第5章电气设备绝缘高电压试验分析

1、第5章电气设备绝缘高电压试验分 析 高电压技术 第五章第五章 电气设备绝缘的高电压试验电气设备绝缘的高电压试验 5.1 交流高电压试验 5.2 直流高电压试验 5.3 冲击电压试验 5.4 稳态高电压的测量 5.5 冲击电压的测量 5.6 光电与数字化测量技术 第5章电气设备绝缘高电压试验分 析 5.1 交流高电压试验交流高电压试验 交流绝缘试验应采用频率为45Hz65Hz的交流电压。 交流电压的特性特性主要以峰值、有效值、波形畸变率、 波顶系数等来表示，试验时电压波形的畸变应尽可能小。 交流高压的产生通常采用工频试验变压器，但对于一 些特殊试品，如变压器的感应试验，采用频率不超过500Hz

2、交流电压；对于大容量高电压设备的试验，采用串联谐振 方法产生的30Hz300Hz交流电压；固体绝缘的加速老化试 验则采用几kHz的高频交流电压等等。 第5章电气设备绝缘高电压试验分 析 工频电压的产生工频电压的产生 1. 工频高压试验对试验设备的要求工频高压试验对试验设备的要求 T.O. Q B T R1R2 工频高压试验的一般线路图 调压器 试验变压器 保护电阻 （保护球隙） 保护电阻 （限流限压） 球间隙 被试品 第5章电气设备绝缘高电压试验分 析 高电压技术 工频试验变压器的特点：工频试验变压器的特点： （1）电压 由于工频高压试验通常用于代替雷电过电压或 者内部过电压来考核电气产品绝缘

3、性能，或进行绝缘击穿试 验，因此试验变压器电压很高； （2）调压与波形 电压波形应该是正负半波对称的正弦波 形，频率在4555Hz范围内，电压的有效值等于幅值除以波 顶系数。对于调压装置，应能够按所要求的速度连续、平稳 地调节电压。 （3）容量 在大部分高压试验里，试验变压器的连续工作 时间不长，而在额定电压下满载运行的时间更少，这比长期 处于满载下工作的电力变压器的运行情况要好得多。试验变 压器的容量不大，所以设计时采用较小的安全系数，在额定 电压下只能作短时运行，对特高压的试验变压器，只有在2/3 的额定电压下才能长期运行。 第5章电气设备绝缘高电压试验分 析 高电压技术 2. 串级试验变

4、压器串级试验变压器 2U2 U2 T3 21 3 2 1 T2 3 2 1 T1 3U2 输出的额定电流：输出的额定电流：I2（A） 每一级每一级变压器高压侧绕组 的额定电压额定电压：U2（kV） 装置装置输出的额定电压额定电压：3U2 3 50% 6 T WW WW 额定输出容量 装置总容量 第5章电气设备绝缘高电压试验分 析 高电压技术 3. 调压装置调压装置 （1）对调压装置的要求）对调压装置的要求 a）输出电压质量好 要求调压器输出电压波形应尽量接近正弦波；输出电 压下限最好为零。 b）调压特性好 要求调压器阻抗不宜过大；调压特性曲线平滑线性； 调节方便、可靠。 （2）常用的调压装置）

5、常用的调压装置 a）自耦式调压装置；b）移圈式调压器；c）感应调压器 第5章电气设备绝缘高电压试验分 析 高电压技术 移圈式调压器原理图移圈式调压器原理图 第5章电气设备绝缘高电压试验分 析 高电压技术 串联谐振交流高压的产生串联谐振交流高压的产生 C RL I C U 1 U 串联谐振装置的等效电路 1 L C 谐振条件： ssLc QUU R L I C UU 1 CRRLQ1或 串联谐振方法的优点：串联谐振方法的优点： 1）试验回路对基波频率产生谐振，因而波形的畸变小； 2）被试品发生击穿时谐振条件被破坏，串联电抗器限制短 路电流，故绝缘击穿处的电弧不会将故障点扩大。 第5章电气设备绝缘

