高电压技术复习资料
高电压技术-复习要点-超全总结-涵盖习题

作业(第一部分)简答题:第2、3、4章1.简述气体电离的4种方式。
P102.什么是电子崩及电子崩的条件P15-P173.汤逊放电理论与流柱理论的共同点和不同点,以及各自的适用范围。
P17-P19。
4.巴申定律的公式表达及巴申曲线的两个结论。
P17-P185.提高气体间隙抗电强度的方法。
P42-P446.简述防绝缘子污闪的4种方法。
P56-P57第5章1.简述电介质极化的5种基本形式。
P59+空间电荷极化、夹层极化2.介质的介电常数和相对介电常数的概念。
P58-593.什么是固体介质的热击穿。
P664.什么是固体介质的电击穿。
P655.影响固体击穿的4个主要因素。
P65-P69(电压、电场均匀程度、受潮、累积效应)6.什么是固体介质的热老化。
P73第6、7章1.简述绝缘缺陷的两种类型。
P752.简述绝缘试验中的非破坏性试验和耐压试验。
P753.简述绝缘电阻的吸收比及其测量结果对判断绝缘状态的作用。
P75-P774.简述局部放电测量的作用。
P845.简述工频交流耐压试验的作用。
P92-97(作用是:能够有效地发现导致绝缘电气强度降低的各种缺陷,尤其对局部性缺陷的发现更为有效。
)6.简述直流耐压试验与交流耐压试验比较的优点。
P1007.简述直流高压测量的两种方法。
P106-P1118.简述冲击电压试验的作用。
P1019.简述测量冲击电压的三种方法。
P111-P116论述题:第2、4章1.借助作图,阐述汤逊自持放电及条件。
P14-P182.借助作图,阐述气体放电的极性效应(以棒-板间隙为例)。
P23-P253.阐述污闪放电过程。
P53-544.借助画图,阐述介质损耗角正切测量原理。
P80-81第5、6章1.借助公式推导,阐述绝缘的吸收现象。
P75-P772.借助公式推导,阐述介质损耗角正切。
P613.借助电路图阐述局部放电的脉冲电流法测量。
P84(三种基本回路及原理)作业(第二部分)简答题:第8章1.简述单根均匀无损传输线的波阻抗与波速表达式,以及物理量意义。
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1、极化类型;电子位移极化,离子位移极化,转向极化,空间电荷极化2、导体电导与电介质电导的区别导体属于电子性电导。
具有负温度系数。
电介质属于离子性电导(正离子、负离子、自由电子)。
具有正温度系数。
3、雷电放电过程先导放电,主放电,余光放电4、沿着气体与固体(液体)介质分界面上发展的气体放电现象称为气隙的沿面放电。
沿面放电发展到贯穿两极,使整个气隙沿面击穿,称为闪络。
气隙的击穿总是沿着固体介质表面闪络形式完成的,沿面闪络电压低于纯气隙的击穿电压。
5、电晕放电(电子崩性质)--刷行放电(流注性质)--滑闪放电6、完成气隙击穿的三个必备条件:1、足够大的电场强度或足够高的电压;2、在气隙中存在能引起电子崩并导致注和主放电的有效电子;3、需要有一定的时间,让放电得以逐步发展并完成击穿。
7、气隙击穿时间由升压时间统计时延放电发展时间组成8、统计时延t s 电极材料外施电压短波光照射电场情况9、伏秒特性定义对非持续作用的电压来说,气隙的击穿电压就不能简单地用单一的击穿电压值来表示了,对于某一定的电压波形,必须用电压峰值和延续时间两者来共同表示,这就是该气隙在该电压波形下的伏秒特性10、标准大气条件:气压:p0—101.3kPa;温度:θ0—20℃;绝对湿度:h0—llg/m3。
