高电压技术实验

高电压实验安全操作规程
1. 实验前先检查实验设备的连接线以及接地系统是否良好，电 气开关的性能是否正常。
2. 认真做好安全防护工作，实验时要求学生必须穿绝缘良好的 胶鞋。
3. 实验设备接通电源后（警示红灯亮时），严禁一切人员进入 围栏内的高电压试验区域，不得向遮栏内探头或伸手，以保 证人身的安全。
4. 实验过程必须按照实验指导书的操作规程进行。 5. 实验过程中如发现异常应立刻切断电源，并尽快检查故障原
因。如果发生人身事故应立刻进行抢救。 6. 检查设备或更换接线时要先用接地棒对实验设备进行放电，
在未亲眼看到设备接地之前，不得接近或触摸高压设备。 7. 实验完毕后必须断开总电源。 8. 在本实验室进行实验的人员必须遵守实验安全操作规程。

实验一：绝缘预防性实验
电缆绝缘电阻和吸收比的测量

一、实验目的
1．了解测试绝缘电阻和吸收比的意义； 2．掌握测量绝缘电阻及吸收比的原理和操作
方法； 3．根据所作试验结果分析电缆绝缘的状况。

二、实验内容
1．用兆欧表（摇表）测量电缆的绝缘电阻， 掌握吸收比的测量方法；
2．根据测量的绝缘电阻，计算电缆的吸收 比，判断电缆的绝缘性能。

三、实验设备
兆欧表
? 兆欧表是测量绝缘电阻的专用仪表。 ? 兆欧表的电压等级有：100、250、500、
1000、2500、5000V 六种规格。 ? 兆欧表的结构有：手摇式、晶体管式、数
字式。

四、绝缘电阻及吸收比的测量方法
(一)绝缘电阻试验
电力设备中的绝缘材料（电介质）是不导电 的物质，也就说绝缘电阻很高，但并不是绝对的 不导电。在一定的直流电压作用下，电介质中有 微弱的电流通过，这个电流称为泄漏电流（或称 为电导电流）。
绝缘电阻是指加于试品上的直流电压与流过试
品泄漏电流之比，即： Rf = U / Ig
Rf ——绝缘电阻，Ω（或MΩ） U ——直流电压，V Ig ——泄漏电流，A（或μA）

? 如果被测量物体的绝缘电阻很低，说明物体的 绝缘已经老化。
? 绝缘老化的原因：
? 长期受电场、热、机械应力和环境因素等影响， 使物体内部发生复杂的化学和物理变化，导致其 性能逐渐下降。
? 绝缘老化的表现：
? 变色、粉化、发泡、发粘等等。

(二)吸收现象和吸收比
? 在直流电压电压下，绝缘中泄漏电流随时间而变化 的现象称为绝缘介质的吸收现象。
? 在绝缘试验中，把60S的绝缘电阻与15S的绝缘电阻 之比称为吸收比，即K=R60/R15。 K值越大，电气设 备绝缘的耐电性能越好。K值越小，表明设备绝缘 可能受潮。通常认为K在1.3~1.5时绝缘是良好的。
? 当被试品原始干燥时，吸收现象明显， K值大 。当 绝缘受潮或有缺陷时，电流的吸收现象不明显， K 值小。因此可由K值大小来衡量绝缘介质的好坏。

（三）实验方法
实验步骤：
? 使用兆欧表时先作一次开路和短路试验，检查兆 欧表是否正常。先将兆欧表开路，摇动兆欧表的 摇把，摇至额定转速，检察指针是否指在“?”处。 然后，将兆欧表的“线”（L）与“地”（E）两个接线 端短路，轻轻摇动摇把，检察指针是否指在“0” 处，合格后方可使用。

三芯电缆的绝缘电阻及吸收比测量接线图
屏蔽环
三芯电缆
CBA
L
G 兆欧表
E

实验步骤
? 接好被试品，摇动兆欧表均匀加速，到达规 定转速（通常为120转/分）时，保持转速恒 定，分别记下第15秒和60秒时的读数。
? 测量的试品为三芯电缆，应每一相对另外两 相分别进行测量，再交替进行测量。
? 测A相时，A接“线路”端子，B相和C相一起接在“地”端子。 ? 测B相时，B接“线路”端子，A相和C相一起接在“地”端子。 ? 测C相时，C接“线路”端子，A相和B相一起接在“地”端子。

五、实验数据处理
1、实验记录表格
电缆相别
绝缘电阻
A相
B相
C相
R15” (MΩ) R60” (MΩ) K=R60”/R15”
2、数据分析与判断
根据R15”及R60”求出电力电缆试品的吸收比，并 参照相关规程，判断电力电缆试品绝缘状况，写出 实验报告。

注意事项：
? 1. 作绝缘电阻和吸收比试验时，兆欧表的 两根引出线不能相互接触，线路端的引线不 能放在地上，测量时兆欧表的转速必须保持 额定转速。
? 2. 对电容较大的电缆试品，在试验快结束 时候，应设法在摇表仍处于额定转速时断开L 或者E引线，以免摇表停止转动时，试品向摇 表放电而冲击指针，造成摇表指针的损坏。

六、思考题
1．测量绝缘电阻能发现绝缘的哪些缺陷？ 2．影响绝缘电阻测量结果的因素有哪些？

实验二：不均匀电场气体间隙的 工频放电实验
实验三：均匀电场气体间隙的工 频放电实验

一、实验目的
1、了解不均匀电场气体间隙放电电压和 电极距离的关系。
2、观察不均匀电场气体间隙放电、击穿 现象。
3、分析在不均匀电场下，电极极性对空 气间隙击穿电压的影响。
4、掌握击穿电压的换算。

二、实验内容
? 测量尖—板电极不同电极距离的工频击穿 电压；
? 测量球—球电极不同电极距离的工频击穿 电压；
? 作出标准条件下气体间隙击穿电压和电极 距离的实验曲线。

三、实验设备
? 400KV工频高压发生器
组成：控制操作台、调压器、油浸式升压 器、限流电阻、分压器。
? 尖——板放电试验台 ? 球——球放电试验台 ? 峰值电压表

四、实验原理：
? 电介质可分成三类：
? 气体电介质(空气、SF6气体、等） ? 固体电介质（电陶瓷、硅橡胶、环氧板、等） ? 液体电介质（变压器油、等）
? 气体绝缘特性：
? 气体在正常情况下绝缘性能良好（带电粒子很少） ? 气隙上的电场足够强时，撞击游离产生的电子会成为
撞源粒子，从而形成电子崩 ? 气隙在强电场作用下，产生强烈游离，并发展到自持
放电，气隙就被击穿
? 空气击穿的特点：
? 空气击穿后具有“自恢复”的特性