路 2 对于 b 低效回路 对于 a 效率介于 a 和 c 之间 24 实际的单级冲击电压发生器回路 调整调压器的输出可以改变电容C1的充电电压 调整电阻R1和R2可以改变输出波形 放电球隙G的放电电压根据C1的充电电压和输出电压的要求进行调整 由于受到高压硅堆和电容器额定电压的限制 同时也考虑放电球隙的直径不宜过大 一般单级冲击电压发生器的最高输出幅值不超过200 300kV 25 放电回路的计算 利用试品的等效电容做波头电容C2 解以上方程 可得 K 回路系数 1 2 波尾时间常数和波头时间常数 1 26 放电回路的计算 将 2 带入 1 计算 得 令 可得理论波头时间 2 同理 可得波尾时间T2满足 则 27 5 3 3多级冲击电压发生器 一多级冲击电压发生器的原理并联充电 串联放电 首先调整球隙距离 使G1的放电电压为U0