11、提高气体间隙绝缘强度的方法1.改善电场分布2.采用高度真空3.增高气压4..采用高耐电强度气体12、怎么防止污闪:调整爬距增大泄漏距离,定期或不定期的清扫,喷涂涂料,采用半导体釉绝缘子13、绝缘子的污闪机理:污秽绝缘子受潮后,含在污秽层中的可溶性物质便逐渐溶于水中成为电解质,在绝缘子表面形成一层薄薄的导电薄膜。
污层的表面电导比干燥时可能增大几个数量级,绝缘子的泄漏电流相应剧增。
在铁脚附近,因直径很小,故电流密度很大,发热最甚。
先是在靠近铁脚的某处形成局部烘干区,由于被烘干,该区域表面电阻率大增,迫使原来流经该区的电流转移到该区两侧的湿模上去,使流经该区电流密度增大,加快了湿模的烘干过程,这样发展下去,在铁脚的四周很快形成一个环形烘干带。
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高电压技术复习《高电压技术》复习一.气体的绝缘强度了解气体放电的一般现象和概念;理解持续电压作用下均匀电场气体放电理论、不均匀电场中的气体放电特性;理解冲击电压下的气体放电特性;了解大气条件对气隙击穿电压的影响,掌握提高气隙击穿电压的具体措施。
1.基本概念自持放电:不需其它任何外加电离因素而仅由电场的作用就能维持的放电称为自持放电。
非自持放电:必须借助外加电离因素才能维持的放电则称之为非自持放电。
电晕放电:当所加电压达到某一临界值时,在靠近两个球极的表面出现蓝紫色的晕头,并发出“咝咝”的响声,这种局部放电现象称为电晕放电。
极性效应:在极不均匀电场中,高场强电极的不同,空间电荷的极性也不同,对放电发展的影响也不同,这就造成了不同极性的高场强电极的电晕起始电压的不同,以及间隙击穿电压的不同,称为极性效应。
50%冲击击穿电压(U50%):用间隙击穿概率为50%的电压值来反映间隙的耐受冲击电压的特性。
汤逊放电理论和流柱理论的异同以及各自的适用范围:汤逊放电理论:当外施电压足够高时,一个电子从阴极出发向阳极运动,由于碰撞游离形成电子崩,则到达阳极并进入阳极的电子数为ea个(α为一个电子在电场作用下移动单位行程所发生的碰撞游离数;为间隙距离)。
因碰撞游离而产生的新的电子数或正离子数为(ea-1)个。
这些正离子在电场作用下向阴极运动,并撞击阴极.若1个正离子撞击阴极能从阴极表面释放r个(r为正离子的表面游离系数)有效电子,则(ea-1)个正离子撞击阴极表面时,至少能从阴极表面释放出一个有效电子,以弥补原来那个产生电子崩并进入阳极的电子,则放电达到自持放电。
即汤逊理论的自持放电条件可表达为r(ea-1)=1。
它的适用范围:汤逊理论是在低气压、Pd较小的条件下在放电实验的基础上建立的。
Pd过小或过大,放电机理将出现变化,汤逊理论就不再适用了。
通常认为,Pd>200cm·mmHg时,击穿过程将发生变化,汤逊理论的计算结果不再适用,但其碰撞电离的基本原理仍是普遍有效的。
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高电压技术1.质点的来源:一是气体质点本身发生游离;二是位于气体中的金属发生表面游离。
2. 气体质点游离所需要的能量称为游离能;金属表面游离所需要的能量成为逸出功。
3.游离的方式:碰撞游离,光游离,热游离,表面游离。
4. 带电质点消失的方式:带电质点的扩散与复合。
5. 自持放电:不依赖外界电离条件,仅由外施电压作用即可维持的一种气体放电。