6、高电压试验分 析 高电压技术 调频调 压电源 50Hz 电源 反馈控制信号 激励变压器电抗器 分压器 被 试 品 变频串联谐振装置的原理框图 交流两相或三相工频电源，经变频控制单元输出30300 Hz频率可调的交流电压，励磁变压器升压，谐振电抗器L和被 试品Cx构成高压谐振电路来产生交流高压。电容分压器是纯电 容式的，用来测量试验电压。系统的频率取决于回路的L-C参 数。当负载电容Cx的变化范围很大时，可以根据Cx的大小， 适当调整电抗器的电感L值，使谐振频率固定在规定要求范围 内。 第5章电气设备绝缘高电压试验分 析 高电压技术 交流高压试验交流高压试验 1）防止工频高压试验中可能出现的过电

7、压）防止工频高压试验中可能出现的过电压 原因：原因：“容升”效应、对初级绕组突然加压、当输出电压较 高时突然切断电源等； 防止措施：防止措施：在变压器出线端与被试品之间串接一适当阻值的 保护电阻（按0.1/V选取阻值） 2）试验电压的波形畸变）试验电压的波形畸变 原因：原因：变压器或调压装置的铁芯工作在在磁化曲线的饱和段， 或当变压器和调压器存在漏抗； 措施：措施：在试验变压器原边绕组并联一个L-C串联谐振回路。 u1 C L C L T u1 第5章电气设备绝缘高电压试验分 析 高电压技术 3）外施电压试验和感应高压试验）外施电压试验和感应高压试验 对于带绕组的被试品，用外施电压对其主绝缘作

8、工频 高压试验时，首先应将各绕组的首尾短接，然后，根据 不同要求做其它接线，这样能防止电容电流流过励磁感 抗造成不允许的电压升高。 有些电气设备绕组绝缘是分级的，绕组的各不同部位 应该耐受和能够耐受的试验电压当然也就不同。另外， 外施电压法对绕组的纵绝缘和相间绝缘也难于进行试验。 解决这个问题的办法就是感应高压试验，即在其低压绕 组上加足够高的电压，使中压绕组、高压绕组感应出所 需的试验电压来。 第5章电气设备绝缘高电压试验分 析 高电压技术 5.2 直流高电压试验直流高电压试验 （1）直流高压试验设备）直流高压试验设备 1）测量泄漏电流；2）直流耐压试验（一些大容量的交流 设备，如油纸绝缘电

9、力电缆，也常用来代替交流耐压试验； 高压直流输电设备耐压试验）；3）冲击电压发生器和冲 击电流发生器等的直流高压电源。 （2）对直流电源的要求）对直流电源的要求 直流电压的特性由极性、平均值、脉动等来表示。高 压试验的直流电源在提供负载电流时，脉动电压要非常小， 即直流电源必须具有一定的负载能力。 第5章电气设备绝缘高电压试验分 析 高电压技术 直流高电压的产生直流高电压的产生 1. 半波整流回路和直流高压设备的基本参数半波整流回路和直流高压设备的基本参数 T-工频室验变压器 C-滤波电容器 D-整流元件(高压硅堆) R-保护电阻 Umax、Umin、Ud-试品输出直流电压的最大值、最小值、算

10、术平方值 T DR C Rx u t T Umin UmaxUT 半波整流电路及输出电压波形图 （1）半波整流回路 2 T sm U R I 第5章电气设备绝缘高电压试验分 析 高电压技术 （2）直流高压试验设备的基本技术参数 d U u S maxmin 2 UU u maxmin 2 d UU U 1）输出的额定直流电压（算术平均值）Ud 2）相应的额定直流电流（平均值）Id 3）电压脉动系数（亦称纹波系数） S 对于半波对于半波 整流电路整流电路 22 dd I TI u CfC xd d d fCRfCU I U u S 2 1 2 第5章电气设备绝缘高电压试验分 析 高电压技术 2.

