第四章 高压试验设备及高电压的测量.ppt

1、第四章高压测试设备和高压测量、高压测试设备是产生各种高电压(例如交流电、直流电和冲击)的测试设备，它产生各种波形高电压，可用于模拟电气设备在工作中所能收到的各种作用电压。进行绝缘耐压试验，测试承受这种高压作用的绝缘能力。第一节稳定高压试验设备及其测量，1，交流高压试验设备1。高压试验变压器，图4-1工频耐压试验接线，T试验变压器AV -调节器F-保护球间隙R1 -保护电阻R2 -球间隙保护电阻，高压(2)绝缘公差小。(3)运行时间短。(4)泄漏电阻大。(5)容量小。类型：U受试者试验电压，kv；CX受试者的电容，f；f电源频率，Hz；s测试变压器的容量，对于大多数测试产品，kVA通常满足测试变

2、压器高压侧额定电流在0.11A范围内的测试要求。目前国内变压器的电压限制为750kV。需要更高的输出电压时，可以连接23台实验变压器使用。图4-2累计串行测试变压器的原理接线T1、T2、T3三电平测试变压器1低压绕组；2低压绕组；3，4累积绕组；Z1、Z2绝缘柱；TM调节器；TO被实验品，2 .串联谐振试验装置在现场耐压试验中，试验品的实验电压高或电容器值大，如果试验变压器的额定电压或容量不符合要求，可以使用串联谐振试验装置进行试验。图4-3串联谐振测试电路图(a)原理图；(b)电路图1加可曹征电感；2实验品，其中：R -表示整个实验电路损失的等值电阻。L -可曹征电感和电源设备泄漏之和；C

3、-受试者电容；在u变压器空载时测试高压端对端电压。调整电感以谐振电路时，XL=XC，受测产品的电压，Q是谐振电路的质量系数，谐振时电感(电阻)与电路的电阻R之比。2，直流高压实验设备直流高电压通常通过整流转换来转换。图4-4背压整流电路(a)变压器两端未接地。(B)变压器一端接地，双电压整流电路只能获得2Um的电压，如果需要更高的电压，可以使用串行整流电路。图4-4串联整流电路，3，稳定高压测量IEC和我国国家标准规定，交流高压峰值或有效值的测量误差必须在3%以下。直流电压平均值的测量误差不应大于土壤3%，脉动振幅的测量误差不应大于10%。目前常用的测量设备和方法如下：1.球隙是唯一能直接测量

4、到最大数兆伏的高压峰值的测量装置。由一对直径相同的金属球组成，在保持各种外部条件不变的情况下，大气中球间距的屈服电压取决于球间距距离。在通过球隙测量频率电压时，必须采取连续3次放电电压的平均值，相邻的两次放电间隔必须小于1分钟，每个击穿电压和平均之间的偏差不能大于3。2 .静电电压表静电电压表由两个平行板电极组成，一个是固定电极，另一个是移动电极。施加稳定电压时，两个电极各带李晟电荷，由于静力的作用，可移动的电极旋转，以某种方式施加外力使其与静力平衡，静力的大小与电极的电荷有多大关系，即电极之间的电压大小相关，因此测量平衡力就能知道电压的大小。静电电压表可以直接测量交流和直流高电压。电极施加的

5、力与电压的平方成正比，因此静电电压表表示电压的平方根值。这表示测量交流电压时测量的电压的有效值。测量直流电压时，脉动系数不超过20%时测量的值和平均值的误差不超过1%，因此，在直流中，静电电压表的测量值可以视为平均值。静电电压表的测量误差一般为1%1.5%。，3 .高压分压器在测量的电压高的时候，很难直接用指示仪测量高压，使用分压器分离小部分电压，用测量仪测量，测量乘以分压比，就能得到所需的高压。根据分压器使用的分压元件，有电阻分压器、电容分压器、电阻分压器等三种类型。每个分压器由高压臂和低压臂组成。(1)电阻分压器(2)容量分压器(3)电阻分压器取决于阻尼电阻连接法，分为串联电阻分压器和并联