6. 汤申德游离系数:第一游离系数@,一个电子逆外电场方向行进单位距离产生的碰撞游离数即为第一游离系数;第二游离系数,一正离子沿外电场方向行进单位距离所产生的碰撞游离数即为第二游离系数;第三游离系数,一个正离子撞击阴极表面使其释放出的净电子数(指除去与正离子中和的电子数后)称为第三游离系数。
7. 自持放电的条件:8.击穿电压的计算由此得出结论,⑴气隙的击穿电压与阴极材料和气体性质有关。
⑵均匀电场气隙的击穿电压不仅与气隙S有关,还和气体分子相对密度δ有关,是与S乘积的函数,只要S.δ的乘积不变,Ub也不变。
9. 汤申德定律的局限性:没有考虑到在初崩发展过程中空间电荷对气隙电场的畸变和光游离的作用。
10. 流注:初崩辐射出来的光子照射到气头部产生的二次电子崩的头部的电子与初崩的正空间电荷汇合成为充满正负带电质点的混合通道,这个正电荷多于负电荷的混合通道即为流注。
11. 正流注:从阳极向阴极发展的流注;负流注:初崩头部负电荷与二次电子崩尾部正电荷汇合形成由阴极向阳极发展的流注。
12.不均匀电场长间隙击穿的放电过程:⑴正先导放电过程⑵负先导放电过程⑶主放电过程。
13.棒-板电极的极性效应:对棒—板电极,在棒为不同极性时,由于空间电荷对气隙的电场影响不同,从而将导致其击穿电压和电晕起始电压不同,这种现象既是。
14.雷电冲击50%击穿电压:为了知道在冲击电压下空气间隙的击穿电压,应使波形保持不变,逐渐升高电压幅值,在多次施加电压时,击穿有时发生,有时不发生。
施加电压越高,多次施加电压时气隙击穿的百分比越大。
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1.带电质点的产生原因:①气体中电子与正离子的产生;②电极表面的电子逸出;③气体中负离子的形成。
2.为什么在气隙的电极间施加电压时,可检测到微小的电流?答:一方面,宇宙射线和放射性物质的射线会使气体发生微弱的电离而产生少量带电质点;另一方面,负带电质点又在不断复合,使气体空间存在一定浓度的带电质点。
3.电子崩的形成过程?答:假定由于外电离因素的作用,在阴极附近出现一个初始电子,这一电子在向阳极运动时,如电场强度足够大,则会发生碰撞电离,产生一个新电子。
新电子与初始电子在向阳极的行进过程中还会发生碰撞电离,产生两个新电子,电子总数增加到4个。
第三次电离后电子书将增至8个,即按几何级数不断增加。
由于电子书如雪崩式地增加,因此将这一剧增的电子流成为电子崩4.汤逊理论认为二次电子的来源是正离子撞击阴极,使阴极表面发生电子逸出。
5.电晕:在极不均匀场中,当电压升高到一定程度后,在空气间隙完全击穿之前,小曲率电极(高场强电极)附近会有薄薄的发光层,有点像“月晕”,在黑暗中看的较为真切。
6.电晕放电是极不均匀电场所特有的一种自持放电形式7.根据电晕层放电的特点,可分为2种形式:电子崩形式和流注形式8.电晕放电的危害、对策及其利用危害:①输电线路发生电晕时会引起功率损耗,如电晕放电时发光并发生咝咝声和引起化学发应(如使大气中氧变为臭氧),这些都需要能量;②电晕放电过程中由于流注的不断消失和重新产生会出现放电脉冲,形成高频电磁波对无线电广播和电视信号产生干扰;③电晕放电发出的噪声有可能超过环境保护的标准。
对策:限制导线的表面场强,采用分裂导线。
利用:①可以利用电晕放电产生的空间电荷来改善极不均匀的电场分布,以提高击穿电压。
而且,电晕放电在其他工业部门也获得了广泛的应用。