11、 倍压整流回路倍压整流回路 C C T 1 D 2 D T U A A 倍压电路 12 30 C1 1 D 2 D 常用倍压电路 C2 此电路可看作两个半波电路的叠加， 因而它的参数计算可参照半波电路的计算 原则进行。变压器A点对地绝缘为2UT，而 点A为UT。输出电压为2UT。 2 2 T U2 T U 工作原理：工作原理： 1）当电源为负时，硅堆D1截止，D2导通， 电源经D2、R对电容C1充电，C1最高充电 电压可达UTm； 2）当电源电压升高时，1点电位也抬高， D2截止，D1导通，电源经C1向C2充电，2 点电位逐渐升高。 2 2 T U0 2 2 T U 第5章电气设备绝缘高电压试

12、验分 析 高电压技术 3. 串级直流发生器串级直流发生器 D1 C1C1 Q2 Q2+Q1 Q2+2Q1 Q2+(n-1)Q1 Q1 2Q1 nQ1 Q2+(n-2)Q1 Rx Id D1 Dn Dn CnCn 串级直流高压发生器原理图 (1) 4 d n nI u fC 脉动幅值： 32 2(432 ) 6 d dm I UnUnnn fC 输出电压平均值： 32 (432 ) 6 d a I Unnn fC 电压降落： (1) 4 d dd n nIu S UfCU 脉动系数： 减小电压脉动系数的方法：减小电压脉动系数的方法： 1）减小串接级数； 2）增加每级电容器的电容量； 3）提高电源

13、频率。 第5章电气设备绝缘高电压试验分 析 高电压技术 直流高电压的试验直流高电压的试验 （1）直流高压试验要根据不同试品、不同的试验要求选）直流高压试验要根据不同试品、不同的试验要求选 择合适的电源容量。择合适的电源容量。 一般情况下，直流高压试验所需的试验电流通常在几 mA到几十mA，但是某些试品在击穿前瞬时泄漏电流还是 很大，将达到安培级。这样大的泄漏电流将使设备内部产 生很大压降而使试验结果不正确。 （2）保护电路）保护电路 当试品放电，或者发生器输出端可能发生对地短路时， 为了限制电容器柱的放电电流和流经高压硅的电流，需在 试品与高压输出端之间串接一保护电阻。 1. 直流高电压试验注

14、意事项直流高电压试验注意事项 第5章电气设备绝缘高电压试验分 析 高电压技术 (1) 试验设备的容量较小。试验设备的容量较小。特别是采用电力电子变换的高频 电源后，整套直流耐压试验装置的体积、重量大大减小， 便于现场进行试验； (2) 在试验时可以同时测量泄漏电流可以同时测量泄漏电流，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) 在某种程度上带有非破坏性试验的性质在某种程度上带有非破坏性试验的性质，在直流高压下， 局部放电较弱，不会加快有机绝缘材料分解或老化； (4) 对交流电气设备绝缘的考验不如交流试验那样接近实际对交流电气设备绝缘的考验不如交流试验那样接近

15、实际 情况情况。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。 2. 直流高电压试验的特点直流高电压试验的特点 第5章电气设备绝缘高电压试验分 析 高电压技术 5.3 冲击电压试验冲击电压试验 冲击电压：（冲击电压：（雷电冲击电压、操作冲击电压） 持续短、电压上升速度快，缓慢下降的暂态电压。由 波头时间、波尾时间、峰值和极性来表示。 P O O Tf C F Tt t U x y z 标准雷电冲击的定义标准雷电冲击的定义 ： xf TT67. 1 Tx为30%90%峰值间所测 得的时间。 标准

16、雷电冲击电压： 1.2/50s 标准操作冲击电压： 250/2500s 第5章电气设备绝缘高电压试验分 析 高电压技术 冲击电压发生器与参数计算冲击电压发生器与参数计算 1. 冲击电压产生的基本原理冲击电压产生的基本原理 _ + Rf RtC2C1U 0 u2(t) Rd _ + Rf RtC2 C1 u2(t)U 0 LRf _ + RtC2C1U 0 u2(t) (a) 典型等效电路 (b) 考虑回路电感的等效电路 (c) 高效回路的等效 原理：原理： （1）充电过程：C1向C2充电，建立电 压，形成波头； （2）放电过程：当C1、C2上的电压相 等时，并联对Rt放电，形成波尾。 主电容主

17、电容试品等电容试品等电容波头电阻波头电阻波尾电阻波尾电阻 第5章电气设备绝缘高电压试验分 析 高电压技术 RRRR 多级冲击电压发生器 Rf Rt ATT （1）充电过程：由试验变压器）充电过程：由试验变压器T和高压硅堆和高压硅堆D构成的整流电构成的整流电 源，以峰值电压经保护电阻及充电电阻向主电容充电。源，以峰值电压经保护电阻及充电电阻向主电容充电。 （2）放电过程：当需要启动冲击电压发生器时，可向点火球）放电过程：当需要启动冲击电压发生器时，可向点火球 隙的针极送去一脉冲电压，针极和球表面之间产生火花放电，隙的针极送去一脉冲电压，针极和球表面之间产生火花放电， 引起点火球隙放电，各球隙相继