6、电阻分压器。电子的测量电路像电容器分压器，后者的测量电路像电阻分压器。4。在交流峰值电压表交流电压下，绝缘破坏取决于电压的峰值，因此有时需要测量高电压的峰值。目前常用的交流峰值电压计有两种：(1)用容量电流整流器测量峰值电压。(2)利用电容器的整流充电电压测量峰值电压。图4-7峰值电压表原理接线图(A)利用电容器电流整流。(B)电容整流充电电压，第二节冲击高压实验设备及其测量，冲击高压实验设备主要指冲击电压发生器，是产生脉冲波的高压发生器，可以模拟在电力设备运行过程中产生的雷电冲击电压波和工作冲击电压波。1.冲击电压发生器1。产生闪电冲击电压，图4-8冲击电压发生器的基本电路(A)效率低下的电

7、路(B)高效电路，利用高压电容器通过球隙放电电阻容量电路，产生闪电冲击电压。图4-9冲击电压发生器的典型电路是单级冲击电压发生器的工作原理。由于整流设备和电容器的额定电压，单级冲击电压发生器的最大电压一般不超过200300kV。如果需要更高的冲击电压，可以使用多级冲击电压生成器。多级冲击电压发生器的工作原理：使用多级电容器平行充电，然后通过球间隙串联放电。图4-11高效多级冲击电压发生器电路图，2 .工作冲击电压的产生工作冲击电压与闪电冲击电压的产生原理相同。但是，工作冲击电压的波前和半峰值时间要比闪电冲击电压长得多，因此发生器的放电时间常数必须比产生闪电冲击电压时长得多。工作冲击电压也可以通

8、过冲击电压发生器和变压器的组合而产生。也就是说，可以使用小型冲击电压发生器放电到变压器低压绕组，在变压器高压绕组中检测高工作冲击电压波。图4-12 IEC推荐的操作波发生器，第二，冲击高压测量是非周期或快速变化的脉冲电压，因此测量冲击电压的仪器和测量系统必须具有良好的瞬态响应特性。冲击电压测量包括峰值测量和波形记录。1.在球隙测量时，不仅要符合球隙的相关结构、布置、连接、使用等规定，而且(1)由于冲击电压分散了球隙的放电，因此，由球隙测量确定的电压必须是球隙的50放电电压。(2)球隙放电电压表的冲击放电电压值是标准闪电冲击传播或长波尾冲击电压下球隙的50放电电压。(3)为了加速小间隙下有效电子

9、的出现，要稳定放电、电压，使用的球直径小于12.5cm，无论测量什么电压，使用什么球直径测量峰值小于50kV的电压时，都要用短波光源照射球间隙。(4)在测量冲击电压时，与球隙连接的保护电阻的作用是，减少在球隙穿孔时添加到被试件上的切断电压的陡度和阻尼电路内可能发生的振动。一般要求不超过500。2 .用分压器测量系统(1)测量测量系统的方波响应。冲击测量系统性能的优劣通常通过方波响应来测量。图4-13冲击测量系统的方波响应(A)金志洙(b)衰减振动类型，(2)冲击分压器。冲击分压器可以根据结构分为电阻分压器、电容分压器、串联电阻分压器和并联电阻分压器。图4-14各种类型冲击分压器的原理电路(A)电阻分压器(b)电容器分压器；(c)串行电阻分配器；(D)并联电阻分压器，(3)测量冲击电压的示波器和峰值电压表。冲击电压是变化速度快的脉冲电压，高压示波器适合记录这种快速变化的过程。高压示波器电子射线的能量很高，长时间在屏幕上发射会损坏屏幕上的荧光层，因此，电子线路通常关闭，只有在测量信号到达之前的瞬间，才能通过启动示波器的释放装置接触屏幕。测量的信号消失后，电子束自动关闭。小结，交流耐压试验时，试验变压器的容量与试验品的电量成正比。需要高实验电压时，可以使用几个实验变压器线程，随着线程数量的增加，设备利用率降低。直流高压通常可以通过串行整流电路获得，在进