②在净化工业废气的静电除尘器和净化水用的臭氧发生器以及静电喷涂等都是电晕放电在工业中应用的例子。
9.极性效应:由于高场强下电极极性的不同,空间电荷的极性也不同,对放电发展的影响也就不同,这就造成了不同极性的高场强电极的电晕起始电压的不同以及间隙击穿电压的不同。
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击穿:当气体中的电场强度达到一定数值,气体中的电流剧增,在气体间隙中形成一条导电性很高的通道,气体丧失绝缘能力,气体这种由绝缘状态变成良导电状态的过程。
自持放电:只依靠电场就能维持下去的放电。
非自持放电:依靠外界游离因素支持的放电。
伏秒特性曲线:用气隙上出现电压最大值与放电时间关系来表征气隙在冲击电压下的击穿特性。
50%击穿电压:在该电压下进行多次试验,气隙击穿概率为50%。
沿面放电:在固体介质和空气的分界面上出现沿着固体介质表面的气体放电现象。
耐压试验:模拟设备在运行过程中实际可能碰到的危险的过电压状况对绝缘加上与之等价的高电压来进行试验,从而考核绝缘的耐电强度。
极化指数:对大电容量的设备,可采用10min和1min 时的绝缘电阻之比。
绝缘吸收比:加压60s时的绝缘电阻与15s时的绝缘电阻的比值。
局部放电:当外加电压在电气设备中产生的场强,足以使绝缘部分区域发生放电,但在放电区域内未形成固定放电通道的这种放电现象,称为局部放电。
彼得逊法则:计算节点的电流、电压,可把线路等值成一个电压源,其电动势是入射波的2倍,其波形不限,电源内阻是波阻抗Z1。
雷电日:一年中有雷电的日数(小时数)。
阀型避雷器残压:避雷器动作后雷电流流过阀片在阀片上形成的压降。
耐雷水平:雷击线路时线路绝缘布发生冲击闪络的最大雷电流幅值。
雷击跳闸率:每100km线路每年由雷击引起的跳闸次数。
反击:线路绝缘上电压的幅值随雷电流增大而增大,当这个幅值大于绝缘子串冲击闪络电压时,绝缘子串将发生闪络,由于此时杆塔电位较导线电位为高,此类闪络称为反击。
绕击:雷绕过避雷线而直接击中导线。
绕击率:发生绕击的概率。
进线段保护:在临近变电所1~2km的一段线路上加强防雷保护措施。
绝缘配合:根据电气设备在系统中可能承受的各种电压,并考虑过电压的限制措施和设备的绝缘性能后来确定的绝缘水平,以便把作用于电气设备上的各种电压所引起的绝缘损坏降低到经济上和运行上所能接受的水平。
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第一、二章1.高电压技术研究的对象主要是电气装置的绝缘,绝缘的测试,电力系统的过电压。
2.电介质极化的种类:电子式极化(极化过程所需的时间极短,约10-15s,极化与频率无关,没有能量损耗),离子式极化(极化过程所需的时间很短,约10-13s,极化与频率无关,没有能量损耗),偶极子式极化(极化过程所需的时间较长,约10-10~10-2s,极化程度与外加电压的频率有较大的关系,有能量损耗,温度对极化过程影响很大。
),空间电荷极化(因电介质的电导一般很小,对应的时间常数很大,故夹层极化过程非常缓慢,夹层极化只在低频时才来得及完成。
)3.电介质在工程上的意义:1)选择电介质时,除应注意电气强度等要求之外,还应注意εr的大小。
2)几种绝缘介质组合在一起使用时,应注意各种材料εr的配合。
3)应注意介质的极化损耗,她是介质损耗的重要组成部分,介质损耗对绝缘劣化和热击穿有较大的影响。