18、放电，将电容器串联起来，引起点火球隙放电，各球隙相继放电，将电容器串联起来， 对试品放电。对试品放电。 “电容器并联充电，串联放电电容器并联充电，串联放电”，这一过程由一组球隙来完成。，这一过程由一组球隙来完成。 第5章电气设备绝缘高电压试验分 析 高电压技术 RRR r D CCC C T 冲击电压发生器的单边充电回路 RRR r D D RRR R C C CC C CCC T 冲击电压发生器的双边充电回路 第5章电气设备绝缘高电压试验分 析 高电压技术 2. 冲击电压发生器放电回路的近似计算冲击电压发生器放电回路的近似计算 2 / 22max (1) t uue 7ln 212 tt 2

19、1 21 )(24. 3 CC CC RRT fdf 21 21 2 )( CC CC RR fd 12 / 2max2max 0.3(1) t UUe 22 / 0.7 t e 122max 0.3tuu时 22 / 2max2max 0.9(1) t UUe 222max 0.9tuu时 22 / 0.1 t e 6 . 0 1 12 tt Tf （1）波前时间的确定）波前时间的确定 P O O Tf C F Tt t U x y z 第5章电气设备绝缘高电压试验分 析 高电压技术 1 / 2max2max 1 2 t T Uue （2）半峰值时间的确定）半峰值时间的确定 1 / 22ma

20、x t uue 112 () t CCR )(69. 02ln 211 CCRRT dtt 2max 1 U U （3）冲击电压发生器的效率）冲击电压发生器的效率 1 12 t dt RC RR CC 对于低效回路： 1 12 C CC 对于高效回路： 第5章电气设备绝缘高电压试验分 析 高电压技术 截断波的产生方法截断波的产生方法 变压器类设备应作雷电冲击截断波试验，以模拟绝缘变压器类设备应作雷电冲击截断波试验，以模拟绝缘 子闪络或避雷器动作时所形成的截断波。产生截断波的原子闪络或避雷器动作时所形成的截断波。产生截断波的原 理：将一截断间隙与被试品并联，调节间隙距离使之具有理：将一截断间隙与

21、被试品并联，调节间隙距离使之具有 所需的击穿电压；冲击电压发生器送出一全波，由于截断所需的击穿电压；冲击电压发生器送出一全波，由于截断 间隙的击穿，作用在被试品上的电压就是截断波。间隙的击穿，作用在被试品上的电压就是截断波。 目前多采用可控截断电路来控目前多采用可控截断电路来控 制截断时间，截断间隙采用针孔球制截断时间，截断间隙采用针孔球 隙。触发脉冲导致间隙隙。触发脉冲导致间隙G1放电后，放电后， 间隙间隙G2上将承受全部电压，同时，上将承受全部电压，同时， R3上电流流过形成压降，上电流流过形成压降，S2处出处出 现触发火花，导致现触发火花，导致G2放电，形成放电，形成 截断。截断。 第5

22、章电气设备绝缘高电压试验分 析 高电压技术 操作冲击电压的获得操作冲击电压的获得 （1）利用冲击电压发生器产生操作波）利用冲击电压发生器产生操作波 调节冲击电压发生器的波头、波尾电阻，可改变波头调节冲击电压发生器的波头、波尾电阻，可改变波头 波尾时间，就可以得到标准所规定的操作冲击电压。波尾时间，就可以得到标准所规定的操作冲击电压。 （2）利用电容器对变压器原绕组放电产生操作波）利用电容器对变压器原绕组放电产生操作波 一组电容由直流充电至一定值，然后通过球隙一组电容由直流充电至一定值，然后通过球隙G的击穿，的击穿， 使向试验变压器的原绕组（低压侧）放电，在变压器的副使向试验变压器的原绕组（低压

