高电压试验设备及高电压的测量（高电压技术课件）

高电压技术—稳态高压试验设备及测量了解原子的结构及电离的概念学习目标了解交流高压试验设备（串联谐振试验装置）的原理及意义会根据被试品计算与选择试验变压器的容量一般了解串级试验变压器的原理了解调压器的类型及其特点了解交流高压试验设备（试验变压器）的作用与特点了解交流高电压的测量设备与方法了解原子的结构及电离的概念学习目标了解直流高压试验设备（直流高压发生器）的原理了解直流高电压的测量设备与方法高压试验设备及高压的测量产生交流、直流、冲击等各种高电压的试验设备，用来模拟电气设备在运行中可能受到的各种作用电压，以考验绝缘耐受这些高电压作用的能力。01交流高压试验设备交流高压试验设备一、高压试验变压器1、特点1多为单相式，电压高2绝缘裕度小3短时工作，无复杂冷却系统4漏抗较大5容量小6被试品多为容性交流高压试验设备一、高压试验变压器交流高压试验设备一、高压试验变压器交流高压试验设备一、高压试验变压器VaxEFAX交流高压试验设备一、高压试验变压器2、试变容量的选择与计算

交流高压试验设备一、高压试验变压器2、试变容量的选择与计算

通常试验变压器高压侧额定电流在0.1～1A范围内交流高压试验设备一、高压试验变压器3、串级试验变压器一般单台试变不超750kV，但将2～3台试变串接可获得更高输出电压交流高压试验设备二、串联谐振试验装置调节电感使回路发生谐振交流高压试验设备二、串联谐振试验装置调节电感使回路发生谐振结论试变容量理论上仅需被试品容量的当试验电压较高或电容值较大，可采用串联谐振试验装置适用范围交流高压试验设备二、串联谐振试验装置调节电感使回路发生谐振交流高压试验设备三、串联谐振耐压试验优点1234输出电压高。可在试品上获得数十倍于试验变压器输出电压。大大降低了试验变压器的容量。谐振时，试验变压器输出的功率为P=UI，被试品的无功功率为QC=UCI=QUI，故试验设备的容量仅需被试品容量的1/Q。输出电压Uc波形好。谐振时，电路形成了一个良好的滤波电路。使用相对安全。被试品击穿时，失去谐振条件，高压电路和低压电源回路的电流反而减小，故绝缘击穿处的电弧不会将故障点扩大。02直流高压试验设备直流高压试验设备串级倍压整流半波整流直流高电压由交流高电压经整流变换而来，获得的最高直流电压为工频试变输出交流电压峰值03稳态高压的测量稳态高压的测量一、球隙原理：由一对直径相同金属球构成的。球隙为稍不均匀电场，外界条件不变时，球间隙在大气中的击穿电压取决于球隙距离测量时取连续三次放电电压的平均值，相邻两次放电的间隔时间不得小于1分钟测量时应校正大气条件稳态高压的测量一、球隙交流高电压峰值或有效值的测量误差不大于士3%直流电压平均值测量误差不大于土3%稳态高压的测量二、静电电压表稳态高压的测量二、静电电压表原理：由两个平行平板电极构成（一个固定，另一个可动）。施加稳态电压时，两电极分别带上异性电荷，由于静电力的作用，可动电极发生转动，用某种方式加外力于可动电极，使之与静电力平衡。静电力大小与电极上电荷多少有关，也就与电极间的电压大小有关，因此测定了平衡力也就能知道电压的大小。静电电压表可直接用来测量交流和直流高电压。由于电极上所受的力和电压的平方成正比，所以，静电电压表指示的是电压的方均根值稳态高压的测量三、高压分压器稳态高压的测量三、高压分压器原理种类基本组成分出小部分电压用测量仪器测量，再乘以分压比得到待求高压电阻分压器电容分压器阻容分压器高压臂低压臂

稳态高压的测量四、交流峰值电压表稳态高压的测量四、交流峰值电压表适用范围类型因交流电压下绝缘的击穿取决于电压的峰值，所以有时需要测量高电压的峰值。利用电容电流整流利用电容器上的整流充电电压高电压技术—冲击高压试验设备及其测量了解原子的结构及电离的概念学习目标一般了解冲击高电压的测量设备与方法一般了解冲击高压发生器的基本原理冲击高压试验设备及其测量冲击高压试验设备：主要指冲击电压发生器，一种产生脉冲波的高电压发生装置，能模拟产生电气设备在运行中遭受的雷电冲击电压波和操作冲击电压波冲击电压是一种非周期性快速或较快速变化的脉冲电压，要求测量仪器和测量系统具有良好瞬态响应特性冲击电压的测量包括峰值测量和波形记录两个方面。01冲击电压发生器冲击电压发生器一、雷电冲击电压的产生利用高压电容器通过球隙对电阻电容回路放电来产生雷电冲击电压的。冲击电压发生器一、雷电冲击电压的产生(a)低效率回路

(b)高效率回路冲击电压发生器二、操作冲击电压的产生操作冲击电压的波前和半峰值时间比雷电冲击电压的长得多，要求发生器的放电时间常数比产生雷电冲击电压时长得多操作冲击电压还可以利用冲击电压发生器和变压器联合产生，即用一个小型的冲击电压发生器向变压器低压绕组放电，在变压器高压绕组感应出幅值很高的操作冲击电压波。冲击电压发生器二、操作冲击电压的产生

IEC推荐的一种操作波发生器02冲击高压的测量冲击高压的测量一、用球隙测量（1）由于在冲击电压作用下球隙的放电具有分散性，球隙测量时所确定的电压应为球隙的50％放电电压（2）球隙放电电压表中的冲击放电电压值是标准雷电冲击全波或长波尾冲击电压下球隙的50％放电电压冲击高压的测量一、用球隙测量（3）在小间隙中为加速有效电子的出现，使放电电压稳定，凡所用球径小于12.5cm，不论测量何种电压，或使用任何球径来测量峰值小于50kV的任何电压时，都必须用短波光源照射球隙。（4）测量冲击电压时，与球隙串联的保护电阻的作用是减小球隙击穿时加在被试品上的截波电压陡度，同时减小阻尼回路内可能发生的振荡。一般要求不超过500Ω。冲击高压的测量二、用分压器测量系统测量1、测量系统的方波响应

冲击测量系统的方波响应

(a)指数型;(b)衰减振荡型

冲击高压的测量二、用分压器测量系统测量2、冲击分压器a电阻分压器b电容分压器c串联阻容分压器d并联阻容分压器冲击高压的测量二、用分压器测量系统测量3、测量冲击电压用的示波器和峰值电压表冲击电压是变化速度很快的脉冲电压，要把这样的信号在示波管的荧光屏上清楚地显示出来，用普通的示波器是做不到的，因为其电子射线的能量不够。高压示波器的加速电压可达20～40kV（热阴极管）及20～100kV（冷阴极管），适合于记录这种快速变化的一次过程。