4.电介质的电导是离子性电导,金属的电导是电子性电导。
5.容易吸收水分的电介质称为亲水性介质(玻璃,陶瓷)。
不易吸收水分的介质称为憎水性介质(石蜡,硅有机物)。
6.原子的游离:如果原子从外界获得的能量足够哒,以致使原子的一个或几个电子摆脱原子核的束缚而形成自由电子和正离子。
7.汤逊理论认为,δd较小时气体间隙的击穿主要由电子的碰撞游离和正离子撞击阴极表面造成的表面游离所引起。
8.汤逊理论的条件:均匀电场,低气压,短间隙。
9.电子崩:电子在气体中发生碰撞电离时的链式反应发展过程。
一个电子在电场作用下由阴极向阳极运动时,将与气体原子(或分子)碰撞,如果电场很强、电子的能量足够大时,会发生碰撞电离,使原子分解为正离子和电子,此时空间出现两个电子。
这两个电子又分别与两个原子发生碰撞电离,出现4个自由电子。
如此进行下去,空间中的自由电子将迅速增加,类似于电子雪崩。
巴申定律:当气体和电极材料一定时,气隙的击穿电压是气体的相对密度δ和气隙距离d乘积的函数,U b=f(δd)。
高电压技术复习资料要点

第一章电介质的电气强度1.1气体放电的基本物理过程1.高压电气设备中的绝缘介质有气体、液体、固体以及其他复合介质。
2.气体放电是对气体中流通电流的各种形式统称。
3.电离:指电子脱离原子核的束缚而形成自由电子和正离子的过程。
4.带电质点的方式可分热电离、光电离、碰撞电离、分级电离。
5.带电质点的能量来源可分正离子撞击阴极表面、光电子发射、强场发射、热电子发射。
6.带电质点的消失可分带电质点受电场力的作用流入电极、带电质点的扩散、带电质点的复合。
7.附着:电子与气体分子碰撞时,不但有可能引起碰撞电离而产生出正离子和新电子,也可能发生电子附着过程而形成负离子。
8.复合:当气体中带异号电荷的粒子相遇时,有可能发生电荷的传递与中和,这种现象称为复合。
(1)复合可能发生在电子和正离子之间,称为电子复合,其结果是产生一个中性分子;(2)复合也可能发生在正离子和负离子之间,称为离子复合,其结果是产生两个中性分子。
9.1、放电的电子崩阶段(1)非自持放电和自持放电的不同特点宇宙射线和放射性物质的射线会使气体发生微弱的电离而产生少量带电质点;另一方面、负带电质点又在不断复合,使气体空间存在一定浓度的带电质点。
因此,在气隙的电极间施加电压时,可检测到微小的电流。
由图1-3可知:(1)在I-U 曲线的OA 段: 气隙电流随外施电压的提高而增大,这是因为带电质点向电极运动的速度加快导致复合率减小。
当电压接近 时,电流趋于饱和,因为此时由外电离因素产生的带电质点全部进入电极,所以电流值仅取决于外电离因素的强弱而与电压无关。
(2)在I-U 曲线的B 、C 点:电压升高至 时,电流又开始增大,这是由于电子碰撞电离引起的,因为此时电子在电场作用下已积累起足以引起碰撞电离的动能。
电压继续升高至 时,电流急剧上升,说明放电过程又进入了一个新的阶段。
此时气隙转入良好的导电状态,即气体发生了击穿。
(3)在I-U 曲线的BC 段:虽然电流增长很快,但电流值仍很小,一般在微安级,且此时气体中的电流仍要靠外电离因素来维持,一旦去除外电离因素,气隙电流将消失。
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第一篇绝缘的基本理论第一章气体的绝缘特性1、气体中带电质点产生的方式: 热电离、光电离、碰撞电离、表面电离2、气体中带电质点消失的方式: 流入电极、逸出气体空间、复合3、电子崩与汤逊理论:电子崩的形成、汤逊理论的基本过程及适用范围4、巴申定律及其适用范围:击穿电压与气体相对密度和极间距离乘积之间的关系。