23、侧）放电，在变压器的副 绕组（高压侧）便会因电磁感应基本上按变比产生高电压绕组（高压侧）便会因电磁感应基本上按变比产生高电压 的操作波形。的操作波形。 IEC推荐的利用工频试验变压器产生操作冲击 第5章电气设备绝缘高电压试验分 析 高电压技术 陡波前冲击电压的获得陡波前冲击电压的获得 利用冲击电压发生器对电容器利用冲击电压发生器对电容器C1充电，然后电容器充电，然后电容器C1 上的电荷通过间隙上的电荷通过间隙G2放电，可获得陡波前冲击电压放电，可获得陡波前冲击电压es。 电压的波头时间决定于电压的波头时间决定于C1-G2-R2回路尺寸以及放电间回路尺寸以及放电间 隙隙G3的火花形成时间。将回路

24、封入高气压的火花形成时间。将回路封入高气压SF6气体中，可气体中，可 减小回路尺寸，且可提高减小回路尺寸，且可提高G2的放电电压，从而获得幅值为的放电电压，从而获得幅值为 102103kV、波头时间为、波头时间为0.020.1 s的陡波前冲击电压。的陡波前冲击电压。 陡波冲击电压发生器 第5章电气设备绝缘高电压试验分 析 高电压技术 5.4 稳态高电压的测量稳态高电压的测量 高压测量系统：转换装置、至试品间的引线、接地连线、高压测量系统：转换装置、至试品间的引线、接地连线、 低压测量回路、测量仪表等低压测量回路、测量仪表等 对测量结果的要求：对测量结果的要求： （1）交流电压的测量，要求蜂值或

25、有效值时的总不确定）交流电压的测量，要求蜂值或有效值时的总不确定 度在度在 3之内；之内； （2）直流电压的测量，要求电压算术平均值时的总不确）直流电压的测量，要求电压算术平均值时的总不确 定度不超过定度不超过 3%，直流电压的纹波幅值总不确定度不超，直流电压的纹波幅值总不确定度不超 过过 10%，或脉动系数测量的不确定度应小于，或脉动系数测量的不确定度应小于 1%。 稳态高电压：工频交流高压、直流高压稳态高电压：工频交流高压、直流高压 第5章电气设备绝缘高电压试验分 析 高电压技术 利用气体放电测量交流高电压，例如测量球隙。利用气体放电测量交流高电压，例如测量球隙。 利用静电力测量高电压，例

26、如静电电压表。利用静电力测量高电压，例如静电电压表。 利用整流电容电流或充电电压来测量高电压，例如峰值利用整流电容电流或充电电压来测量高电压，例如峰值 电压表。电压表。 利用分压器测量高电压，如电容分压器和电阻分压器。利用分压器测量高电压，如电容分压器和电阻分压器。 实验室中测量稳态高压常用的方法：实验室中测量稳态高压常用的方法： 第5章电气设备绝缘高电压试验分 析 高电压技术 气体放电间隙气体放电间隙 1. 球间隙球间隙 垂直型标准测量球隙 （1）间隙距离不超过球径的）间隙距离不超过球径的1/2，可，可 保证测量的不确定度在保证测量的不确定度在 3%以内。以内。 用球隙测量工频电压时，应取连

27、续用球隙测量工频电压时，应取连续 三次击穿电压的平均值，相邻两次三次击穿电压的平均值，相邻两次 间隔时间不小于间隔时间不小于1min，击穿电压与，击穿电压与 平均值之间的偏差不大于平均值之间的偏差不大于3%。 （2）当球隙距离不大于）当球隙距离不大于0.4D时，其时，其 测量不确定度在测量不确定度在 5%以内。以内。 （3）球间隙测量电压时，必须进行）球间隙测量电压时，必须进行 大气条件的修正。大气条件的修正。 （4）测量时必须放电，容易引起过）测量时必须放电，容易引起过 电压而造成被试品不必要的损伤。电压而造成被试品不必要的损伤。 （5）测量时较费时间，所需的空间）测量时较费时间，所需的空间

28、 越大。越大。 第5章电气设备绝缘高电压试验分 析 高电压技术 2. 棒间隙棒间隙 用球间隙测量直流电压时，会出现用球间隙测量直流电压时，会出现 较大的分散性，因此，较大的分散性，因此，IEC规定中，推荐规定中，推荐 使用左图的棒间隙。标准棒间隙测量直使用左图的棒间隙。标准棒间隙测量直 流电压时，其测量不准确度在流电压时，其测量不准确度在3%以内，以内， 测量方法与球间隙一样。测量方法与球间隙一样。 s Vk V 非标况： )11(014. 01hk 棒间隙直接测量直流电压时也非常费时，棒间隙直接测量直流电压时也非常费时， 一般用于求取直流高压输出值与直流发生器低一般用于求取直流高压输出值与直

29、流发生器低 压侧的仪表读数间的比例关系。压侧的仪表读数间的比例关系。 dVs534. 02 标况下，正、负极性的直流电压下，标况下，正、负极性的直流电压下， 棒间隙棒间隙10次放电电压的平均值为：次放电电压的平均值为： 第5章电气设备绝缘高电压试验分 析 高电压技术 S f l 静电电压表静电电压表 原理：分别带正、负电荷的导体间存在着静电吸引力，吸引原理：分别带正、负电荷的导体间存在着静电吸引力，吸引 力的大小与两导体间的电位差的平方成正比，测量此静电力力的大小与两导体间的电位差的平方成正比，测量此静电力 的大小或是由静电力产生的某一极板的位移（或偏转）从而的大小或是由静电力产生的某一极板的

30、位移（或偏转）从而 反映所加电压大小。反映所加电压大小。 2 0 2 2 1 l S uf r 2 2 0 0 2 0 2 0 2 )( 1 2 )( 1 U l A dttu T l A dttf T F r TT r S F lU r 4 10 52. 4 第5章电气设备绝缘高电压试验分 析 高电压技术 利用高压电容器的测量方法利用高压电容器的测量方法 1. 电容器电流整流法测量交流峰值电容器电流整流法测量交流峰值 1 2 c i V fC 半波整流： 1 4 c i V fC 全波整流： 电容器电流整流法 fC I Ve 2 与耦合电容器类似，利用静电容量大与耦合电容器类似，利用静电容量

31、大 的电容器，可用交流电流计直接测量充电的电容器，可用交流电流计直接测量充电 电流的有效值（电流的有效值（I），电压有效值为：），电压有效值为： 由于高频谐波电流的容抗比基波电流由于高频谐波电流的容抗比基波电流 的要小，如果所测电压存在波形畸变，这的要小，如果所测电压存在波形畸变，这 种方法很容易带来较大的测量不确定度。种方法很容易带来较大的测量不确定度。 第5章电气设备绝缘高电压试验分 析 高电压技术 2. 电容器充电电压法测量交流峰值电容器充电电压法测量交流峰值 Id R C D V A 电容器充电电压法电容器充电电压法 被测交流电压经整流管被测交流电压经整流管D使电容充电至交流电压的幅值

32、，使电容充电至交流电压的幅值， 电容电压由静电电压表或微安表串联电阻来测量。电容电压由静电电压表或微安表串联电阻来测量。 1 2 d m U U T RC 如果静电电压表或微安表串联电阻测得的电压为如果静电电压表或微安表串联电阻测得的电压为Ud， 则电压峰值：则电压峰值： 第5章电气设备绝缘高电压试验分 析 高电压技术 3. 直流脉动电压的测量直流脉动电压的测量 直流脉动的测量直流脉动的测量 利用高压电容与电阻串联来测量利用高压电容与电阻串联来测量 直流电压的脉动。若直流高压含有脉直流电压的脉动。若直流高压含有脉 动电压分量动电压分量Vr，当脉动电压的频率为，当脉动电压的频率为f， 则电阻则电

33、阻R两端的电压为：两端的电压为： fCRjVfCRjV r 212 也可以采用电容器电流整流法来也可以采用电容器电流整流法来 测量直流电压脉动的幅值，其测量方测量直流电压脉动的幅值，其测量方 法与交流峰值测量的方法相同。法与交流峰值测量的方法相同。 第5章电气设备绝缘高电压试验分 析 高电压技术 高压分压器高压分压器 1. 高阻分压器和串有高阻的电流表高阻分压器和串有高阻的电流表 U2 U1 Z1 Z2 高阻分压器高阻分压器 I2 U1 Z1 Z2 A P 高阻与电流表串联高阻与电流表串联 被测电压越高，分压器本体电阻值越大，对地杂散电容被测电压越高，分压器本体电阻值越大，对地杂散电容 越大，