两者乘积大于0.26cm时,不再适用5、流注理论: 考虑了空间电荷对原有电场的影响和空间光电离的作用,适用两者乘积大于0.26cm时的情况6、均匀电场与不均匀电场的划分:以最大场强与平均场强之比来划分。
7、极不均匀电场中的电晕放电:电晕放电的概念、起始场强、放电的极性效应8、冲击电压作用下气隙的击穿特性:a.雷电和操作过电压波的波形b. 冲击电压作用下的放电延时与伏秒特性c.50%击穿电压的概念9、电场形式对放电电压的影响:均匀电场无极性效应、各类电压形式放电电压基本相同、分散性小极不均匀电场中极间距离为主要影响因素、极性效应明显。
10、电压波形对放电电压的影响: a.电压波形对均匀和稍不均匀电场影响不大b.对极不均匀电场影响相当大c.完全对称的极不均匀场:棒棒间隙d.极大不对称的极不均匀场:棒板间隙11、气体的状态对放电电压的影响:湿度、密度、海拔高度的影响12、气体的性质对放电电压的影响:在间隙中加入高电强度气体,可大大提高击穿电压,主要指一些含卤族元素的强电负性气体,如SF613、提高气体放电电压的措施:a.电极形状的改进b.空间电荷对原电场的畸变作用c.极不均匀场中屏障的采用d.提高气体压力的作用e.高真空f.高电气强度气体SF6的采用14、沿面放电的概念:沿着固体介质表面发展的气体放电现象。
多发生在绝缘子、套管与空气的分界面上。
15 提高沿面放电电压的措施:a.屏障b.屏蔽c.表面处理d.应用半导体材料e.阻抗调节习题 1.1 1.3 1.4 1.9 1.13 1.14 1.16第2章液体和固体介质的绝缘特性1、电介质的极化极化:在电场的作用下,电荷质点会沿电场方向产生有限的位移现象,并产生电矩(偶极矩)。
介电常数:电介质极化的强弱可用介电常数的大小来表示,与电介质分子的极性强弱有关。
极性电介质和非极性电介质:具有极性分子的电介质称为极性电介质。
由中性分子构成的电介质。
极化的基本形式:电子式、离子式(不产生能量损失)转向、夹层介质界面极化(有能量损失)2、电介质的电导泄漏电流和绝缘电阻气体的电导:主要来自于外界射线使分子发生电离和强电场作用下气体电子的碰撞电离液体的电导:离子电导和电泳电导固体的电导离子电导和电子电导3、电介质的损耗a.介质损耗针对的是交流电压作用下介质的有功功率损耗b.介质损耗一般用介损角的正切值来表示4、提高液体电介质击穿电压的措施:提高油品质,采用覆盖、绝缘层、极屏障等措施5、固体电介质的击穿:电击穿、热击穿、电化学击穿的击穿机理及特点6、影响固体电介质击穿电压的主要因素: 电压作用时间温度电场均匀程度受潮累积效应机械负荷第二篇电气设备试验第3章电气设备的绝缘试验电气绝缘非破坏性试验1、绝缘电阻与吸收比的测量:a.用兆欧表来测量电气设备的绝缘电阻b.吸收比K定义为加压60s时的绝缘电阻与15s时的绝缘电阻比值。
c.K恒大于1,且越大表示绝缘性能越好。
d.大容量电气设备中,吸收现象延续很长时间,吸收比不能很好地反映绝缘的真实状态,可用极化指数再判断。
e.测量绝缘电阻能有效地发现总体绝缘质量欠佳;绝缘受潮;两极间有贯穿性的导电通道;绝缘表面情况不良。