34、误差也很大。因此电阻分压器只适用于被测电压低于越大，误差也很大。因此电阻分压器只适用于被测电压低于 100kV的情况。的情况。 为防止仪表超量程，为防止仪表超量程， 并联保护的放电间隙或放并联保护的放电间隙或放 电管电管P；为了防止在控制为了防止在控制 台出现高电压，微安表应台出现高电压，微安表应 并联电阻。并联电阻。 电阻的温度系数应尽电阻的温度系数应尽 可能小可能小。高阻值电阻可侵高阻值电阻可侵 入绝缘油中以增强散热，入绝缘油中以增强散热， 同时可以防止电晕放电和同时可以防止电晕放电和 绝缘泄漏。绝缘泄漏。 第5章电气设备绝缘高电压试验分 析 高电压技术 2. 电容分压器电容分压器 C2

35、C1 U1 U2 交流电容分压器 12 122 1 () CC uuKu C 分压器 高压臂 分压器 低压臂 分压器的分压比是常数，即不应随被测电压的波形、频分压器的分压比是常数，即不应随被测电压的波形、频 率、幅值、周围大气条件、安装地点的变化而改变。此外，率、幅值、周围大气条件、安装地点的变化而改变。此外， 分压器的接入应不影响电压波形和幅值。分压器的接入应不影响电压波形和幅值。 （1）分布式电容分）分布式电容分 压器，它的高压臂有压器，它的高压臂有 多个电容器元件串联多个电容器元件串联 组装而成，要求每个组装而成，要求每个 元件尽可能为纯电容，元件尽可能为纯电容， 介质损耗和电感尽可介质

36、损耗和电感尽可 能小。能小。 （2）集中式电容分）集中式电容分 压器，它的高压臂使压器，它的高压臂使 用一个气体介质的高用一个气体介质的高 压标准电容器。压标准电容器。 对于电容分压对于电容分压 器低压臂电容器低压臂电容C2， 要求电容量较大而要求电容量较大而 承受的电压较低，承受的电压较低， 因此应采用高稳定因此应采用高稳定 度、低损耗、低电度、低损耗、低电 感量的云母、聚苯感量的云母、聚苯 乙烯等介质的电容乙烯等介质的电容 器。器。 电容量根据分电容量根据分 压比和低压仪表的压比和低压仪表的 量程确定。量程确定。 第5章电气设备绝缘高电压试验分 析 高电压技术 5.5 冲击电压的测量冲击电

37、压的测量 冲击电压的测定包括：冲击电压的测定包括：幅值测量和波形记录 标准规定：标准规定： 对于标准全波、波尾截断波以及1/5s短波，幅值的 测量不确定度不超过3%，1s以内波头截断波，其幅 值的测量误差不超过5%，波头及波长时间的测量不确 定度不超过10%。 目前最常用的冲击电压的测量方法目前最常用的冲击电压的测量方法： a. 测量球隙； b. 分压器-示波器。 第5章电气设备绝缘高电压试验分 析 高电压工程基础 3.2 雷电冲击电压下的击穿雷电冲击电压下的击穿 冲击电压的标准波形冲击电压的标准波形 标准雷电波标准雷电波的波形： T1=1.2s30， T2=50s20 对于不同极性：+1.2

38、/50s或-1.2/50s 操作冲击波操作冲击波的波形： T1=250s20， T2=2500s60 对于不同极性：+250/2500s或-250/2500s 波前时间 半峰值时间 第5章电气设备绝缘高电压试验分 析 高电压工程基础 放电时延放电时延 临界 击穿电压 统计时延：从外施电 压达Uo时起，到出现 一个能引起击穿的初 始电子崩所需的第一 个有效电子所需时间 放电形成时延：从出 现第一个有效自由电 子时起，到放电过程 完成所需时间，即电 子崩的形成和发展到 流注等所需的时间 第5章电气设备绝缘高电压试验分 析 高电压工程基础 50击穿电压及冲击系数击穿电压及冲击系数 50击穿电压击穿电压 多次施加电压时有半数会 导致击穿的电压值Ub50 。 050 3 bb UU 2. 冲击系数冲击系数 同一间隙的50冲击