2、泄漏电流的测量:测量泄漏电流从原理上来说,与测量绝缘电阻是相似的,能发现一些尚未完全贯通的集中性缺陷,原因在于:a.在试品上的直流电压要比兆欧表的工作电压高得多,故能发现兆欧表所不能发现的某些缺陷.b.加在试品上的直流电压是逐渐增大的,可以在升压过程中监视泄漏电流的增长动向。
3、介质损耗角正切的测量:a.tanδ能反映绝缘的整体性缺陷(例如全面老化)和小电容试品中的严重局部性缺陷。
根据tan δ随电压而变化的曲线,可判断绝缘是否受潮、含有气泡及老化的程度。
b.西林电桥法测量的基本原理4、局部放电的测量局部放电:高压电气设备的绝缘内部总是存在一些缺陷,如气泡空隙、杂质等。
由于这些异物的电导和介电常数不同于绝缘物,故在外加电场作用下,这些异物附近将具有比周围更高的场强,有可能引起该处物质产生电离放电现象,称为局部放电。
5 绝缘状态的综合判断三比较方法若个别试验项目不合格,达不到规程的要求,可使用三比较方法。
a.与同类型设备作比较:同类型设备在同样条件下所得的试验结果应该大致相同,若差别很大就可能存在问题b.在同一设备的三相试验结果之间进行比较:若有一相结果相差达50%以上,该相很可能存在缺陷c.与该设备技术档案中的历年试验数据进行比较:若性能指标有明显下降情况,即可能出现新的缺陷电气绝缘破坏性试验绝缘的高电压试验:在高压试验室用工频交流高压、直流高压、雷电冲击高压、操作冲击高压等模拟电气设备的绝缘在运行中受到的工作电压,用以考验各种绝缘耐受这些高电压作用的能力。
特点:a.具有破坏性试验的性质b.一般放在非破坏性试验项目合格通过之后进行,以避免或减少不必要的损失。
1 工频高电压试验工频高电压的产生:a.通常采用高压试验变压器或其串级装置来产生。
b.对电缆、电容器等电容量较大的被试品,可采用串联谐振回路来获得试验用的工频高电压。
c.工频高压装置是高压试验室中最基本的设备,也是产生其他类型高电压的设备基础部件。
高压试验变压器的特点:a.试验变压器本身应有很好的绝缘,但绝缘裕度小,试验过程中要严格限制过电压。
b.试验变压器容量一般不大c.外观上的特点:油箱本体不大而其高压套管又长又大。
d.试验变压器与连续运行时间不长,发热较轻,因而不需要复杂的冷却系统。
e.漏抗大,短路电流较小,可降低机械强度方面的要求,节省制造费用。
绝缘的工频耐压试验:a.工频交流耐压试验是检验电气设备绝缘强度的最有效和最直接的方法。
b.工频耐压试验可用来确定电气设备绝缘耐受电压的水平,判断电气设备能否继续运行,是避免其在运行中发生绝缘事故的重要手段。
c.工频耐压试验时,对电气设备绝缘施加比工作电压高得多的试验电压,这些试验电压反映了电气设备的绝缘水平。
工频高压试验的基本接线图以试验变压器或其串级装置作为主设备的工频高压试验(包括耐压试验)的基本接线如下图所示。
试验变压器的输出电压必须能在很大的范围内均匀地加以调节,所以它的低压绕组应由一调压器来供电。
A V一调压器PV1一低压侧电压表T一工频高压装置R1一变压器保护电阻TO一被测试品R2一测量球隙保护电阻PV2一高压静电电压表F一测量球隙Lf一Cf一谐波滤波器工频高压试验的实施方法a.按规定的升压速度提升作用在被测试品TO上的电压,直到等于所需的试验电压U为止,这时开始计算时间。
b.为了让有缺陷的试品绝缘来得及发展局部放电或完全击穿,达到U后还要保持一段时间,一般取一分钟。
c.如果在此期间没有发现绝缘击穿或局部损伤(可通过声响、分解出气体、冒烟、电压表指针剧烈摆动、电流表指示急剧增大等异常现象作出判断)的情况,即可认为该试品的工频耐压试验合格通过。
2 直流高电压试验直流高电压的产生a.将工频高电压经高压整流器而变换成直流高电压。
b.利用倍压整流原理制成的直流高压串级装置(或称串级直流高压发生器)能产生出更高的直流试验电压直流高压试验的基本接线若高压静电电压表PV2量程不够,可改为球隙、高值电阻串接微安表或高阻值直接分压器来测量高压直流高压试验的特点:最常见的直流高压试验为某些交流电气设备(油纸绝缘高压电缆、电力电容器、旋转电机等)的绝缘预防性试验。
和交流耐压试验相比主要有以下一些特点:a.只有微安级泄漏电流,试验设备不需要供给试品的电容电流,试验设备的容量较小,b.试验时可同时测量泄漏电流,由所得得“电压-电流”曲线能有效地显示绝缘内部的集中性缺陷或受潮。
C.在直流高压下,局部放电较弱,不会加快有采购绝缘材料的分解或老化变质,一定程度具有非破坏性试验的性质。
D. 直流电压下,绝缘内的电压分布由电导决定,因而与交流运行电压下的电压分布不同,所以交流电气设备的绝缘考验不如交流耐压试验那样接近实际。
3 冲击高电压试验:a.研究电气设备在运行中遭受雷电过电压和操作过电压的作用时的绝缘性能。
b.许多高压试验室中都装设了冲击电压发生器,用来产生试验用的雷电冲击电压波和操作冲击电压波。
c.高压电气设备在出厂试验、型式试验时或大修后都必须进行冲击高压试验。
标准雷电冲击全波采用的是非周期性双指数波。
4冲击高电压的产生—波尾时间常数 —— 前时间常数 实际冲击电压发生器回路放电回路的利用系数多级冲击电压发生器a.单级冲击电压发生器能产生的最高电压一般不超过200~300kV 。
b.因而采用多级叠加的方法来产生波形和幅值都能满足需要的冲击高电压波。
多级冲击电压发生器原理接线图基本原理:并联充电,串联放电内绝缘冲击耐压试验a.电气设备内绝缘的雷电冲击耐压试验采用三次冲击法,即对被试品施加三次正极性和三次负极性雷电冲击试验电压。
(1.2/50us 全波)。
b.对变压器和电抗器类设备的内绝缘,还要进行雷电冲击截波(1.2/2~/2-5us)耐压试验,其对绕组绝缘(特别是纵绝缘)的考验往往更加严格。
外绝缘冲击耐压试验a.可采用15次冲击法,即对被测试品施加正、负极性冲击全波试验电压各16次,相邻两次冲击的时间间隔应不小于1min 。
在每组15次冲击的试验中,如果击穿或闪络的闪数不超过2次,即可认为该外绝缘试验合格。
b.内、外绝缘的操作冲击高压试验的方法与雷电冲击全波试验完全相同。
4 高电压的测量技术a.高电压试验除了要有产生各种试验电压的高压设备,还必须要有能测量这些高电压的仪器和设备。
b.电力系统中,广泛应用电压互感器配上低电压表来测量高电压;但此法在试验室中用得很少。
试验室条件下广泛应用高压静电电压表、峰值电压表、球隙测压器、高压分压器等仪器测量高电压。
c.国标规定,高电压的测量误差一般应控制在±3%以内。
静电电压表a.静电电压表测交流时为其电压有效值,测带脉动的直流时近似为其平均值。
b.静电电压表不能用于测量冲击电压。
c.静电电压表的内阻很高,在测量时几乎不会改变被测试样上的电压d.大气中工作的高压静电电压表量程上限在50-250kV;SF6气体中可达500-600kV 。
更高的电压需配合分压器使用 峰值电压表 峰值电压表的制成原理通常有两种,一种是利用整流电容电流测量,另一种是利用整流充电电压测量。
峰值电压表可分为交流峰值电压表和冲击峰值电压表。
球隙测压器:a.测量球隙由一对相同直径的金属球构成,测量误差2%-3%,满足大多数工程测试的要求。